真空灭弧室基础知识介绍
真空灭弧室的基本结构及工作原理
一、真空灭弧室基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—静端盖板2—主屏蔽罩3—动静触头4—波纹管5—动端盖板6—静导电杆7—绝缘外壳8—动导电杆2、各个主要零部件的作用1）绝缘外壳一般选用Al2O3陶瓷管壳。
Al2O3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又不易损坏。
2）波纹管波纹管是真空灭弧室中不可缺少的重要元件。
是唯一可动的外壳部分，因此它的作用也称为“动密封”。
既能保证灭弧室的密封，又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，导电杆的余热传递到波纹管上，使波纹管的温度升高，当温升达到一定程度时，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，而触头则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。
①触头材料主要从开断能力、耐受电压能力、抗电腐蚀性、抗熔焊能力、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铬合金，铜与铬各占50%。
②触头结构对灭孤室的开断能力有很大影响。
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，但开断能力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室才采用。
真空灭弧室原理
真空灭弧室原理引言真空灭弧室是一种用于灭弧的设备，广泛应用于电力系统、工业设备和实验室等场合。
其原理是利用真空环境下的电离和电子的扩散效应，将电弧能量迅速扩散和吸收，从而使电弧熄灭。
本文将对真空灭弧室的原理进行详细介绍。
一、真空灭弧室的结构真空灭弧室由外壳、绝缘件、真空开关和灭弧室组成。
1. 外壳：真空灭弧室的外壳通常由耐高压、耐热、耐腐蚀的材料制成，如陶瓷或金属。
外壳的主要功能是提供机械保护和绝缘保护。
2. 绝缘件：绝缘件通常由陶瓷或氧化铝等绝缘材料制成，用于隔离和支撑内部部件。
绝缘件的作用是保证真空灭弧室的绝缘性能和机械强度。
3. 真空开关：真空开关是真空灭弧室的核心部件，其内部有一个真空室和一对电极。
真空室用于创造真空环境，电极用于产生和灭弧。
4. 灭弧室：灭弧室是真空开关内部的一个空间，用于吸收和扩散电弧能量。
灭弧室通常由缓冲材料填充，如石英砂或陶瓷珠。
缓冲材料可以吸收电弧能量，并将其扩散到更大的面积，从而实现电弧的灭弧。
二、真空灭弧室的工作原理真空灭弧室利用真空环境下的电离和电子的扩散效应，将电弧能量迅速扩散和吸收，从而使电弧熄灭。
其工作原理如下：1. 开关闭合：当真空开关处于闭合状态时，电流从电源流入真空开关的电极，形成电弧。
2. 电离：电弧中的电流通过电离作用，使气体分子电离产生电子和离子。
电子和离子的产生使电弧能量迅速增加。
3. 扩散：在真空环境下，电子和离子的运动受到限制，无法迅速扩散和散失。
而灭弧室内的缓冲材料可以吸收电弧能量，并将其扩散到更大的面积。
4. 能量衰减：电弧能量在缓冲材料中逐渐衰减，同时扩散到更大的面积。
这样，电弧的能量密度得到降低，使得电弧变得不稳定。
5. 熄灭：由于电弧的不稳定性和能量衰减，电弧最终熄灭。
此时，真空开关断开电路，完成灭弧过程。
三、真空灭弧室的特点真空灭弧室具有以下特点：1. 高灭弧能力：真空环境下，电弧能量可以迅速扩散和吸收，使得灭弧速度和能力大大提高。
(完整word版)真空灭弧室的基本结构及工作原理
一、真空灭弧室基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—静端盖板2—主屏蔽罩3—动静触头4—波纹管5—动端盖板6—静导电杆7—绝缘外壳8—动导电杆2、各个主要零部件的作用1）绝缘外壳一般选用Al2O3陶瓷管壳。
Al2O3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又不易损坏。
2）波纹管波纹管是真空灭弧室中不可缺少的重要元件。
是唯一可动的外壳部分，因此它的作用也称为“动密封”。
既能保证灭弧室的密封，又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，导电杆的余热传递到波纹管上，使波纹管的温度升高，当温升达到一定程度时，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，而触头则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。
