见过这么全的真空灭弧室的基础知识吗
(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。
真空灭弧室的基本结构及工作原理
真空灭弧室的基本结构及工作原理真空灭弧室是真空断路器的核心部件,配套于相应的开关设备,广泛应用于电力、冶金、化工、煤况、铁道等输配电系统中,起控制与保护作用。
本文介绍了真空灭弧室的基本结构及其工作原理。
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）波纹管真空灭弧室是真空断路器的核心部件,配套于相应的开关设备,广泛应用于电力、冶金、化工、煤况、铁道等输配电系统中,起控制与保护作用。
本文介绍了真空灭弧室的基本结构及其工作原理。
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。
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。
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°。
真空灭弧室有关使用问题
真空灭弧室有关使用问题1真空灭弧室的基本结构(1)气密绝缘系统：由玻壳(或陶瓷壳)及动、定端盖板、不锈钢波纹管组成气密绝缘系统,起气密绝缘作用。
(2)导电回路：主要由一对触头(电极)，动、定触头座，动、定导电杆组成，起接通与断开回路的作用。
(3)屏蔽系统：该部分通常由环绕触头四周的金属屏蔽筒构成，主要作用是防止触头在燃弧过程中产生的大量金属蒸汽和液滴喷溅、污染绝缘外壳的内壁，造成管内绝缘强度下降。
其次还可以改善管内电场分布，并吸收电弧能量，冷凝电弧生成物，提高真空灭弧室开断电流的能力。
(4)波纹管：波纹管是由厚度为0.1〜0.2mm的不锈钢制成的薄壁元件，是真空灭弧室的一个重要的结构零件，它使动触头在真空状态下运动成为可能，是保证真空灭弧室机械寿命的重要零件。
真空灭弧室在安装、调整及使用过程中，应避免波纹管受过量的压缩，过量的拉开，以确保波纹管的使用寿命。
2真空灭弧室的基本工作原理真空灭弧室是用密封在真空中的一对触头来实现电力电路的接通与分断功能的一种电真空器件，是利用高真空度绝缘介质。
当其断开一定数值的电流时，动、定触头在分离的瞬间，电流收缩到触头刚分离的某一点或某几点上，表现电极间电阻剧烈增大和温度迅速提高，直至发生电极金属的蒸发，同时形成极高的电场强度，导致剧烈的场强发射和间隙的击穿，产生了真空电弧，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。
3真空灭弧室使用前的检查(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。
正常产品在用手摇动时，管内无异响，玻璃或陶瓷外壳完整，无机械损伤。
(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Imin,然后在Imin内升至额定工频耐受电压，保持Imin无指示仪表指针突变及跳闸现象即为合格。
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。
高压真空灭弧室的基本结构
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。
真空灭弧室的基本知识
真空灭弧室的基本知识一真空灭弧室的基本知识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。
l大气压= 760mmHg×133.3Pa/mmHg＝1.013×105Pa（帕斯卡）或0.1013MPa压强越高则真空度越低；压强越低则真空度越高。
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真空灭弧室的工作原理要说明真空灭弧室的工作原理必须要弄清楚电弧、真空电弧、扩散电弧、集聚电弧、横向磁场、纵向磁场的概念3.1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。
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。
3.2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。
超高压环保气体用真空灭弧室介绍
真空灭弧室真空灭弧当真空度为5～10 mm汞柱时，电子的自由行程达43m。
