江壮贤 庄劲武 王 晨 刘路辉 戴 超

（海军工程大学电气与信息工程学院 武汉 430033）

1 引言

由高速机械触头与功率半导体并联组成的混合型限流断路器具有通流容量大、关断速度快、限流能力强等优点，是新型限流断路器发展的一个主要方向[1]。在混合型限流断路器中为了限制、分断高上升率短路电流，要求它必须具备高反应速度及动作速度，能够在短路故障发生初期切断故障电路。由于功率半导体器件的动作速度极快，因而机械触头机构的反应速度成为制约限流断路器性能发挥的瓶颈。同时限流断路器在切断短路电流时触头两端会出现远大于系统电压的瞬时过压，因此要求机械触头能够获得尽量大的初始速度，尽早形成绝缘间隙。

基于电磁感应涡流原理的电磁斥力机构具有机械延迟时间短，初始运动速度快的优点[2-7]，特别适合用于驱动机械触头高速分闸，已被广泛应用于混合式直流限流断路器[8]、真空直流断路器[9]、新型超导限流器[10]等电力系统的限流保护设备的高速触头驱动机构中。

文献[11]运用电路理论和传输线理论推导出使电磁斥力机构效率最大化的运动部件特征质量的计算方程，并通过仿真分析指出实际工程上可实现的斥力机构能达到的最大效率约为30%，但该文只分析了运动部件质量对斥力机构效率的影响，无法全面反应斥力机构其它参数对斥力影响的规律，不能用于指导实际机构的设计。文献[12]采用仿真方法对应用于真空触头驱动系统的电磁斥力机构进行参数分析，得到了设计的一般性原则，但其分析的重点在于如何缩短行程时间。……