4 导磁屏蔽罩设置后的试验验证

　　为验证导磁屏蔽罩在固体柜大电流真空开断过程中的显著提升作用，文中还开展了相关研究性试验验证。选用成型的固体柜产品进行更大短路电流开断试验。

　　原固体柜满容量开断能力为20kA，真空灭弧室屏蔽罩为常规非导磁屏蔽罩。在更大容量开断研究性试验中，开断电流达到23kA时合分过程中出现了A、B两相无法灭弧的情况，见图11。以A相为例，从波形图中可以看到分闸信号发出29ms后A相触头两端恢复电压开始建立，测量发现恢复电压在升高到7.75kV时触头间隙发生击穿，随后触头继续运动，触头间隙继续恢复期绝缘强度，经过9.5 ms后恢复电压重新开始建立，此时测量发现在5.47kV时触头间隙再次发生击穿，之后保护开关动作，短路电流被切断。

　　经过开断后A相真空灭弧室解剖发现，触头屏蔽罩出现了明显电弧喷溅侧烧现象，屏蔽罩烧蚀后变薄，并伴有很长的金属须喷溅痕迹。研究分析断定A相开断失败的原因正是由于开断过程中的这种触头屏蔽罩侧烧造成，导致灭弧室耐压水平降低，无法承受快速上升的弧后恢复电压，从而致使开断失败。

　　针对上述屏蔽罩侧烧的问题， 采用文中的方法对真空灭弧室设计进行改进，将原灭弧室屏蔽罩更改为导磁屏蔽罩。在此条件下原固体柜产品在开断23kA电流时试验顺利通过， 成功耐受住弧后恢复电压，开断波形见图12。

　　开断后通过对灭弧室解剖发现，带有导磁屏蔽罩的真空灭弧室触头烧蚀均匀，熔蚀轻微，触头屏蔽罩表面光泽，未发现明显的电弧喷溅痕迹。由此可断定，导磁屏蔽罩设定后可有助于提高固体柜大电流真空开断能力，是解决固体绝缘开关设备体积小型化与开断容量增大化的一项有力措施。

　　5 讨论

　　从以上研究结果可知，真空灭弧室触头屏蔽罩采用导磁材料，是解决开断时真空电弧因母线磁场作用而导致触头屏蔽罩侧烧的一项有力措施。目前，通用的真空灭弧室触头屏蔽罩仍然多采用非导磁材料，究其原因在于：

　　（1）导磁屏蔽罩在加工、制备及清洗过程中，铁磁材料置于空气中很容易氧化、生锈，表面吸附大量的杂质气体，将可能导致灭弧室真空度的降低。

　　（2）导磁屏蔽罩在灭弧室正常工作状态下，屏蔽罩内部通过周围导体交变磁场而产生很大的涡流，从而导致屏蔽罩温升严重，影响真空灭弧室的使用。

　　虽然存在上述问题，但合理设计的导磁屏蔽罩在目前真空灭弧室产品中仍然有着广泛的应用。特别是对于大的额定电流、短路电流参数的真空灭弧室产品。这将也会在本文所研究的小型化固体柜大容量的开断场合中发挥着突出的作用。