①触头材料主要从开断能力、耐受电压能力、抗电腐蚀性、抗熔焊能力、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铬合金，铜与铬各占50%。
②触头结构对灭孤室的开断能力有很大影响。
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，但开断能力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室才采用。
真空灭弧室结构及原理讲解
真空灭弧室结构及原理◆ 电弧◆ 真空和真空度◆ 真空电弧◆ 交流真空电弧◆ 真空击穿◆ 灭弧原理◆ 真空灭弧室的寿命1、电弧电弧或弧光放电是气体放电的一种形式。
气体放电在性质上和外观上是各种各样的。
在正常状态下，气体有良好的电气绝缘性能。
但当在气体间隙的两端加上足够大的电场时，就可以引起电流通过气体。
这种现象称为放电。
放电现象与气体的种类和压力、电极的材料和几何形状、两极间的距离以及加在间隙两端的电压等因素有关。
例如在正常状态下，给气体间隙两端的电极加压到一定程度时，普通空气中电子在电场作用下高速运动，与气体分子碰撞后产生较多的电子和离子，新生的电子和离子又同中性原子碰撞，产生更多的电子和离子，这时，气体开始发光，两电极变为炽热，电流迅速增大。
这种性质上的转变称为气体间隙的击穿，其所需的电压称为击穿电压。
这时，由于电场的支持，放电并不停止，故称为自持放电。
电弧则是气体自持放电的一种形式。
电弧具有电流密度大和阴极电位降低的特点。
2、真空和真空度低于1个大气压的气体状态，都称为真空。
描述真空程度的量叫真空度，用该气体的压力大小来表示。
l大气压= 760×133.332Pa＝1.013×105Pa（帕斯卡）或0.1013MPa 真空技术中将广阔的真空度范围划分为粗、低、高、超高、极高等区域。
其中高真空区域的气体压力为 10-1～10-6Pa，这一区域的后半段，即 1.33 ×10-3～1.33 ×10-6就是真空灭弧室通常采用的真空度范围。
在高真空区域中，单位体积内的气体分子数目大大减少了，气体分子之间碰撞的几率大大减少，气体分子之间的平均距离大大增加。
真空度的高低对灭孤能力有影响。
实验表明：灭孤室真空度在10-3Pa数量级时就能够可靠地灭弧。
真空灭弧定制造厂在产品出厂时，提高了灭孤室的真空度，达到 10-5～ 10-6 Pa，待经过20年的使用或贮存期，或多或少产生外部渗气等现象使其真空度下降到10-3Pa范围，仍能保证它的灭孤能力。
固封极柱用真空灭弧室
固封极柱用真空灭弧室固封极柱用真空灭弧室是一种用于高压开关设备的重要组件，它的作用是在开关操作时消除电弧，并且保证设备的可靠性和安全性。
本文将介绍固封极柱用真空灭弧室的工作原理、结构特点、应用领域以及未来发展趋势。
一、工作原理固封极柱用真空灭弧室的工作原理主要是利用高真空状态下的电场效应和磁场效应来消除电弧。
在设备操作时，当触头分离时，产生的电弧会迅速扩散并在灭弧室内形成一个电弧柱。
灭弧室内部安装了一组电极和磁场线圈，利用电场效应和磁场效应将电弧柱的能量转化为热能，使电弧迅速熄灭。
利用高真空状态下的绝缘性能，确保设备的安全可靠性。
二、结构特点固封极柱用真空灭弧室的结构主要包括外壳、触头、灭弧室、绝缘材料、电极和磁场线圈等组件。
外壳采用高强度金属材料制成，具有良好的耐压性能。
触头采用铜合金或其他导电材料制成，具有良好的导电性能和耐磨性。
灭弧室采用高真空度的材料制成，确保灭弧效果。
绝缘材料采用高压绝缘材料，确保设备的绝缘性能。
电极和磁场线圈组成了灭弧系统，通过优化设计可实现更好的灭弧效果。
三、应用领域固封极柱用真空灭弧室主要应用于高压断路器、负荷开关、隔离开关等高压开关设备中。
在这些设备中，灭弧室起着关键的作用，可以有效消除电弧，确保设备的安全可靠性。
固封极柱用真空灭弧室具有体积小、重量轻、寿命长等特点，适用于各种高压开关设备的应用场景。
四、未来发展趋势随着高压开关设备的不断发展，固封极柱用真空灭弧室也在不断改进和完善。
未来，固封极柱用真空灭弧室将继续向高性能、高可靠性和智能化方向发展。
在材料方面，将会出现更多新型高性能材料的应用，如碳纳米材料、高温陶瓷材料等，以提高灭弧室的耐压性能和绝缘性能。
在结构设计上，将会更加注重产品的紧凑性和便捷性，以适应设备的小型化和智能化趋势。
在灭弧技术上，将会采用更先进的电极和磁场线圈设计，以提高灭弧效果和稳定性。
固封极柱用真空灭弧室将会在高压开关设备领域发挥越来越重要的作用，为设备的安全可靠性提供更好的保障。
固封极柱用真空灭弧室
