三 真空断路器

提高效率。
ZN28A－12（链接图片）固定开关柜专用分体式真空断路器， ZN28－12整体式真空断路器总体结构为落地式 。 总体结构为悬臂式 。
五、真空断路器实例
ZN28-10真空断路器
五、真空断路器实例
2.户外型真空断路器 断路器由真空灭弧室、上下绝缘罩、箱体、操动机 户外真空断路器一般采用落地式结构， 构、隔离开关、电流互感器及驱动部件等组合而成。断 路器为直立安装，三相真空灭弧室分别封闭在三组绝缘 可分为箱式（仿多油断路器结构）和支柱 罩内，绝缘罩（采用聚氨脂密封材料，内部采用新型的 式（仿少油断路器结构）。 发泡灌封材料）固定在箱体上，箱体内安装弹簧操动机 构，电流互感器安装在下出线端上，操作杠杆在箱体正 ZW32－12型户外支柱式真空断路器
三 真空断路器
教学内容
本节教学内容
一、真空电弧及有关概念 二、真空断路器的特点 三、真空断路器的过电压及限制措施 四、真空灭弧室的基本结构 五、真空断路器实例 六、新型真空断路器简介 七、真空断路器的使用知识
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一、真空电弧及有关概念
1．真空 4．真空中的电弧
绝对压力低于正常大气压的气体稀薄的空间。 真空断路器触头间隙绝缘强度的恢复，取决于带电粒子的扩散 真空电弧的形成：在开断电流时，随着触头的 速度、开断电流的大小以及触头的面积、形状和材料等因素。 分离，触头接触面积迅速减少，其电流密度非常大， 2．真空度 在燃弧区域施加横向磁场和纵向磁场，驱动电弧高速扩散运动， 真空间隙气体稀薄，气体分子的自由行程大，发生碰撞游离的 温度急剧升高，使接触点的金属熔化并蒸发出大量 可以提高介质强度的恢复速度，还能减轻触头的烧损程度，提高使 真空的程度，用气体的绝对压力值来表示， 机会少，击穿电压高，绝缘强度高。 用寿命。 的金属蒸汽。由于金属蒸汽温度很高，同时又存在
五、真空断路器实例
1.户内型真空断路器 每个真空灭弧室由一 主导电回路、真 1－开距调整垫片；2－触头 只落地绝缘子和一只悬挂 空灭弧室与断路器机 户内真空断路器的总体结构可分为： l－开距调整垫片；2－触 压力弹簧；3－弹簧座；4－ 绝缘子固定，真空灭弧室 架前后布臵。真空灭 头压力弹簧；3－弹簧座； 悬臂式和落地式两种基本形式。 接触行程调整螺栓；5－拐臂； 旁有一棒形绝缘子支撑。 弧室用两只水平布臵 4－接触行程调整螺栓；5 6－导向板；7－导电夹紧固 真空灭弧室上下铝合金支 的悬臂绝缘子固定在 －拐臂；6－导向板；7－ ZN28－12系列真空断路器采用中间封 螺栓；8－动支架；9－螺钉； 架既是输出接线的基座又 机架的前面，主轴、 导电夹紧固螺栓；8－动 兼起散热作用。在灭弧室 分闸弹簧、缓冲器等 接式纵磁场真空灭弧室。 10－真空灭弧室；11－固定 支架；9－螺钉；10－真 螺栓；12－绝缘子；13－绝 上支架的上端面，安装有 部件安装在机架内。 空灭弧室；11－真空灭弧 缘子固定螺栓；14－静支架； 黄铜制作的导向板，使导 主轴通过绝缘拉杆、 按照总体结构特点可分为两类： 室固定螺栓；12－绝缘子； 15－主轴；16－分闸拉簧； 电杆在分闸过程中对中良 拐臂与真空灭弧室动 13－绝缘子固定螺栓；14 17－输出杆；18－机构；19 好。触头弹簧装设在绝缘 导电杆连接，并从机 整体式：断路器本体与操动机构一起 －静支架；15－主轴；16 －面板 拉杆的尾部。操动机构、 架侧面伸出，与传动 －分闸拉簧 安装在箱形固定柜和手车柜中，即ZN28－ 传动主轴和绝缘转轴等部 系统相连。 位均设臵滚珠轴承，用于 12系列；
四、真空灭弧室的基本结构
1.绝缘外壳：既是真空容器，又是动静触头间的绝缘体。 真空断路器主要由真空灭弧 作用：支持动静触头和屏蔽罩等金属部件，与这些部件 气密地焊接在一起，以确保灭弧室内的高真空度。 室、支架和操动机构三部分组成。 绝缘外壳材料：硬质玻璃、氧化铝陶瓷或微晶玻璃。
