完整版真空灭弧室的基本结构及工作原理

1、一、真空火孤室根本结构组成真空灭弧室的主要结构件为绝缘外壳、动静盖板、触头、波纹管、屏蔽 罩、动静导电杆、导向套等,分别根据相应的功用选用不同的材料,采用真空钎 焊工艺将相应的零部件封接成密闭的真空腔室, 借助真空优良的绝缘性能与熄弧 性能,在切断电源后能迅速熄弧并抑制电流,1、结构简图1 一静端盖板2一主屏蔽罩3动静触头4一波纹管5一动端盖板6一静导电杆7一绝缘外壳8一动导电杆2、各个主要零部件的作用1绝缘外壳一般选用A12O3陶瓷管壳.A12O3陶瓷材料具有优异电绝缘性能、较高的机械 强度、高温下不易分解与蒸发等一系列优点,即能保证真空灭弧室在生产及运行 过程中的气密性乂不易损坏.2波纹管

2、波纹管是真空灭弧室中不可缺少的重要元件.是唯一可动的外壳局部,因此 它的作用也称为“动密封.既能保证灭弧室的密封,乂能借助于它来实现触头 的相对运动,波纹管的允许伸缩量决定了所能获得的最大触头开距.波纹管的材料壁厚仅为0.10 0.16mm,开关在每次合分动作时都会使波纹 管的波状薄壁产生一次较大幅度的机械变形.由于剧裂而频繁的机械变形很容易 使波纹管因疲劳而损坏,最终导致灭弧室漏气而报废.某种程度上,波纹管的疲 劳寿命也就决定了真空灭弧室的机械寿命, 所以说,整个寿命期间,一定严禁扭 伤或划伤波纹管.波纹管的疲劳寿命还和工作条件的受热温度有关,真空灭弧室在分断大的短 路电流后,导电杆的余热传

3、递到波纹管上,使波纹管的温度升高,当温升到达一 定程度时,这也会影响波纹管的疲劳强度.3触头真空灭弧室是真空开关的心脏,而触头那么是真空灭弧室的心脏,因此触头材 料和触头结构等对真空灭弧室的性能影响极大. 触头材料主要从开断水平、耐受电压水平、抗电腐蚀性、抗熔焊水平、截流 值、含气量等方面来选择.目前断路器用真空灭弧室的触头材料大都采用铜 铭合金,铜与铭各占50%. 触头结构对灭孤室的开断水平有很大影响.采用不同结构触头产生的灭弧效 果有所不同的,早期采用简单的圆柱形触头,结构虽简单,但开断水平不能 满足断路器的要求,仅能开断10kA以下电流,目前仅有真空负荷开关、高 压真空接触器等用真空灭弧

4、室才采用.目前采用较多的有螺旋糟型结构触头、 带斜槽杯状结构触头和杯状纵磁结构触头三种, 其中以采用杯状纵磁结构触 头为主.4主屏蔽罩主屏蔽罩也称为中间屏蔽罩或冷凝屏蔽罩.设置在触头周围,应该正对着触 头拉开后的燃弧区.其主要作用是可以阻挡电弧生成物四周喷溅的作用,有助于 电弧熄灭后剩余等离子体的衰减,预防绝缘外壳受污染.因而主屏蔽罩对真空灭 弧室的弧后介质强度恢复速度和开断水平的提升起到很大作用.5动静导电杆一般来讲,导电系统主要包括动、静导电杆和导电块.根据机构安装方式不 同、静端导电有的靠静导电杆,有的靠导电块.动静导电杆一端连接触头,另一 端伸出管外与机构连接从而实现与电路连接.6动静

5、盖板通过动静盖板与瓷壳进行钎焊,形成密闭的真空腔室.7导向套顾名思义,导向套是对动导电杆的运动起导向作用,尽量保证动作过程中真 空灭弧室动静端的同轴度,从而保证动静触头的接触面积.另外,导向套还可以 与动导电杆做防扭设计,以防在装配过程中扭伤波纹管.二、真空灭弧室的工作原理真空灭弧室内部真空度出厂标准为 1.33x 10-3Pa,真空寿命为20年.真空灭弧室的动导电杆与波纹管密封一起,是一可动部件,通过与操动机构 连接,在操动机构带动下,可以沿灭弧室轴向运动从而带动灭弧室动触头完成合、 分动作.当动导电杆在操动机构带动下合闸时,动静触头闭合,电源与负载接通.当 动导电杆在操动机构带动下带电分闸

6、时,触头间产生真空电弧.当真空灭弧室的触头在真空中带电别离时,电接触外表积迅速减小,当动、 定触头在别离的瞬间,电流收缩到触头刚别离的某一点或某几点上,电极问电阻剧烈增大,温度也迅速提升,最后金届桥熔化并蒸发出大量的金届蒸汽,同时形成极高的电场强度,导致剧烈的场致发射和间隙的击穿, 产生了真空电弧,真空 电弧不是靠电极问气体分子电离来维持的,而是依靠触头材料蒸发所形成的出来 金届蒸汽来维持.当工作电流接近零时,同时触头间距的增大,真空电弧的等离子体很快向四周扩散,电弧电流过零后,触头间隙的介质迅速由导电体变为绝缘体,于是电流被分断,开断结束.燃弧过程中产生的金届蒸汽被屏蔽罩外表冷凝,释放的少量气体中的一局部 被凝聚的金届蒸汽吸收,一局部被灭