徐庭伟，马子文，黄 中，董宏宪，任志刚

直流空气断路器电场分布对重击穿影响分析

徐庭伟，马子文，黄 中，董宏宪，任志刚

（武汉船用电力推进装置研究所，武汉 430064）

为了解决直流空气断路器的重击穿问题，本文简要分析了重击穿的基本过程和机理，阐述了电场分布因素对重击穿过程的重要影响，并提出了一种通过静电场计算来分析和预测断路器重击穿及其发生位置的方法，为抑制断路器的重击穿，提高空气直流断路器的性能和可靠性提供了帮助。

直流空气断路器 重击穿 静电场 仿真

0 引言

直流供电系统能提供高质量，易调控，低损耗的电能，因此在轨道交通、分布式发电、船用电力系统等领域的应用规模越来越大[1,0]。直流空气断路器结构简单，动作可靠且成本低廉，是直流输配电系统的重要保护设备。

直流空气断路器主要是利用高电弧电压来进行限流熄弧，完成开断，其主要过程可由（1）式简述：

通过变换得：

其中U为电源电压，为回路电流，为断路器电阻，U为电弧电压，为系统电感。若忽略断路器内阻，要限制电流须电弧电压高于电源电压，因此空气断路器开断能力受电弧特性影响极大，电流大小、灭弧室结构、栅片排列等因素都能通过电弧间接影响断路器开断[3,4]。

金属栅片型灭弧室利用金属栅片切割电弧并形成多段短弧，而每段短弧固有的近极压降串联后能在受限空间内获得较高的弧压，因此在空气断路器中得到广泛应用。……