自由电子在弧隙中作定向运动时几乎不会和气体分子或原子相碰撞，也就不会发生撞击电离或电场电离。
将触头置于真空中断开时产生的电弧只能是由阴极发射电子和产生的金属蒸气形成的。
当电弧电流接近零时，阴极发射的电子和金属蒸气减少，弧隙中残留的金属蒸气和等离子体向周围真空迅速扩散，弧隙可以在数微秒之内由导电状态恢复到真空间隙的绝缘水平。
对于 10-1 Pa 和 10-6 Pa 之间的真空水平，典型的触点间隙（8 mm 到 12 mm）的介电强度在320 kV和1200kV 之间或更高。
VI 中的开断容量将根据触点设计、触点距离和真空度来确定。
接触设计距离是任何给定 VI的设计特征。
然而，我们已经证明，开断能力非常高，并且对 VI内的压力（真空）水平非常敏感。
可以看出10-1 Pa 和 10-6 Pa 之间的真空度下绝缘水平几乎没有变化，因此有些厂家会将灭弧室真空度设定在上限，而优质的厂家会将真空度设定在下限作为检验标准。
真空灭弧室的优点包括：1.它们相对紧凑且密封。
2.打开所需的行程非常短，距离因年限和制造商而异。
实际行程距离随 VI 几何形状和电压等级而变化；然而，典型的距离范围从大约 8毫米到12毫米。
3.在任何开断方法中，它们具有最长的预期使用寿命。
4.当 VI 遇到它们相对罕见的故障之一时，所造成的损坏通常比气磁断路器要小得多。
但是，它们仍然会严重失败，造成巨大的破坏。
5.低质量运动允许更轻的操作机构，更便宜且持续时间更长。
截至 2010 年，电力真空灭弧室的平均无故障时间 (MTTF) 已超过 57,000 个灭弧室年，这说明真空损失的发生极为罕见。
真空灭弧室采用玻璃或陶瓷外壳，波纹管用于动连接件，机器焊接和批量感应炉钎焊采用极其严格的过程控制。
真空灭弧室内部唯一的活动部件是铜触点，它通过焊接不锈钢波纹管连接到灭弧室端板。
由于波纹管焊接在触头杆和灭弧室端板上，这种移动连接的故障率极低。
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。
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。
真空灭弧室工作原理
真空灭弧室工作原理
嘿，朋友们！今天咱们来聊聊真空灭弧室的工作原理。
想象一下，真空灭弧室就像是一个特别厉害的“电力小卫士”。
在这个小卫士的身体里，有两个触头，就像两个小伙伴手牵手。
当电流通过的时候，它们就开始工作啦。
正常情况下，这两个触头好好地接触着，电流就可以顺畅地通过。
但是呢，要是遇到需要断开电路的情况，比如说发生故障啦，这时候真空灭弧室就大显身手了。
它会迅速地把这两个触头分开，就好像两个小伙伴突然松开了手。
而因为是在真空环境里呀，没有了空气这个捣乱分子，电弧就很难持续燃烧啦。
这样一来，就能快速、安全地切断电路，保护我们的电器设备不受到损害。
可以说真空灭弧室就像是一个默默守护我们电力世界的小英雄，虽然它平时不太起眼，但关键时刻可少不了它呢！是不是很神奇呀？哈哈！。
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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= 760mmHg×133.3Pa/mmHg＝1.013×105Pa（帕斯卡）或0.1013MPa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10-3Pa～10-4Pa。
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。
TD-40.5/2500-31.5 T 陶瓷外壳 D 断路器用40.5为电压等级单位KV 2500为额定电流单位A 31.5为短路开断电流单位为KABD-12/3150-40 B 玻璃外壳D断路器用12KV 3150A额定电流40KA短路开断电流TF-12为T陶瓷外壳F 负荷开关用TJC-12为T陶瓷外壳JC 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0.1～0.2mm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。
主要作用：1）减轻触头在燃弧过程中产生的金属蒸汽和液滴喷溅对绝缘外壳内壁的污染程度，从而避免造成真空灭弧室外壳的绝缘强度下降或产生闪络。
2）改善真空灭弧室内部的电场分布，有利于真空灭弧室绝缘外壳的小型化，尤其是对高电压等级真空灭弧室的小型化有显著效果。