固封极柱用真空灭弧室固封极柱用真空灭弧室(Vacuum Interrupter)是一种高压电器中的关键部件，通常应用于高电压开关设备中，用于保护电路免受过流或短路等情况的损害。
固封极柱用真空灭弧室的主要作用是在断开电路时抑制电弧的产生和扩散。
它能够通过提供真空环境，使电弧更容易熄灭，从而有效地中断电路，避免过电流或过载损坏电器。
本文将对固封极柱用真空灭弧室进行介绍及分析。
目前，固封极柱用真空灭弧室的类型主要有两种：一种是径向型(Radial)的；另一种是轴向型(Axial)的。
两种不同类型的固封极柱用真空灭弧室的结构不同，在使用时也会有一些差别。
径向型固封极柱用真空灭弧室通常由一个铁芯、中心电极、外围电极、灭弧室、金属容器等部分组成。
其中，灭弧室是一个中空的装置，通常由两层金属筒片套在一起组成。
两层金属筒片之间装有一定尺寸的绝缘材料，形成一个真空密封环境。
轴向型固封极柱用真空灭弧室主要由一个中心电极、外围电极和灭弧室组成。
它的外形呈长方形或圆柱形，外观看起来比较简单，结构也比较简单。
轴向型固封极柱用真空灭弧室通常适用于低压开关设备中。
固封极柱用真空灭弧室适用于高压开关设备中。
在传统的高压电气设备中，固封极柱用真空灭弧室可以用于中断大电流，常常被用于维护和替代SF6灭弧开关和空气断路器等设备。
它还可以在短路和过电流保护中起到很好的作用。
除了在高压开关设备中，固封极柱用真空灭弧室还可以使用于控制电机和变压器等设备。
固封极柱用真空灭弧室具有很多优点，主要包括以下几点：1) 中断电区间大：固封极柱用真空灭弧室能够在高电压下中断大电流，其中断电区间通常大于30毫米。
2) 高能承受性：固封极柱用真空灭弧室能够承受尖峰电压和高频脉冲电流等各种电气冲击和负载条件。
因此，它能够在应对复杂的电器工作环境时表现优异。
3) 真空环境：固封极柱用真空灭弧室中的真空环境有助于抑制电弧的产生和扩散，从而为电气设备提供更加安全和稳定的工作环境。
真空灭弧室
1 真空灭弧室工作原理1.1电弧电弧是一种能量集中、温度高、亮度大的气体放电现象,是一种电离的气体,质量极轻,发出耀眼的光芒,在外力作用下迅速移动、卷缩和伸长。
在操作电力开关分断电路的过程中,当开关的触头即将分离时,由于触头的接触面突然减小,使得触头接触处的电阻猛增,同时电路上被消耗的电能将产生上千度的高温,使触头产生热电子发射,这与人们在电子管中观察到的热电子发射情况类似,只不过这时触头表面的温度比电子管内灯丝的温度要高得多,发射的热电子强度也大得多。
同时在开关触头分离的瞬间,电路加在触头上的电压将在触头间极小的间隙内形成很强的电场,它将在高温作用下触头发射的热电子迅速加速,这些高速运动的热电子碰撞其周围的气体分子而产生自由电子和正离子,被电离出来的自由电子在高温和强电场的作用下继续加速,又碰撞其附近的其它气体分子,如此继续,形成连锁反应,使开关触头间的气体在极短的时间发生雪崩似的电离,接通电路,发出耀眼的亮光,这就是人们看到的电弧。
1.2熄灭电弧的方法交流电弧的熄灭条件是在零休期间不发生热击穿，同时在此之后弧隙介质恢复过程总是胜过电压恢复过程，也即不发生击穿。
但从灭弧效果来看，零休期间是最好的灭弧时机：一则这时弧隙的输入功率近乎等于零，只要采取适当措施加速电弧能量的散发以抑制热电离，即可防止因热击穿引起电弧重燃；二则这时线路所储能量很小，需借电弧散发的能量不大，不易因出现较高的过电压而引起电击穿。
反之，若灭弧非常强烈，在电流自然过零前就“截流”，强迫电弧熄灭，则将产生很高的过电压，即使不致影响灭弧，对线路及其中的设备也很不利。
因此，除非有特殊要求，交流开关电器多采用灭弧强度不过强的灭弧装置，使电弧是在零休期间，而且是在电流首次自然过零时熄灭实际上交流电弧未必均能于电流首次自然过零时熄，有时需经2～3个半周才熄灭。
如图2所示，触头刚分（t＝t0）时，弧隙甚小，uh也不大。
故电流在首次过零（t＝t1）前，其波形基本上仍属正弦波，且在电流过零处电源电压滞后约为δ≈90°。
真空灭弧室原理(一)
真空灭弧室原理(一)
真空灭弧室原理解析
1. 是什么
•真空灭弧室是一种用于电力系统中的电流负载开关，用于灭弧并有效地隔离故障电弧的设备。
2. 构成和工作原理
•真空灭弧室主要由灭弧室和操作机构两部分组成。
•操作机构用于控制开关的状态，而灭弧室则用于灭弧和隔离电弧。
•真空灭弧室的工作原理基于核心技术，利用真空介质的高绝缘能力和电子冷发射效应来灭弧。
3. 真空介质的高绝缘能力
•真空灭弧室内部是一个高真空环境，其压力极低。
•相比于其他介质，真空具有极高的绝缘能力，可以有效地隔离电弧，避免电流的继续传导和损耗。
4. 电子冷发射效应
•电子冷发射效应是真空灭弧室灭弧的核心原理。
•极低的真空压力下，金属电极表面的电子可以通过冷发射的方式从表面跃迁到真空中。