真空灭弧室是真空断路器 的核心元件，具有开断、导电和 2.触头：既是关合时的通流元件， 又是开断时的灭弧元件。 绝缘的功能，主要由绝缘外壳、 触头材料：铜铋合金和铜铬合金。 动静触头、屏蔽罩和波纹管组 触头的结构形式：采用对接式结构， 成 。 有三种类型，即平板触头、横向磁场 触头和纵向磁场触头，如图所示。这些 真空灭弧室的性能主要取 触头的共同特点是利用磁场力使真空电弧 决于触头材料和结构，还与屏蔽 很快地运动，防止在触头上产生需要长时 间冷却的受热区域。 罩的结构、灭弧室的材质以及制
四、真空灭弧室的基本结构
3．屏蔽罩 4．波纹管 用于保证动触头在一定行程范围内运动时， 屏蔽罩种类：主屏蔽罩、波纹管屏蔽罩 不破坏灭弧室的密封状态。 和均压屏蔽罩。 材料：通常采用不锈钢。 屏蔽罩的材料：采用铜或钢制成，要求 结构：液压成形和膜片焊接两种。 具有较高的热导率和优良的凝结能力。 波纹管是真空灭弧室中最易损坏的部件，真 主屏蔽罩：装设在触头的周围，一般固 防止燃弧过程中触头间产生的大量金属蒸汽和金属颗粒喷 空断路器触头每分合一次，波纹管便产生一次机 溅到绝缘外壳的内壁，导致外壳的绝缘强度降低或闪络。 定在绝缘外壳内的中部。 械变形，长期频繁和剧烈的变形容易使波纹管因 改善灭弧室内部电场的均匀分布，降低局部电场强度，提 材料疲劳而损坏，其金属的疲劳寿命，决定了真 高绝缘性能，有利于促进真空灭弧室小型化。 波纹管屏蔽罩：包在波纹管的周围，防 吸收部分电弧能量，冷却和凝结电弧生成物，有利于提高 空灭弧室的机械寿命。 止金属蒸汽溅落在波纹管上，影响波纹管 电弧熄灭后间隙介质强度的恢复速度，这对于增大灭弧室的开 断能力起到很大作用。 的工作和降低其使用寿命。
面。 断路器同时具备电动和手动操作，可配臵智能开关 控制器，设有三段式过流保护、零序保护、重合闸、低 电压、过电压保护等多种功能，支持多种通讯协议，允 许选用多种通讯方式构成通讯网，即可对开关进行本地 手动或遥控操作，又可通过通讯网实现远方控制。
五、真空断路器实例
ZW32-12真空断路器
六、新型真空断路器简介
三、真空断路器的过电压及限制措施
1．过电压产生的原因 当真空电弧电流减小时，提供的金属蒸汽不够充分 和稳定，难以维持真空电弧的稳定燃烧，真空电弧通常 不在电流自然过零时熄灭，而是在过零前的某一电流值 突然熄灭。随着电弧的熄灭，电流也突然降至零，这一 现象称为截流，该电流称作截断电流。在感性电路中， 截流将引起操作过电压。 截断电流与电弧电流、负载特性、触头材料及磁场 方向等因素有关。 2．限制截流过电压的措施 在电容器组并联金属氧化物避雷器（MOA）；并 联电容器或R－C阻容吸收装置。
二、真空断路器的特点
优点： 缺点：
1．触头间隙小，整机体积小，操动机构功率小，重 1．开断感性负载或容性负载时，容易引起过电压。 量轻。 2．触头采用对接式结构，操动机构使用弹簧，容 2．操作时噪声小，不会污染。 易产生合闸弹跳与分闸反弹。 3．开断能力强，开断电流大，熄弧时间短，开断次 合闸弹跳会产生较高的过电压，影响电网 数多，使用寿命长。 的稳定运行，还会使触头烧损，甚至熔焊，特 4．介质强度恢复迅速快，适合于频繁操作，多次重 别在投入电容器组产生涌流时及短路关合的情 合闸。 况下更加严重。 5．介质不会老化，不更换，维护工作量小。 分闸反弹会减小弧后触头间距，导致弧后 6．使用安全，能适用于各种不同的场合，特别是危 的重击穿，后果十分严重。 险场所。 3．对密封工艺、制造工艺要求很高，价格较高。 7．触头部分完全密封，工作可靠，通断性能稳定。 8．灭弧室安装调试简单、方便。
绝对压力值越低表示真空度越高。 很强的电场，导致强电场发射和金属蒸汽的电离， 3．真空断路器 从而发展成真空电弧。 在真空容器中进行电流开断与关合的断路 真空电弧实质：触头电极蒸发出来的金属蒸汽 真空度一般要求在1.33×10-3～1.33×10-7Pa之间。 器。 导电。 真空电弧的特性主要取决于：触头材料及其表 面状况还与剩余气体的种类、间隙距离和电场的均 匀程度有关。
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四、真空灭弧室的基本结构
（a）平板触头；（b）杯状触头（横磁场）；（c）螺旋 触头（横磁场）；（d）纵磁场触头；（e）纵磁场触头
