真空灭弧室结构与原理4.
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。
解真空断路器(开关)结构及灭弧原理,fc开关结构原理
解真空断路器（开关）结构及灭弧原理，fc开关结构原理1. 引言1.1 概述在现代电气系统中，断路器（开关）起着至关重要的作用。
随着技术的进步和需求的增加，真空断路器（开关）在电力系统中得到了广泛的应用。
本文将详细介绍解真空断路器（开关）的结构及其灭弧原理，并对FC开关的结构原理进行探讨。
1.2 文章结构本文共分为五个部分来阐述解真空断路器（开关）和FC开关的相关内容。
首先是引言部分，通过概述解真空断路器（开关）在电力系统中的重要性以及文章结构，为读者提供整体把握。
接下来，第二部分将详细介绍解真空断路器（开关）的结构。
第三部分将重点探讨真空断路器（开关）的灭弧原理。
在第四部分中，我们将详细讨论FC开关的结构原理。
最后，在结论部分总结全文内容，并简单评述了解真空断路器（开关）和FC开关等新兴技术在电力系统中的应用前景。
1.3 目的本文旨在深入了解和掌握解真空断路器（开关）的结构及其灭弧原理，以及FC开关的结构原理。
通过对各个部分的详细介绍和解析，读者可以对这两种开关的工作原理有一个更清晰的认识，并了解它们在电力系统中的应用范围和优势。
同时，本文也希望为相关领域的研究人员提供参考和指导，促进该领域技术和设备的持续发展与创新。
2. 解真空断路器（开关）结构2.1 真空断路器基本结构：真空断路器是一种使用真空封闭的环境来切断电路的开关设备。
它由许多重要组成部分构成，包括主触头、固定触头、支撑触头、动触头、指示器、断路器壳体等。
其中，主触头和固定触头位于断路器的顶部，通过连接线与电源相连。
2.2 主要组成部分说明：- 主触头：真空断路器中最重要的部分之一。
其作用是在闭合状态下提供良好的电接触，并负责承受电流负荷。
- 固定触头：位于主触头上方，该部件保持稳定并起到固定主触头位置的作用。
- 支撑触头：位于主触头下方，支撑着主动触头，在进行开关操作时起到平衡作用。
- 动触头：位于支撑触头下方，实际上是完成开关操作的部件。
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。
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°。
真空灭弧室结构及原理
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。
高中压开关技术_8_真空灭弧室_上_
大众用电２００8／12３７专家讲堂Ｅｘｐｅｒｔｓ′Ｐｌａｔｆｏｒｍ▲▲●栏目编辑／梁学造高中压开关技术（8）●西安高压电器研究所有限责任公司李建基真空灭弧室（国外有称真空开关管）作为真空开关的心脏，对真空开关的性能影响甚大。
若真空灭弧室发生漏气或真空度下降，则会导致真空开关丧失其性能。
我国目前有真空灭弧室制造厂家近20家，经过多次设计方案和生产工艺的改进，真空灭弧室质量大大提高，而且还在不断提高。
真空灭弧室用于真空断路器、真空接触器、真空负荷开关以及真空重合器和分段器。
我国真空灭弧室在参数上能满足企业使用要求，在数量上能满足市场需求，今后的方向是开发专用化和多功能化真空灭弧室。
目前我国真空灭弧室额定电压主要为12kV 、24kV 、40.5kV 。
72.5kV 和126/145kV 真空灭弧室正在研发之中。
其中以12kV 级产量最大，40.5kV 级次之，24kV 级随着20kV 级电网的扩大而增加。
1真空灭弧室的结构在真空灭弧室内，装有一对动、静触头，触头周围是屏蔽罩，其结构设计见图1。
灭弧室的外部密封壳体可以是玻璃或陶瓷。
动触头的运动部连接着波纹管，作为动密封。
1.1屏蔽罩的结构屏蔽罩起保护作用。
一般分为2种：一种为内屏蔽罩；另一种为外屏蔽罩。
图1（a ）为内屏蔽罩。
