真空开关凭借其体积小、无污染、寿命长等优点,在输变电的配电系统当中扮演着重要角色。随着电力系统的发展,电压等级和输电容量的不断提高,对真空开关的开断性能提出了更高的要求。然而在真空开关当中,真空灭弧室的地位尤为重要,其开断性能往往决定了真空开关的开断性能。磁控灭弧触头系统的产生对真空灭弧室的开断能力具有较大的提升作用,因此对于新型磁控灭弧触头系统的研究设计备受国内外学者的普遍重视。因此,本文针对一种具有新型磁控触头系统的真空灭弧室,采用电磁场有限元仿真软件,就其内部结构的变化对内部电磁场分布的影响进行了仿真分析,并进行了结构的优化。本文首先结合现有的产品和经验公式,计算得到了新型TD-12/3150-40型号的真空灭弧室内部各零部件的具体尺寸参数。然后,通过三维建模软件对灭弧室的模型进行了建立,再采用电磁场有限元仿真软件对模型进行二维和三维的电场和磁场分析。综合仿真结果和实际加工情况,对灭弧室的内部结构进行改进优化。先将所建立的真空灭弧室三维模型进行简化处理成二维模型,再利用ANSYS-EMS进行二维稳态电场分析。然后,对触头边缘圆倒角和屏蔽罩结构进行了优化,分析结果表明:触头边缘圆倒角半径为4mm的电场分布情况效果最好,电场场强最大值小且分布均匀;屏蔽罩卷边结构采用内卷形式,卷边半径为3mm、卷边的卷角角度为90°和屏蔽罩总长度150mm,采用以上结构参数的真空灭弧室内电场分布效果最佳。屏蔽罩均压效果好,电场分布均匀,触头间隙处的场强数值小。可避免由场强分布不均匀而引起的电击穿现象,进而提高真空灭弧室的开断性能。对真空灭弧室的结构进行简化处理,仅保留触头系统的结构。采用ANSYS-EMS的瞬态磁场求解器进行磁场分析,对触头杯、触头片和铁芯几个主要的结构进行了优化分析。结果表明:(1)触头杯与触头片应具有相同开槽结构,考虑到机械强度等因素开槽数为6,可保证磁场分布数值高且分布均匀;(2)触头杯开槽结构是用来模拟线圈的作用,是磁场产生的主要部位。结合机械强度考虑,触头杯和触头片开槽宽度相同,为2mm效果最优;(3)综合分析结果考虑,触头片开槽长度取25mm、开槽偏角取25°的结构,磁场分布场强大且分布最为均匀;(4)加入铁芯结构的触头系统可有效地将电流流经触头所产生磁场有效的束缚起来,从而充分地用于控制电弧形态;(5)采用独立钉状铁芯、铁芯截面形状为圆形、铁芯直径为5mm、长度5mm和铁芯分布距离为22mm的铁芯结构的电流峰值时刻磁场分布相对数值较大且均匀。