摘要：为了提高塑壳断路器的分断能力,对其灭弧室进行优化设计。基于电弧开断过程的理论研究,提出提高电弧电压的3种方式：1）优化灭弧栅片的结构,采用第1片引导、最后一片阻隔加上中间正常排布的方式,实现良好的切割电弧的效果;2）增加电机槽的磁吹结构,通过提高电弧受到的磁吹磁场强度来加快电弧的运动速度,借助ANSYS仿真方法可得新增加的磁吹结构使电弧增加了97N的磁吹力;3）增加气吹结构,利用降低弧柱的温度来提高弧柱压降,采用介质恢复强度快的产气材料PA66作为气吹片。组合使用得到优化后的设计方案并制作样机,在室温（25℃）及415V交流电压条件下进行短路分断实验,其分断能力由50kA提升至70kA,同时燃弧时间由5ms缩短至3ms。实验后拆解样机发现有部分试品出现灭弧室外壳破裂的问题,则将栅片基座开裂位置的壁厚增加2mm,借助ANSYS的静力分析模块,对变更前后的外壳进行等效应力比较,分析结果显示新结构的强度提升了40.2%,再次装配样机后,最终顺利通过工程试验。研究成果对后续塑壳断路器的新品开发及改进设计具有一定的参考作用。

关键词：塑壳断路器 电弧电压 分断能力 灭弧室 优化 

单位：苏州大学机电工程学院; 江苏苏州215000; 伊顿电气有限公司; 江苏苏州215000