•电极上的电子在高压电场作用下受到加速，从而形成电子密集区域。
•当电流发生故障时，电弧在电极间形成，但电弧中的电流会导致电极表面的电子冷发射增强，从而在电弧内部形成电子云团，从而迅速耗散电弧的能量并灭弧。
5. 优势和应用
•真空灭弧室相比于其他灭弧设备具有较多的优势，包括灵敏的动作特性、可靠的断路能力、低电弧后持续时间等。
•真空灭弧室广泛应用于输变电和工业领域中的电力系统中，确保电流负载的安全运行，防止火灾和设备损坏。
真空灭弧室工作原理
真空灭弧室工作原理
真空灭弧室是一种利用真空环境来消除电弧的设备。
其工作原理如下：
1. 真空环境：真空灭弧室内部的空气被抽空，形成低压或高真空环境。
真空环境可以有效地隔离气体分子之间的电离和集中电荷的移动，减少或消除电弧的形成。
2. 弧气生成：当高电压出现时，电极之间的空气可能会发生电离，生成电弧。
电弧产生的主要过程包括电离、电子和离子的碰撞、电子和离子的再复合等。
3. 真空灭弧：在真空环境下，电离程度较低，电子和离子之间的碰撞频率较小。
由于气体分子密度减小，以及电离和复合反应的限制，电弧的发展得到抑制。
4. 弧气排除：在真空灭弧室内部设有排气系统，可将产生的较少数量的气体排出。
通过排气系统，将电弧产生过程中生成的气体以及复合过程中释放的热能排出，使真空环境得到维持。
5. 安全措施：真空灭弧室还配备了其他安全措施，如绝缘材料、电弧传感器等，以保证设备的安全运行。
总之，真空灭弧室通过将电弧产生环境设置为真空，降低电离程度和气体密度，限制电子和离子的碰撞和复合，从而有效地消除电弧的形成。
这种工作原理使得真空灭弧室在高压、高电流的电力系统中，能够快速灭除电弧并保护设备的安全。
见过这么全的真空灭弧室的基础知识吗
见过这么全的真空灭弧室的基础知识吗？1、什么是真空真空是指在给定的空间内，远低于一个环境大气压的气体状态。
真空状态下气体的稀薄程度通常用真空度来描述，以压强值来表示。
1大气压= 760×133.3＝1.013×105（帕斯卡）或0.1013压强越高则真空度越低；压强越低则真空度越高。
真空灭弧室中，真空度很高，一般为10-3～10-4。
2、什么是真空灭弧室真空灭弧室也叫真空开关管或真空泡，是真空开关的核心器件。
它是用一对密封在真空中的电极（触头）和其它零件，借助真空优良的绝缘和熄弧性能，实现电路的关合或分断，在切断电源后能迅速熄弧并抑止电流的真空器件。
3、真空灭弧室的分类按外壳分：玻璃真空灭弧室、陶瓷真空灭弧室。
按用途分：断路器用真空灭弧室、负荷开关用真空灭弧室、接触器用真空灭弧室、重合器真空灭弧室、分段器用真空灭弧室及其它特殊用途真空灭弧室。
40.5/2500-31.5 T 陶瓷外壳 D 断路器用 40.5为电压等级单位2500为额定电流单位A 31.5为短路开断电流单位为12/3150-40 B 玻璃外壳 D断路器用 12 3150A额定电流 40短路开断电流12为 T陶瓷外壳 F 负荷开关用12为 T陶瓷外壳接触器用4、真空灭弧室的基本结构真空灭弧室主要由气密绝缘系统、导电系统、屏蔽系统、触头系统几部分组成。
4.1 绝缘外壳材料：绝缘外壳的材料有玻璃、陶瓷、微晶玻璃三种。
微晶玻璃价格昂贵，因而没有得到过实际应用；玻璃结构强度较差，使用量已逐渐减少；陶瓷综合性能最好，因而应用最广泛。
主要作用：绝缘外壳主要是起绝缘支撑作用，并参与组成气密绝缘系统。
4.2 波纹管材料：波纹管主要由厚度为0.1～0.2的不锈钢制成。
主要作用：波纹管主要担负动电极在一定范围内运动、及高真空密封的功能。
真空灭室要求波纹管具有很高的机械寿命。
4.3 屏蔽筒材料：屏蔽筒可由无氧铜、不锈钢、电工纯铁或铜铬合金等材料制成。
真空灭弧室原理
真空灭弧室原理一、引言真空灭弧室是一种用于高压开关设备中的重要装置，其主要作用是在开关操作过程中，有效地灭除电弧并保证电气设备的安全运行。
本文将介绍真空灭弧室的原理和工作过程。
二、真空灭弧室的原理真空灭弧室的原理基于真空状态下电弧无法维持的特性。
在真空中，由于缺乏气体分子进行离子化和电子的再组合，电弧无法持续存在，从而实现了有效的灭弧。
三、真空灭弧室的结构真空灭弧室通常由灭弧室主体、灭弧室触头和灭弧室导电触头等组成。
灭弧室主体是一个密封的容器，内部充满高真空。
灭弧室触头和导电触头则是用于断开和接通电路的关键部件。
四、真空灭弧室的工作过程1. 断开过程：当开关需要断开电路时，灭弧室触头会迅速分离，电流在触点间形成电弧。
在真空环境下，电弧无法得到维持，随着触点间距的增大，电弧被迅速熄灭。
2. 熄灭过程：当电弧熄灭后，灭弧室主体内部的真空环境能够迅速吸收和散热电弧释放的能量，确保电弧不会重新点燃。
同时，灭弧室导电触头会保持导电状态，以确保电路的正常通断。
3. 接通过程：当需要接通电路时，灭弧室触头会迅速闭合，以确保电流能够正常流动。