在这种灭弧室中，陶壳（或玻壳）承担两端之间的绝缘，并用金属屏蔽罩加以保护，防止金属蒸气抵达和凝结在绝缘壳体的主绝缘上。
图1（b ）为外屏蔽罩。
屏蔽罩是真空壳体的主要部分，两端陶瓷承担绝缘，中间部分是金属，不需另加屏蔽，使灭弧室轴向变长，便于在触头燃弧区到外壳内绝缘表面间设置屏障。
总之，屏蔽罩的作用是吸收弧腔中在开断电流时真空电弧的金属蒸气，使之沉淀并附着在罩内，而不致溅落在绝缘罩的内壁上，避免由此降低灭弧室的绝缘强度。
另外，屏蔽罩的合理布置还起着改善断口电场分布的作用，提高断品耐压和恢复强度。
在高压真空灭弧室中，为使断品具有足够的耐压，必须装多个屏蔽罩。
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。
真空灭弧室结构与原理4
2.4 屏蔽系统
• 作用：
2.4.1 屏蔽和吸收电弧生成物，防止绝缘外壳 的污染。 2..4.2 均衡系统电场分布，提高灭弧室绝缘水 平。 • 要求： 2.4.3 绝缘水平高，耐高温，易于真空去气。
2.5 波纹管
• 作用：
2.5.1 使灭弧室动端电极在一定范围可动。 2.5.2 保持灭弧室内部的高真空环境。 • 要求： 2.5.3 足够长的机械寿命。 2.5.4 耐腐蚀，耐高温。
真空灭弧室结构与原理
一、真空灭弧室结构简介
1.简述 • 利用真空为绝缘介质和熄灭电弧的介质，用于真空开关电器之 中具有交流电流开断能力的电真空器件。也称为真空开关管、 真空泡等。 • 真空灭弧室是高技术产品。是真空电弧与放电理论、电磁场理 论、材料科学、电真空技术的结合和进步的结果。 • 分类。 按功能用途分：断路器用、负荷开关用、接触器用、重合器 用、真空熔断器等。 按电压等级分：低压（<3kv)、中压(3-24kv)、高压(24kv以 上）。 也有按外壳材料、电极类型分类。我公司灭弧室型号充分反 映了灭弧室的分类特征。
三、真空灭弧室主要技术参数
1. 真空灭弧室主要技术参数。 • 额定电流、电压、频率。 • 额定工频短时耐受电压、雷电冲击耐压。 • 额定短路开断电流、短时耐受电流（热稳定电 流）、峰值耐受电流（动稳定电流）。 • 机械寿命、电寿命。 • 自闭力、额定开距下的触头反力。 • 平均分闸速度、平均合闸速度（合闸弹跳）。 • 额定触头压力、额定触头压力下的接触电阻。
真空灭弧室的使用方法及注意事项
[ 真空灭弧室的使用方法及注意事项 ]1. 使用前的检查1.1 外形、外观检查检查包装是否完好，开箱后应检查外观、核对产品与合格证是否相符。
玻璃或陶瓷外壳完整，无机械损伤。
1.2 工频耐压检查真空灭弧室在使用前应进行一次工频耐压测试。
测试前应用干布或酒精润湿的擦布清洁表面。
测试规范为：在额定开距时，在两端加额定工频耐受电压的70%，稳定一分钟，然后在一分钟内升至额定工频耐受电压，保持一分钟无指示仪表指针突变及跳闸现象即为合格。
允许管内有零星火星及其它轻微的发光现象。
2. 真空灭弧室的安装1.1 安装前，用棉布或绸布蘸少许酒精，将绝缘外壳的表面擦干净，同时将导电杆及电连接表面擦干净，以使其与整机有良好的电接触。
1.2 装入真空灭弧室后，按要求进行机械参数调整。
与真空灭弧室有关的机械参数应满足技术条件中给出的参数要求。
3. 安装中应注意的事项3.1 真空灭弧室在工作时，必须有导向装置，使动导电杆对整管轴线的同轴度符合要求，波纹管不受扭力。
3.2 安装中，严禁用硬物撞击或敲打管子外壳，以免破碎而漏气，同时防止玻璃外壳划伤，否则开断过程玻璃受力受热后易破碎。
3.3 注意保证真空灭弧室导电杆的同轴度，或与定端端面的垂直度。
3.4 注意不要反复拆卸真空灭弧室，以防止连接锣孔滑扣3.5 严禁扭转动导电杆，或过量压缩波纹管，以免使波纹管产生扭力、划伤，影响使用寿命或导致灭弧室漏气失效。
3.5 安装中，注意施加在真空灭弧室两端面的力不应超出产品技术条件中规定的静态安全压力。
4. 使用4.1 使用中应定期用工频耐压法检查真空灭弧室的真空度。
