旋转电弧开关及其电弧运动速度特性

为满足脉冲功率技术对闭合开关高电压、大电流、高电荷转移量、电极烧蚀小、寿命长的要求，设计了一种轴向磁场控制的旋转电弧开关。利用有限元软件分析开关间隙中驱弧磁场的位形及大小，得到间隙中磁感应强度与开关结构参数及电流大小的关系。采用B-dot探针测量电弧的旋转速度。实验电源为时序放电回路，在开关上得到近似梯形状的电流波形，实验中电流为18~72kA，磁感应强度为0.104~0.628T。通过改变上下线圈的匝数，得到在不同驱弧磁场下电弧的运动速度，并与其他旋转电弧开关的运动速度进行比较。对实验数据进行拟合，可知电弧运动速度与间隙中的轴向磁感应强度大小成指数关系。该关系表明，所设计的开关中，电弧运动速度可以由间隙中的驱弧磁场惟一确定，这与外部磁场驱弧方式相比有很大的区别。