在闭合过程中，灭弧室的导电触头能够保持稳定的导电状态，确保电路通畅。
五、真空灭弧室的优势相比其他灭弧装置，真空灭弧室具有以下优势：1. 高灭弧能力：真空环境下，电弧能够迅速熄灭，确保电气设备的安全运行。
2. 高绝缘性能：真空灭弧室可以提供较高的绝缘水平，有效预防绝缘击穿。
3. 长寿命：真空灭弧室的主要部件采用高品质材料制造，具有较长的使用寿命。
4. 低维护成本：真空灭弧室无需额外的维护和保养，降低了使用成本。
六、真空灭弧室的应用真空灭弧室广泛应用于高压开关设备中，如变压器、断路器和隔离开关等。
其可靠的灭弧性能和高绝缘水平保证了电气设备的安全运行。
七、总结真空灭弧室利用真空环境下电弧无法维持的原理，通过迅速熄灭电弧保证了电气设备的安全运行。
其优势包括高灭弧能力、高绝缘性能、长寿命和低维护成本。
真空灭弧室基本知识
1.3.3真空电弧的形态
➢ 集聚型真空电弧 当真空电弧电流很大时，如对铜电极而
言，当电弧电流超过10KA时，电弧的外形将突然发生 变化，阴极斑点不再向四周作扩散运动，而是相互吸 引，结果所有的阴极斑点都聚集成一个斑点团，阴极 斑点团的直径可达1～2CM。此时阳极上出现了阳极斑 点，阴极表面和阳极表面均有强烈的光柱，阴极光柱 与阳极光柱自由地向电极的四周扩散成为数条连续的 闪光，有时偶尔也与电极平行。真空电弧一旦聚集， 阴极斑点与阳极斑点便不再移动或以很缓慢的速度运 动，阳极和阴极表面被局部强烈加热，导致严重熔化， 这种真空电弧叫做集聚型真空电弧。见图一
真空灭弧室基本知识介绍
内部培训资料
大纲
1. 真空灭弧室的基本概念及工作原理 2. 真空灭弧室的基本结构及主要零件的作用 3. 真空灭弧室的触头结构 4. 真空灭弧室的封排方式 5. 真空灭弧室主要技术参数介绍 6. 真空断路器主要机械特性对真空灭弧室性能的影响 7. 真空断路器型式试验的主要项目介绍
导致发热温度迅速提高，致使触头表面金属产生蒸发。 同时微小的触头距离下也会形成极高的电场强度，造 成强烈的场致发射，间隙击穿，继而形成真空电弧。 真空电弧一旦形成，就会出现电流密度在104A/cm2 以上的阴极斑点，使阴极表面局部区域的金属不断熔 化和蒸发，以维持真空电弧。在电弧熄灭后，电极之 间与电极周围的金属蒸气迅速扩散，密度快速下降直 到零，触头间恢复高真空绝缘状态。
1.3.4真空灭弧室的灭弧原理 ----小电流真空电弧的熄弧原理
➢ 真空灭弧室切断交流真空电弧成功与否，与触头之间 弧区电流过零前的金属蒸汽浓度密切相关。当电流过 零前弧区的金属蒸汽浓度很小时，电弧在电流过零时 不足以维持便熄灭；反之当电流过零前弧区的金属蒸 汽浓度很大，在电流过零时仍足以维持，电弧便不会 熄灭。金属蒸汽来自触头的电弧斑点，电弧斑点和金 属蒸汽都随着电弧电流瞬时值的增减而变化。电弧电 流过零点前一小段时间里，触头间金属蒸汽浓度降低 的速度取决于电弧斑点的冷却时间常数。
真空灭弧室基本知识
真空灭弧室基本知识一、真空的基本概念真空技术中，“真空”泛指在给定的空间内，气体压强低于一个大气压的气体状态，也就是说，同正常的大气压相比，是较为稀薄的一种气体状态。
真空度是对气体稀薄程度的一种客观量度。
根据真空技术的理论，真空度的高低通常都用气体的压强来表示。
在国际单位制中，压强是以帕(Pa)为单位1Pa=1N/m2。
另外常用的单位还有托(Torr)、毫米汞柱(mmHg)、毫巴 (mbar)、工程大气压(公斤／厘米2)等。
真空区域的划分没有统一规定，我国通常是这样划分的：粗真空：(760～10)托低真空：(10～10-3)托高真空：(10-3～10-8)托超高真空：(10-8～10-12)托极高真空：10-12托托和帕的关系：1 托=1 毫米汞柱(mmHg)=133.322Pa，1 帕=7.5×10-3 托。
真空区域的特点不同其应用也不同，例如吸尘器工作于粗真空区域，暖瓶、灯泡等工作于低真空区域，而真空开关管和其它一些电真空器件则是工作在高真空区域。
二、真空间隙的绝缘特性真空中放置一对电极，加上高压时，在一定的电压下也会产生电极之间的电击穿。
它的击穿与空气中的电击穿有很大不同。
空气中的击穿是由于气体中的少量自由电子在电场作用下高速度运动，与气体分子碰撞产生较多的电子和离子，新生的电子和离子又同中性原子碰撞，产生更多的电子和离子。
这种雪崩式的电离过程，在电极间形成了放电通道，产生了电弧。
而真空中，由于压强较低，气体分子极少，在这样的环境中，即使电极间隙中存在着电子，它们从一个电极飞向另一个电极时，也很少有机会与气体分子碰撞。
因而不可能有电子和气体分子碰撞造成雪崩式的电击穿。
正是因为气体分子十分稀少，真空间隙电击穿需要在非常高的电压下出现场致发射等其它现象时才有可能形成。