4.2 定期检查真空灭弧室触头的烧损情况，当其达到动导电杆的烧损标记，或烧损厚度超过标准规定值时，表明真空灭弧室电器寿命终了，应予以更换。
[ 真空灭弧室的基本结构和工作原理 ]真空灭弧室，又名真空开关管，是中高压电力开关的核心部件。
其主要工作原理是利用超高压真空优异的绝缘性能保持触头间的绝缘，通过电极的特殊设计使交流电流在过零点迅速熄灭从而起到开断作用。
[灭弧室,真空,质量]工艺控制对真空灭弧室质量的影响
![[灭弧室,真空,质量]工艺控制对真空灭弧室质量的影响](https://img.taocdn.com/s3/m/ac413ebf7e21af45b307a8d8.png)
工艺控制对真空灭弧室质量的影响摘要：真空灭弧室是真空开关的核心器件，正逐步向超高压、小型化、长寿命、高可靠性方向发展。
文章对真空灭弧室生产制造过程中工艺控制对产品质量性能各方面的影响进行了阐述，着重对一次封排工艺过程中容易出现的问题进行了说明，证明工艺控制在灭弧室生产过程中的重要性及对产品性能的影响。
关键词：真空灭弧室；一次封排1 真空灭弧室简介随着高压真空开关行业的飞速发展，真空灭弧室也广泛应用于电力、冶金、矿山、石化、铁路等部门的配件系统。
真空灭弧室具有体积小、寿命长、节能、防火、防爆、维护简单、运行可靠、无污染等诸多优点。
通常真空灭弧室由绝缘外壳、运动导电部分（动管芯）、静止导电部分（静管芯）构成。
按绝缘外壳可分为玻璃真空灭弧室和陶瓷真空灭弧室，从制造工艺上可分为一次封排灭弧室和排气灭弧室。
随着真空开关向超高压、低压等级方向发展，真空灭弧室也将逐步向小型化、长寿命方向发展，这无疑对真空灭弧室的生产制造工艺水平提出了更高要求，同时也是对产品质量的更大挑战。
2 真空灭弧室一次封排制造工艺简介在国内真空灭弧室制造技术日趋成熟，一次封排工艺已经广泛应用于生产灭弧室的各个企业。
一次封排工艺是区别于传统排气工艺的一种新型灭弧室生产工艺。
一次封排工艺是指将焊接好的动、静管芯与瓷壳装配成整管置于真空炉中焊接，整管的焊接与管内的排气同时完成。
一次封排工艺具有生产周期效率高、工艺过程简化、适于大规模生产、管内去气彻底、焊接可靠、产品质量一致性好的优点。
3 生产工艺环境对灭弧室质量的影响灭弧室工作于高电压、大电流状态下，需要具有良好的内外绝缘水平，强大的导流能力，可靠的开断能力，这要求灭弧室的生产区域必须具备良好的工艺卫生。
该区域应相对独立，四周封闭，区域内保持恒温、恒湿，内部保持正压，具有较高的洁净度等级。
一般温度应保持在20～24 ℃之间，相对湿度为30 %～70 %。
温、湿度的变化可导致灭弧室金属材料和金属化封接面的氧化污染。
真空灭弧室波纹管自闭力_概述说明以及解释
真空灭弧室波纹管自闭力概述说明以及解释引言部分的内容：1.1 概述真空灭弧室波纹管自闭力是现代电力传输和配电系统中一种重要的装置，其作用是保护电网设备免受过电压、过电流等异常情况的损害。
波纹管作为真空灭弧室中的核心组成部分，负责控制和稳定真空灭弧室内部的气压，并能够自动关闭以防止火花和电弧的扩散。
1.2 文章结构本文将从概述、正文、解释机制、应用案例和实践经验分享以及结论几个方面进行论述。
首先介绍真空灭弧室波纹管自闭力的概述和作用，然后解释该自闭力对真空灭弧室的重要性。
接下来，我们将详细介绍波纹管的结构与原理，并解释其产生自闭力的机理和其他因素对其影响。
在第四部分，我们将通过实际应用案例分析，分享应用领域中真空灭弧室波纹管使用时需要注意的问题以及相应的解决方法。
最后，在文章结尾处进行总结，回顾本文主要观点和要点，并展望和提供对真空灭弧室波纹管自闭力未来发展的建议。
1.3 目的本文的目的是通过对真空灭弧室波纹管自闭力进行概述、说明和解释，旨在增加读者对该装置及其原理的理解，并为实际应用中的工程师和技术人员提供有关真空灭弧室波纹管使用、故障排除和优化改进的有价值信息。
期望本文能够促进该领域研究的深入发展，同时推动相关技术在电力传输和配电系统中的应用效果与可靠性的提升。
