Kontakte mit transversalem Magnetfeld (TMF): Den Lichtbogen laufen lassen, anstatt durch den Kontakt zu brennen - Blog

Quermagnetfeldkontakte erzeugen durch Steuerung der Stromverteilung ein Quermagnetfeld; Dieses Feld treibt den Lichtbogen an, sich zu drehen und mit hoher Geschwindigkeit über die Kontaktfläche zu bewegen, wodurch die Wärme verteilt und ein lokaler Durchbrand verhindert wird. Die zugrunde liegenden Prinzipien und Implementierungsmethoden sind wie folgt:

Kernantriebsmechanismus

Wirkung des transversalen Magnetfelds: Das vom Kontaktstrom erzeugte transversale Magnetfeld interagiert mit dem Lichtbogenstrom und erzeugt eine Lorentzkraft, die den verengten Lichtbogen dazu antreibt, sich tangential oder radial über die Kontaktfläche zu bewegen.

Energieverteilung: Die Hochgeschwindigkeitsrotation und -bewegung des Lichtbogens vergrößert den Lichtbogenbereich erheblich und verteilt die vom Lichtbogen erzeugte enorme Hitze gleichmäßig. Dies verhindert eine übermäßige Wärmekonzentration an jedem einzelnen Punkt der Kontaktfläche und erhöht dadurch die Schaltleistung des Leistungsschalters und die Widerstandsfähigkeit gegen Lichtbogenerosion.

Spezifische Strukturdesign-Implementierung

Damit der Lichtbogen effektiv „laufen“ kann, nutzen Ingenieure verschiedene Konstruktionskonstruktionen, um das Magnetfeld und den Weg des Lichtbogens zu optimieren:

Struktur mit mehreren Schlitzen: Mehrere Paare spiegelsymmetrischer Schlitze (z. B. gerade Schlitze) sind gleichmäßig um den Umfang der Kontaktsegmente verteilt und erzeugen einen spiralförmigen oder speziell geformten Bogenpfad. Dieses Design ermöglicht die dynamische Auswahl des Lichtbogenpfads basierend auf dem Lichtbogenpunkt, wodurch die Gleichmäßigkeit der Lichtbogenbewegung verbessert wird.

Schirmförmiges, gekrümmtes Oberflächendesign: Die Gestaltung einer spezifischen schirmförmigen Krümmung für die Stromverteilung der Kontaktführungen, um das transversale Magnetfeld effektiver zu erzeugen. In Kombination mit der tangentialen Relativbewegung zwischen beweglichen und festen Kontakten während des Schließens wird dadurch eine lokale Erosion zusätzlich verhindert.

Becherförmige -Designs mit Eisenkern

Becherförmiger TMF-Kontakt: Nutzt eine einzigartige geometrische Struktur, um die Stromverteilung zu steuern und ein transversales Magnetfeld zu erzeugen. Transversal-magnetisches-Feld (TMF)-Kontakte mit einem Eisenkern: Durch den Einbau eines zylindrischen Eisenkerns in das Innere eines becherförmigen Kontakts wird die auf den Lichtbogen wirkende tangentiale Magnetfeldkomponente erhöht, während die radiale Komponente verringert wird; Dies verbessert die Lichtbogenkontrolle, mildert das Spritzen geschmolzener Metalltröpfchen und stabilisiert die Lichtbogenbewegung.

Derzeit werden Magnetfelder in Vakuumschaltern eingesetzt, um das Lichtbogenverhalten auf Kontaktflächen zu steuern. Dabei wird in erster Linie ein transversales Magnetfeld verwendet, um den Vakuumlichtbogen so anzutreiben, dass er sich schnell in tangentialer Richtung über die Kontaktfläche bewegt, wodurch die durch den Lichtbogen verursachte Ablation der Elektrodenoberfläche reduziert wird.

VTZ-12 630A Vacuum Circuit Breaker