从理论上推测，电场强度需达到108V/cm以上时才会造成电击穿，实际上真空间隙的绝缘强度由于一系列不利因素例如电极表面粗糙度、洁净度等的影响，将低于理论计算值几个数量级。
固封极柱用真空灭弧室
固封极柱用真空灭弧室一、前言在电力系统中，电气设备的安全可靠性是至关重要的。
而在高压开关设备中，真空断路器是一种常见的设备，它具有灭弧能力强、结构简单、使用寿命长等优点，因此得到了广泛的应用。
而固封极柱用真空灭弧室则是真空断路器中的重要组成部分，其设计和性能直接影响着整个断路器设备的安全和稳定性。
本文将介绍固封极柱用真空灭弧室的结构、工作原理以及关键技术特点。
二、固封极柱用真空灭弧室的结构固封极柱用真空灭弧室包括外壳、固封极柱、隔板、控制装置等部件。
1. 外壳：作为固封极柱用真空灭弧室的外部保护壳，起到保护内部电气设备以及隔离介质的作用。
外壳通常采用高强度的绝缘材料制成，能够承受较大的机械应力和电场应力。
2. 固封极柱：固封极柱是固封极柱用真空灭弧室的主要部件，用于支撑触头和连接控制设备。
在真空断路器中，固封极柱需要具有良好的密封性能和绝缘性能，以确保灭弧室内真空度能够长时间保持在规定范围内。
4. 控制装置：控制装置用于监测和控制固封极柱用真空灭弧室内的各种参数，确保设备的安全运行。
控制装置通常包括传感器、控制器、执行机构等部件，能够实现对设备的远程监测和控制。
三、固封极柱用真空灭弧室的工作原理固封极柱用真空灭弧室主要用于真空断路器的灭弧过程。
在真空断路器中，当断路器需要进行分断操作时，控制电源会向灭弧室内施加适当的电压和电流，使得灭弧室中的触头之间产生电弧。
接着，控制装置会通过电子器件对电弧进行控制，使得电弧能够迅速熄灭或者稳定地维持在一定范围内。
而固封极柱则起到支撑触头和绝缘隔离作用，确保灭弧过程能够稳定、可靠地进行。
四、固封极柱用真空灭弧室的关键技术特点固封极柱用真空灭弧室作为真空断路器中的重要组成部分，需要具备良好的技术特点，以满足设备在高压、高温、高湿等复杂环境条件下的安全运行要求。
1. 高强度绝缘材料：固封极柱用真空灭弧室需要采用高强度、高绝缘性能的材料制成，能够承受高电场强度的作用，并且能够长时间保持在高真空环境下不产生漏气和局部放电。
真空灭弧室基本知识共66页
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！Байду номын сангаас
66
真空灭弧室基本知识
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
真空灭弧室基础知识介绍
排气台
零件 清洗 电 镀 部件焊 接 检漏 氩弧焊封 口
检漏 预排 气 排气 老炼 二次封 离
储存 烘装 测试 出厂
真空灭弧室封排工艺比照
一次封 排
零件 清洗 电 镀 部件焊 接 检漏
完全一次封排
零件 清洗
整管装 配
整管装 配
炉内封 排 老炼
储存 烘装 测试 出厂
一次封 排 老炼
储存 烘装 测试 出厂
放电现象与气体的种类和压强、电极的材料和几何形状、两极间的距离 以及加在间隙两端的电压等因素有关。例如在正常状态下，给气体间隙两端 的电极加电压到一定程度时，空气中游离的电子在电场作用下高速运动，与 气体分子碰撞后产生较多的电子和离子。新生的电子和离子又同中性原子碰 撞，产生更多的电子和离子，使气体开始发光，两电极变为炽热，电流迅速 增大。这种性质上的转变称为气体间隙的击穿，其所需的电压称为击穿电压 。这时，由于电场的支持，放电并不停止，故称为自持放电。电弧则是气体 自持放电的一种形式。电弧具有电流密度大和阴极电位降低的特点。
真空灭弧室基础知识介绍
主要内容
真空灭弧室的概念、分类及工作原理 真空灭弧室的基本结构及其主要零件的作用 真空灭弧室的封排工艺 真空灭弧室的质量关键点 真空开关影响真空灭弧室性能的主要机械特性 真空开关厂家在安装真空灭弧室时的注意事项 固封极柱对真空灭弧室的特殊要求 投切电容器组的特点及其对真空开关特性及灭弧室的要
扩散型真空电弧： 当真空电弧电流不大时，对于铜电极来说一般不超过 7～8KA，阴极斑
点将不停地运动，通常是由电极中心向边缘运动。当阴极斑点到达边缘，就 会突然熄灭，在电极中心又会继续不断地产生新的阴极斑点。如果电流保持 不变，阴极表面存在的阴极斑点数基本上维持不变。当电弧电流增大或减小 时，阴极斑点也随之增加或减少。这种存在许多阴极斑点的真空电弧，随着 阴极斑点的运动不断地向四周扩散，所以叫扩散型真空电弧。见图
真空灭弧室地基本结构及工作原理
一、真空灭弧室基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—静端盖板 2—主屏蔽罩 3—动静触头 4—波纹管5—动端盖板 6—静导电杆 7—绝缘外壳 8—动导电杆2、各个主要零部件的作用1）绝缘外壳一般选用Al2O3陶瓷管壳。