2. 正文：2.1 真空灭弧室的作用真空灭弧室是一种重要的设备，主要用于电力系统中的电气设备中，在发生故障时迅速切断电路并消除弧光和电火花。
该装置通过快速建立负压环境，将弧光电流限制在一个较小的范围内，并利用波纹管产生自闭力来确保可靠地切断电流。
2.2 波纹管的自闭力波纹管是真空灭弧室中起关键作用的部件之一，其具有优异的弹性和可挠性。
当高压绕组内发生短路或其他故障时，波纹管会迅速膨胀，并通过自身的形变产生一定的反向力，将移动触头推向接触开关位置。
这种自闭力能够保持接触开关处于紧密状态，有效地防止再次产生放电现象。
2.3 真空灭弧室中波纹管自闭力的重要性波纹管的自闭力是确保真空灭弧室正常工作和快速切断电流的基础。
真空灭弧室基础知识介绍
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
圆柱形触头
真
空
灭
弧
室
横向磁场触头：螺旋槽、杯状、万字槽。
的
触
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 Nhomakorabea真
空
灭
弧 室
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。
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。
真空灭弧室的发展
真空灭弧室的发展真空灭弧室为真空断路器的心脏，真空灭弧室的不断进步，才促使了真空断路器的不断发展。
在我国，真空灭弧室的发展综观起来已经历了五代。
第一代 CuBi系合金触头，φ145 mm玻璃外壳，阿基米德螺旋槽横磁电极结构，额定电压12 kV，额定电流1 250 A，额定短路开断电流20 kA。
第二代引进西门子的3AF系列真空灭弧室。
CuCr50合金杯状触头，陶瓷外壳，杯状横磁电极结构，额定电流2 500～3 150 A，额定短路开断电流31.5～40 kA。
第三代自行开发的真空灭弧室。
CuCr50触头材料，屏蔽罩内置，φ88～125 mm陶瓷绝缘外壳，杯状纵磁电极结构。
额定电流3 150 A，额定短路开断电流40 kA。
第四代真空灭弧室。
以一次封排技术为代表，整体质量有了很大提高，开发出12 kV、24 kV和40.5 kV 各种真空灭弧室。
真空灭弧室工艺从排气台式工艺发展到一次封排工艺以至完全一次封排工艺，工艺过程变得简单，不仅提高了数量而且提高了质量。
第五代固封极柱真空灭弧室。
将真空灭弧室通过自动压力凝胶工艺包封在环氧树脂壳体内，形成固封极柱，避免了外力和外界环境对真空灭弧室及其他导电件的影响，增强了外绝缘强度，大大减少了装配工作量，并使之真空断路器小型化。
真空灭弧室的外绝缘经历了空气绝缘→复合绝缘→固封绝缘。
由以上可见，真空灭弧室技术的进步反映在触头的材质上、纵横磁场的形成上、制造工艺的改进上以及外绝缘的改变上。
真空断路器的主要优点1、真空断路器的灭弧室直径较小，真空度在1.33×10-3Pa以上，绝缘强度很高，电弧容易熄灭，其灭弧能力强。
2、燃弧时间短，电气寿命高，其额定短路开断次数一般均在20~100次，甚至更高。
开断额定短路开断电流后，动、静触头间仍具有较高的绝缘水平。
3、触头开距及接触行程小、操作功率小，良好的开断性能，稳定可靠的电寿命，机械寿命可高达20000次以上，且很少开断失败。
开关电器典型灭弧装置讲解
4.1 灭弧装置
三. 磁吹灭弧装置 图2－20 电流：6——>8——>1； 铁心和夹板：减小磁路增大磁通； 考虑结构、磁通与灭弧等的优化
F I2
磁吹线圈：
可用于低压直流和交流接 触器中。对后者，为减少涡流 损耗和避免由于钢夹板中磁通 与电弧电流相位不同而产生反 向电动力，铁心2上可开一槽 或者用硅钢片叠成。
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原理 混合式开关
优点：具有较高 的电寿命；
缺点：结构较复 杂，价格较昂贵. 示例：混合式交流接 触器，请参看教材 P54和图2-24.
