触头分断速度对大功率直流继电器燃弧时间的影响研究

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2026.01.005

摘要/Abstract

摘要：

以某大功率直流继电器为研究对象,通过实物样机测试触头分离后的触头运动情况,改变触头的分断速度,记录不同分断速度下的燃弧时间和直流电弧各阶段时间的变化。结果显示,大功率直流继电器触头分离后,触头分断速度经过复杂的规律变化,在触头达到最大开距时降为0;触头最大分断速度更能体现触头对大功率直流负载的分断能力。提高该速度可显著缩短金属液桥和金属相电弧时间,有效提高大功率直流继电器对大功率直流负载的分断次数和分断后的绝缘性能,对大功率直流负载分断具有积极意义。

关键词: 直流分断, 大功率直流继电器, 触头最大分断速度, 燃弧时间, 金属液桥, 金属相电弧, 气相电弧

Abstract:

A high-power DC relay is taken as the research object.The contact movement after contact separation is measured by physical prototypes.By changing the contact breaking speed,the arc duration and the duration of each stage of DC arc under different breaking speeds are recorded.The results show that after the contact separation of the high-power DC relay,the contact breaking speed decreases to zero when the contact reaches the maximum opening distance after complex regular changes.The maximum contact breaking speed directly indicates the breaking capacity of the contact for high-power DC loads.The improvement of the maximum contact breaking speed can significantly shorten the liquid metal bridge and metal-phase arc periods,effectively increase the breaking times of the high-power DC relay for high-power DC loads and improve the insulation performance after breaking,which is of positive significance for the breaking of high-power DC loads.

Key words: DC breaking, high-power DC relay, maximum contact breaking speed, arc time, liquid metal bridge, metal-phase arc, gas-phase arc

中图分类号:

TM58

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图/表 13

图1

图2

图3

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参考文献 8

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时刻/ms	触头位移/mm	触头分断速度/(m·s^-1)
8.2	3.2	0
8.4	3.2	0
8.6	3.11	-0.45
8.8	2.80	-1.55
9.0	2.54	-1.30
9.2	2.37	-0.85
9.4	2.23	-0.70
9.6	2.08	-0.75
9.8	1.90	-0.90
10.0	1.68	-1.10
10.2	1.48	-1.00
10.4	1.29	-0.95
10.6	1.03	-1.30
10.8	0.79	-1.20
11.0	0.58	-1.05
11.2	0.36	-1.10
11.4	0.16	-1.00
11.6	-0.01	-0.85
11.8	-0.11	-0.40
12.0	-0.13	0
12.2	-0.11	0.30

次数	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次	第六次	第七次	第八次	第九次	第十次
总燃弧时间	1.54	1.61	1.70	1.50	1.71	1.57	1.95	1.46	1.52	1.40
金属液桥时间	0.03	0.13	0.09	0.32	0.31	0.12	0.32	0.07	0.20	0.01
金属相电弧时间	0.37	0.30	0.33	0.39	0.42	0.61	0.46	0.35	0.21	0.39
气相电弧时间	1.14	1.17	1.28	0.78	0.98	0.85	1.17	1.04	1.12	1.04

状态	触头压力/N	超程压簧刚度/ (N·mm^-1)	超程/mm
触头参数调整前	62	13	1.3
触头参数调整后	62	13	1.8

时刻/ms	触头位移/mm	触头分断速度/(m·s^-1)
0	2.7	0
0.2	2.7	0
0.4	2.62	-0.40
0.6	2.22	-2.00
0.8	1.85	-1.85
1.0	1.55	-1.50
1.2	1.3	-1.25
1.4	1.08	-1.10
1.6	0.95	-0.65
1.8	0.78	-0.85
2.0	0.58	-1.00
2.2	0.43	-0.75
2.4	0.29	-0.70
2.6	0.10	-0.95
2.8	-0.08	-0.90
3.0	-0.21	-0.65
3.2	-0.33	-0.50
3.4	-0.36	0
3.6	-0.30	0.35
3.8	-0.17	0.80
4.0	0.08	1.25

次数	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次	第六次	第七次	第八次	第九次	第十次
总燃弧时间	1.29	1.25	1.25	1.41	1.33	1.32	1.31	1.06	1.25	1.29
金属液桥时间	0.02	0.09	0.06	0.16	0.05	0.09	0.12	0.05	0.06	0.12
金属相电弧时间	0.11	0.22	0.21	0.28	0.05	0.25	0.14	0.09	0.22	0.19
气相电弧时间	1.17	0.94	0.98	0.97	1.22	0.97	1.04	0.92	0.96	0.98