Al2O3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又不易损坏。
2）波纹管波纹管是真空灭弧室中不可缺少的重要元件。
是唯一可动的外壳部分，因此它的作用也称为“动密封”。
既能保证灭弧室的密封，又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，导电杆的余热传递到波纹管上，使波纹管的温度升高，当温升达到一定程度时，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，而触头则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。
①触头材料主要从开断能力、耐受电压能力、抗电腐蚀性、抗熔焊能力、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铬合金，铜与铬各占 50%。
②触头结构对灭孤室的开断能力有很大影响。
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，但开断能力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室才采用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
真空电弧的熄弧条件：
真空电弧是依靠电极不断地产生金属蒸汽来维持的，因此，要熄灭真空电 弧必须将电弧电流减小到一定程度，不足以维持电弧的时候才有可能将其熄 灭。在交流情况下，真空电弧电流有很多个过零的时刻，这就给出了熄弧的 条件；在直流情况下，必须设置一个电力转向装置，使直流真空电弧电流有 一个过零的机会，以创造一个同样的熄弧条件。
选择合适的老练工艺 避免零件进炉前的氧化 减小动静端的不同轴度
提高熄弧后 耐压能力
选择合适的触头材料及触头制造工艺 固定合闸时触头的接触面
减少真空灭弧室因分合闸振动而在电极间隙 产生悬浮的细小微粒
谢 谢！
气体电弧:
电弧或弧光放电是气体放电的一种形式。放电在性质上和外观上是各种 各样的。在正常状态下，气体有良好的电气绝缘性能。但当在气体间隙的两 端加上足够强的电场时，就可以引起电流通过气体，这种现象称为放电。
1
2
3 1--动导电杆 4 2--导向套
3--波纹管 5 4--动盖板 6 5--波纹管屏蔽罩 7 6--瓷壳 8 7--屏蔽筒
8--触头系统 9--静导电杆 9 10—静盖板
10
真
圆柱形触头
空
灭
弧
室
的
触
横向磁场触头：螺旋槽、杯状、万字槽。
头
结
构
纵向磁场触头：杯状、线圈式、马蹄铁式、R 触头、球形触头
排气台工艺
真
空
灭
弧
室
的
一次封排工艺
封
排
工
艺
完全一次封排工艺
真空度
真
型式试验性能
触头材料、触头系统结构
空
波纹管
灭 弧 室
同轴度 陶瓷金属化
的
真空度 钎焊材料
质
量
真空炉真空度及温度均匀性
关 键
导电回路材料
点
正常使用性能
材料
波纹管
波形设计
表面处理
要真 机空 械开 特关 性影
响 真 空 灭 弧 室 性 能 的 主
扩散型真空电弧： 当真空电弧电流不大时，对于铜电极来说一般不超过 7～8KA，阴极斑
点将不停地运动，通常是由电极中心向边缘运动。当阴极斑点到达边缘，就 会突然熄灭，在电极中心又会继续不断地产生新的阴极斑点。如果电流保持 不变，阴极表面存在的阴极斑点数基本上维持不变。当电弧电流增大或减小 时，阴极斑点也随之增加或减少。这种存在许多阴极斑点的真空电弧，随着 阴极斑点的运动不断地向四周扩散，所以叫扩散型真空电弧。见图
集聚型真空电弧： 当真空电弧电流很大时，如对铜电极而言，当电弧电流超过 10KA 时，
电弧的外形将突然发生变化，阴极斑点不再向四周作扩散运动，而是相互吸 引，结果所有的阴极斑点都聚集成一个斑点团，阴极斑点团的直径可达 1～ 2CM。此时阳极上出现了阳极斑点，阴极表面和阳极表面均有强烈的光柱， 阴极光柱与阳极光柱自由地向电极的四周扩散成为数条连续的闪光，有时偶 尔也与电极平行。真空电弧一旦聚集，阴极斑点与阳极斑点便不再移动或以 很缓慢的速度运动，阳极和阴极表面被局部强烈加热，导致严重熔化，这种 真空电弧叫做集聚型真空电弧。见图
小电流真空电弧的熄弧原理：
小电流真空电弧是一种扩散型电弧。对于扩散型电弧，它只有阴极斑点 而无阳极斑点，各分支电弧均布于触头表面上且处于移动状态。所以触头表 面电弧斑点熔区的面积小，深度浅，热惯性小，其冷却时间常数仅有数微秒 ，有足够的时间让阴极斑点冷却，因此金属蒸汽浓度低。金属蒸汽在温差、 浓度差和压力差的作用下迅速向弧区外扩散。这样，当电弧电流过零时，电 弧便不能维持而熄灭。