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§4-2 开关电器典型灭弧装置的工作原理
一、拉长电弧
在大气中利用机械方式拉长 电弧进行灭弧的原理与图例。
（1）原理：电弧放长后，电 弧电压就增大，其静态伏-安特性 向上移动。
通过本章的学习，掌握当今开关电器中所使用的灭弧装置的灭 弧原理，熟悉提高灭弧装置开断能力的辅助方法，便于在以后的工 程实践中灵活运用。
3
基本内容
概述 §4-1 灭弧装置 §4-2 开关电器典型灭弧装置的工作原理 §4-3 提高灭弧装置开断能力的辅助方法 小结
4
概述
当电源电压超过数十伏、开断电流在数十安以上时，为
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4.1 灭弧装置
八. 油吹灭弧装置
变压器油分解、气化
• 气泡的气体中
– 油蒸汽40％，其他气体60％
– 其他气体：氢气(70%以上)、乙、乙烯。
• 气泡体积关系：
易于灭弧：
V kWh
• 气体中：氢导热系数最大，粘度最小，加强弧柱冷却
• 气泡压力大——油限制其体积，且油在电弧作用下分解和 气化
B
的电动力都使电弧压向绝缘栅片
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。
各类断路器的灭弧原理
引用各类断路器的灭弧原理电机设备2010-10-27 15:24:38 阅读30 评论0 字号：大中小订阅本文引用自缘分的天空《各类断路器的灭弧原理》引用缘分的天空的各类断路器的灭弧原理真空断路器灭弧原理？在真空断路器分断瞬间，由于两触头间的电容存在，使触头间绝缘击穿，产生真空电弧。
由于触头形状和结构的原因，使得真空电弧柱迅速向弧柱体外的真空区域扩散。
当被分断的电流接近零时，触头间电弧的温度和压力急剧下降，使电弧不能继续维持而熄灭。
电弧熄灭后的几μs内，两触头间的真空间隙耐压水平迅速恢复。
同时，触头间也达到了一定距离，能承受很高的恢复电压。
所以，一般电流在过零后，不会发生电弧重燃而被分断。
这就是其灭弧的原理。
SF6开关的灭弧原理10kV SF6断路器灭派性能优良，不仅在于SF6气体本身，而且采用旋弧式灭弧室。
目前，国内外在10kV电压级的SF6断路器研制上，广泛采用了具有良好灭弧性能的旋弧式灭抓室，它利用短路电流来建立磁场，使电弧在电磁力的作用下高速旋转，以达到自动灭弧的作用。
其灭弧原理从图1可见：当短路开始，电信号反馈到脱扣器，使开关分闸。
在分闸的瞬间，动触头和静触头之间就产生了电弧。
动触头继续向下运动，电弧很快转移到引弧电极上。
此时，绕在圆筒电极外而串联在静触头与圆筒电极之间的磁吹线圈通过短路电流，因而产生了磁场，于是电磁力驱使电弧高速旋转，在SF6气体中，电弧的高速旋转使得其离子体不断地与新鲜的SF6气体接触，以充分发挥六氟化硫的负电性，从而迅速地熄灭电弧。
油断路器的灭弧原理当油断路器开断电路时，只要电路中的电流超过0.1A，电压超过几十伏，在断路器的动触头和静触头之间就会出现电弧，而且电流可以通过电弧继续流通，只有当触头之间分开足够的距离时，电弧熄灭后电路才断开。
1OkV少油断路器开断20KA时的电弧功率，可达一万千瓦以上，断路器触头之间产生的电弧弧柱温度可达六七千度，甚至超过1万度。
油断路器的电弧熄灭过程是，当断路器的动触头和静触头互相分离的时候产生电弧，电弧高温使其附近的绝缘油蒸发气化和发生热分解，形成灭弧能力很强的气体（主要是氢气）和压力较高的气泡，使电弧很快熄灭。
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2.我公司产品主要特点。 2.1 品种多，规格全，覆盖面广。 2.2 新产品新技术开发能力强，工艺技术基础深厚。 同时携手高校和科研院所，因而具有很强的市场 适应性和竞争力。 2.3 具有可靠的质量检测手段和比较完备的质量控制 体系，产品质量比较稳定。
2.4 屏蔽系统
• 作用：
2.4.1 屏蔽和吸收电弧生成物，防止绝缘外壳 的污染。 2..4.2 均衡系统电场分布，提高灭弧室绝缘水 平。 • 要求： 2.4.3 绝缘水平高，耐高温，易于真空去气。