动、静触头分别焊在动、静导电杆上，用波纹管实现密封。动触 横向磁场触头：利用电流流过触头时产生的横向磁场驱使电弧在 纵向磁场触头：利用在磁场间隙中呈现的纵向磁场来提高开 头位于灭弧室的下部，在机构驱动力的作用下，能在灭弧室内沿轴向 平板触头:如图（a）所示，现已被淘汰，使用较多的是横向磁 触头表面运动的触头。主要类型有螺旋触头(用于开断小于40kA的电 断能力的触头。适合开断大电流的需要，其开断电流可以达到 移动，完成分、合闸。在与动触头连接的导电杆周围和外壳之间装有 场触头和纵向磁场触头。 流，近年来趋于淘汰)如图（c）所示和杯状触头(可以开断40kA以上 70kA，在实验室已高达200kA。纵向磁场触头分为线圈型触头和 导向管。用以保证动触头在上、下方向准确地运动。导向管采用低摩 的电流)如图（b）所示。 杯状触头，如图（d）、（e）所示。 擦力的绝缘材料制作。
相色标志正确，接地良好。 电位变化检测法、真空度测试仪测定等。 灭弧室的安装质量，以保证动导电杆与灭弧室轴线的同轴； 进行调整；检查真空灭弧室动导电杆在合、分过程中有无阻滞现象， 波纹管做开断与关合操作时，不受扭力，不应与任何部位相 断路器在储能状态时限位是否可靠；检查辅助开关、中间继电器及微 行程开距调整：真空断路器的触头开距可通过调节分闸限位螺钉 摩擦； 动开关的触头接触是否正常，其烧灼部分应整修或调换，辅助开关的 的高度或缓冲垫的厚度，调节导电杆连接件长度，可以使导杆的 动导电杆运动轨迹平直，任何时候不会在波纹管周围产生电 触头超行程应保持合格范围。 总行程达到规定值。 火花； 接触行程调整：通过调节绝缘拉杆连接头与真空灭弧室动导电杆 在安装和调整时须特别注意对波纹管的保护，波纹管的压缩 的螺纹实现。 拉伸量不得超过触头允许的极限开距； 三相同步性调整：用三相同步指示灯或其他仪器检查。 灭弧室端面上的压环各个方向上的受力要均匀。 分合闸速度调整：操作机构分合闸速度一般不需要作调整。分合 闸速度用分闸弹簧来调整，弹簧力越大，分闸速度越快，合闸速 度相应变慢；相反则反。
七、真空源自文库路器的使用知识
真空断路器通常采用整体安装，在安装前一般不 1．检查 需要进行拆卸和调整。真空断路器安装完毕，应按要 验收时检查：断路器安装应固定牢靠，外表清洁完整；电气连 运行后应定期检查：真空断路器的绝缘子、绝缘杆及灭弧室外壳 2、检修 求进行工频耐压试验、机械特性的测试和操动机构的 接应可靠且接触良好；真空断路器与其操动机构的联动应正常，无 应经常保持清洁；操动机构和其他传动部分应保持有干净的润滑油， 动作试验。 卡阻；分、合闸指示正确，辅助开关动作应准确可靠，触点无电弧 真空断路器本体不需检修，真空灭弧室损坏或寿命终止时只 3．真空度的检测方法 动作灵活；对变形、磨损严重的零部件应及时更换；定期检查紧固件， 烧损；灭弧室的真空度应符合产品的技术规定；绝缘部件、瓷件应 能更换。 防止松动、断裂和脱落。定期检查真空灭弧室的真空度，有异常现象 完整无损；并联电阻、电容值应符合产品的技术规定；油漆应完整、 火花检漏计法、观察法、交流耐压法、放电电流检测法、中间 4．真空断路器的调整 更换灭弧室应该注意： 应立即更换；检查触头的开距及超行程，小于规定值时，必须按要求
短路开断电流一般为25～50kA，一般用途 。
标准型真空断路器 短路开断电流达63～80kA及以上， 用于发电机保护 。 特大容量真空断路器用于开断感性负荷，不用加过电压 吸收装臵，采用新开发触头材料，将过 电压限制至常规值的十分之一 。 低过电压真空断路器 操作次数5～6万次，用于投切电容的无 重击穿真空断路器 。 频繁操作断路器 操作次数10～15万次。 超频繁型真空断路器 开断电流16～25kA，用于一般场合。 经济型真空断路器 实现三工位（合－分－隔离）或四 工位（合－分－隔离－接地）等功能 。 把计算机加入机械系统，使开关系统 多功能真空断路器又叫选相真空断路器或受控真空断路器， 在电压或电流最有利时刻关合或开断。可降低 有了“大脑”，再加入“传感器”采集信息， 同步真空断路器 用光纤传导信息，使开关系统有了“知觉”， 电网瞬态过电压负荷，改善电网供电质量，提 高断路器电寿命及性能，简化电网设计，降低 大脑根据“知觉”做出判断与决定，使系统 智能化真空断路器 整个系统费用 。 有了“智能”。