求
真空灭弧室的概念、分类及工作原理
1、基本概念：真空、真空灭弧室、保证真空灭弧室性能的真空度 2、分类：按外壳、按用途 3、工作原理 ➢ 气体电弧 ➢ 真空电弧 ➢ 真空电弧的形态：扩散型、积聚型 ➢ 真空电弧的熄弧条件 ➢ 小电流真空电弧的熄弧原理 ➢ 大电流真空电弧的熄弧原理
真空灭弧室的基本结构及其主要零件的作用
放电现象与气体的种类和压强、电极的材料和几何形状、两极间的距离 以及加在间隙两端的电压等因素有关。例如在正常状态下，给气体间隙两端 的电极加电压到一定程度时，空气中游离的电子在电场作用下高速运动，与 气体分子碰撞后产生较多的电子和离子。新生的电子和离子又同中性原子碰 撞，产生更多的电子和离子，使气体开始发光，两电极变为炽热，电流迅速 增大。这种性质上的转变称为气体间隙的击穿，其所需的电压称为击穿电压 。这时，由于电场的支持，放电并不停止，故称为自持放电。电弧则是气体 自持放电的一种形式。电弧具有电流密度大和阴极电位降低的特点。
真空灭弧室基础知识介绍
主要内容
真空灭弧室的概念、分类及工作原理 真空灭弧室的基本结构及其主要零件的作用 真空灭弧室的封排工艺 真空灭弧室的质量关键点 真空开关影响真空灭弧室性能的主要机械特性 真空开关厂家在安装真空灭弧室时的注意事项 固封极柱对真空灭弧室的特殊要求 投切电容器组的特点及其对真空开关特性及灭弧室的要
能。
排气台
零件 清洗 电 镀 部件焊 接 检漏 氩弧焊封 口
检漏 预排 气 排气 老炼 二次封 离
储存 烘装 测试 出厂
真空灭弧室封排工艺比照
一次封 排
零件 清洗 电 镀 部件焊 接 检漏
完全一次封排
零件 清洗
整管装 配
炉内封 排 老炼
储存 烘装 测试 出厂
整管装 配
一次封 排 老炼
储存 烘装 测试 出厂
时间-行程特性曲线 开距 分闸速度 合闸速度
触头初压力、终压力 接触行程 合闸弹跳 分闸过冲、反弹及持续时间
时真 的空 注开 意关 事厂 项家
在 安 装 真 空 灭 弧 室
进厂检验：工频耐压、外观 安装过程：洁净、安装力 安装后处理：参数调试、磨合试验
降低发热量
固
封
极
柱
提高焊缝焊接强度，提高焊缝气密性
大电流真空电弧的熄弧原理：
大电流真空电弧是一种集聚型真空电弧。集聚型电弧会产生阳极斑点， 从而导致电极的严重熔化，并产生过量的金属蒸汽。在真空灭弧室分断工频 交流电弧时，电流过零后，这些过量的金属蒸汽在电极间还将持续一段时间 ，电极间的介质恢复速度降低，从而很可能导致真空灭弧室的分断失败。因 此，为了熄灭大电流真空电弧，必须要采取一定措施，避免阳极斑点的产生 ，从而避免产生过量的金属蒸汽。为了能开断 10KA 及以上的短路电流，设 计时采取了在触头间施加横向磁场或纵向磁场，从而实现真空灭弧室开断大 电流的功
真空灭弧室切断交流真空电弧成功与否，与触头之间弧区电流过零前的 金属蒸汽浓度密切相关。当电流过零前弧区的金属蒸汽浓度很小时，电弧在 电流过零时不足以维持便熄灭；反之当电流过零前弧区的金属蒸汽浓度很大 ，在电流过零时仍足以维持，电弧便不会熄灭。金属蒸汽来自触头的电弧斑 点，电弧斑点和金属蒸汽都随着电弧电流瞬时值的增减而变化。电弧电流过 零点前一小段时间里，触头间金属蒸汽浓度降低的速度取决于电弧斑点的冷 却
优化电场分布
室
的
特
殊
增加灭弧室动触头端防扭力
要
求
原投 因切
电 容 器 组 的 难 点 及 失 败 的 主 要
难点
分闸后10ms内 失败的主要原因
分闸后几十ms甚至上百ms
对真 方空 案灭
弧 室 针 对 投 切 电 容 器 组 的 应
提高静态耐 电压能力
优化电场分布 加强内部零件表面处理
真空电弧：
在真空环境中，气体非常稀薄，真空度高于 1.33x10-2Pa 时气体分子极 少。在1.33x10-2Pa 的真空中，每立方厘米空间中含有的气体分子数仅为标 准大气压环境下的千万分之一。在这样稀薄的气体中即使真空间隙中存在电 子，它们从一个电极飞向另一个电极时，也很少有机会与气体分子碰撞造成 真空间隙的电击穿。
真空中电极间电弧是这样产生的：当触头行将分离前，触头上原先施加 的接触压力开始减弱，动静触头间的接触电阻开始增大，由于负荷电流的作 用，发热量增加。在触头刚要分离瞬间，动静触头之间仅靠几个尖峰联系着 ，此时负荷电流将密集收缩到这几个尖峰桥上，接触电阻急剧增大，同时电 流密度又剧增，导致发热温度迅速提高，致使触头表面金属产生蒸发。同时 微小的触头距离下也会形成极高的电场强度，造成强烈的场致发射，间隙击 穿，继而形成真空电弧。真空电弧一旦形成，就会出现电流密度在104A/cm2 以上的阴极斑点，使阴极表面局部区域的金属不断熔化和蒸发，以维持真空 电弧。在电弧熄灭后，电极之间与电极周围的金属蒸气迅速扩散，密度快速 下降直到零，触头间恢复高真空绝缘状态。