2.5 波纹管
• 作用：
2.5.1 使灭弧室动端电极在一定范围可动。 2.5.2 保持灭弧室内部的高真空环境。 • 要求： 2.5.3 足够长的机械寿命。 2.5.4 耐腐蚀，耐高温。
2.6 绝缘套、导向套、吸气剂等附件
• 绝缘套主要用于增大灭弧室外表面的沿面爬距， • •
使灭弧室可以工作在比较恶劣的工况下。要求： 绝缘强度高、抗老化性好。 导向套用于对动导电杆的运动导向。要求机械强 度高、耐磨、润滑性好、耐高温抗老化等。 吸气剂用于吸收灭弧室工作过程中产生的气体， 保持灭弧室内部的高真空。一般在所有电真空器 件内都有吸气剂。
2.真空电弧特 性。 2.1.真空电弧 具有正的伏 安特性，一 般在大电流 情况下弧压 为40~100伏 特。与气体 电弧的负压 特性有不同 之处。 2.2.真空电弧 具有极好的 介质强度恢 复特性。恢 复时间为微 秒级。
2.3.磁场对电弧的作用： 2.3.1横向磁场可使电弧沿电极表面运动，从而 防止电极表面的局部过度烧损。 2.3.2纵向磁场可约束电弧，降低电弧电压。 3.真空灭弧原理 在交流回路中，当电流过零前后的短暂时间， 支持电弧燃烧的金属蒸汽和电场能量不足以维持 电弧的燃烧，电弧中的等离子微粒迅速扩散，在 数微秒的时间里真空间隙的绝缘强度迅速恢复， 如果工频恢复电压的上升速度小于真空间隙绝缘 强度的恢复速度，真空间隙不再击穿，就可实现 电路的开断。
2.2导电回路和安装接口
• 功能：
2.2.1 使灭弧室具有其技术参数所规定的电流 导通能力。 2..2.2 使灭弧室可靠地安装在开关之中。 • 要求：电阻尽可能小，具有一定的机械强 度。
2.3 电极与触头• Fra bibliotek能：2.3.1 在触头接触表面燃弧和熄弧。 2.3.2 电极提供控制电弧的磁场。 • 要求： 2.3.3 触头-----电导率高、具有适当的蒸汽压、抗融焊 力小、耐电磨损、绝缘水平高。 2.3.4 电极------体积小、产生的磁场足够强、均匀、磁 场滞后小。
真空灭弧室结构与原理
一、真空灭弧室结构简介
1.简述 • 利用真空为绝缘介质和熄灭电弧的介质，用于真空开关电器之 中具有交流电流开断能力的电真空器件。也称为真空开关管、 真空泡等。 • 真空灭弧室是高技术产品。是真空电弧与放电理论、电磁场理 论、材料科学、电真空技术的结合和进步的结果。 • 分类。 按功能用途分：断路器用、负荷开关用、接触器用、重合器 用、真空熔断器等。 按电压等级分：低压（<3kv)、中压(3-24kv)、高压(24kv以 上）。 也有按外壳材料、电极类型分类。我公司灭弧室型号充分反 映了灭弧室的分类特征。
三、真空灭弧室主要技术参数
1. 真空灭弧室主要技术参数。 • 额定电流、电压、频率。 • 额定工频短时耐受电压、雷电冲击耐压。 • 额定短路开断电流、短时耐受电流（热稳定电 流）、峰值耐受电流（动稳定电流）。 • 机械寿命、电寿命。 • 自闭力、额定开距下的触头反力。 • 平均分闸速度、平均合闸速度（合闸弹跳）。 • 额定触头压力、额定触头压力下的接触电阻。
2.真空灭弧室主要结构
2.1绝缘外壳
• 绝缘外壳的作用：
2.1.1与其他零件密封形成真空壳体，保证灭弧室工 作所必须的高真空环境。 2.1.2使开关带电的两极保持绝缘隔离。 2.1.3对屏蔽系统和导电回路提供装配支持。 • 要求： 2.1.4有足够的绝缘强度和机械强度。 2.1.5真空致密并易于封接和排气。
二、真空灭弧室工作原理
1.真空的绝缘特性。 1.1 多年以前，人们 就发现真空具有 良好的绝缘性能， 将真空用于电流 开断的设想也早 就提出，只是由 于工艺和材料的 限制，直到上世 纪50年代，真空 灭弧室技术才得 到迅速发展
1.2真空击穿特性 1.2.1引起真空间隙击穿的三种原因假说： • 场致发射。 • 微粒的轰击。 • 二次电子发射。 1.2.2真空间隙击穿所需时间大约为数十纳 秒（10-9）左右。间隙击穿时如果电源有足 够功率即可形成真空电弧。 真空电弧主要 由金属蒸汽及其电离后形成的金属离子和 自由电子构成，其电离度与电弧温度有关。