3）冷凝电弧生成物。
特别是真空灭弧室在开断短路电流时，电弧所产生的热能大部分被屏蔽系统所吸收，有利于提高触头间的介质恢复强度。
屏蔽筒冷凝电弧生成物的量越大，吸收的能量也越大，越能改善真空灭弧室的开断能力。
4.4 触头系统4.4.1 触头结构触头结构的作用主要是在真空灭弧室分断短路电流时，在触头间形成横向磁场或纵向磁场，从而限制触头表面阳极斑点的形成，提高灭弧室的分断能力。
触头结构形成所需磁场的方式主要有两种：一是通过改变电流方向形成所需的磁场；二是通过设置磁性材料聚拢磁力线形成所需方向的磁场。
4.4.2触头触头是导电产生电弧、熄灭电弧的部位，对材料的要求很高。
触头材料主要有铜铋合金、铜铬合金、铜钨合金等几种，目前断路器用真空灭弧室大量使用的主要是铜铬合金。
4.5 导电杆真空灭弧室的动静导电杆均由无氧铜制成，它们是主要的导电回路，主要起导通电流的作用。
4.6导向套导向套一般用绝缘材料制成。
它主要起导向作用，保证真空灭弧室的动导电杆在分合闸运动过程中能沿着真空灭弧室的轴线做直线运动。
同时，它还能防止导电回路的电流分流到波纹管上，从而影响真空灭弧室的寿命。
5、真空灭弧室的触头结构真空灭弧室的触头结构一般有以下几种：5.1 圆柱形触头:最简单的触头结构,分断电流不大,一般不超过7~8KA。
5.2 横向磁场触头：典型的有螺旋槽横磁、杯状横磁、万字槽横磁。
5.3 纵向磁场触头：典型的有开斜槽式纵磁、线圈式纵磁、马蹄铁式纵磁。
5.4 R型触头：触头结构与触头集成化制造，磁场方向为交替式纵磁。
6、什么是横向磁场触头？什么是纵向磁场触头？它们对熄灭交流电弧分别有什么作用？6.1 横向磁场触头是指真空灭弧室在分断短路电流时,在其电极间产生的与电极轴线垂直的磁场。
在足够的横向磁场的作用下，真空电弧沿着触头表面不断地高速运动，从而避免了触头表面的严重熔化，在电流过零后能迅速恢复绝缘强度，有利于电弧的熄灭。
6.2 纵向磁场触头是指真空灭弧室在分断短路电流时,在其电极间产生的与电极轴线方向一致的磁场。
采用纵向磁场提高真空开关的分断能力与采用横向磁场的情况截然不同，纵向磁场的加入可以提高由扩散性电弧转变到收缩型电弧的转换电流值。
在足够的的纵向磁场的作用下，电弧斑点在电极触头表面均匀分布，触头表面不会产生局部严重熔化，并具有电弧电压低、电弧能量小的优良特征，这对于弧后绝缘强度恢复，提高分断能力是十分有益的。
目前，大容量的真空灭弧室多采用纵向磁场触头，这是因为纵向磁场触头具有电磨损小，使用寿命长和分断能力强等优点。
7、真空灭弧室的原理7.1 电弧电弧或弧光放电是气体放电的一种形式。
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。
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。
放电：绝缘介质中流通电流的各种形式，称为放电；击穿：绝缘介质上电压达到一定的数值后，流过的电流急剧增加，绝缘介质失去绝缘能绝缘状态转变为导体状态的过程称为击穿。
7.2 真空电弧（金属蒸汽电弧）力，这种由在真空环境中，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。
7.3 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。
真空断路器开断电流的过程实际上是触头间真空电弧熄灭后的，逐渐增长的介质强度和触头间的恢复电压之间的竞赛，如果真空电弧的弧后介质强度恢复速度大于瞬态恢复电压上升速度，则电流被开断，反之则出现重击穿。
8、机械特性与真空灭弧室之间的关系真空开关机械特性的优劣，对真空灭弧室各项电气性能有重要的影响。
真空灭弧室的性能对衡量真空开关的性能当然十分重要，而开关本身的机械特性也同样影响真空灭弧室的使用性能。
要保证真空开关的性能，其机械特性必须满足真空灭弧室的要求。
8.1 开距触头的开距主要取决于真空开关的额定电压和耐压要求，一般额定电压低时触头开距选得小些，但开距太小会影响分断能力和耐压水平。
开距太大，虽然可以提高耐压水平，但会使真空灭弧室的波纹管寿命下降，而且触头开距过大，将会显著地降低触头间有效纵向磁场的强度，使短路开断能力下降。
设计时，一般在满足运行的耐压要求下尽量把开距选得小一些。
10kV真空断路器的开距通常在8～12mm之间，24kV真空断路器的则在10～16mm 之间，35KV真空断路器的则在16～24mm之间。
8.2 触头压力在无外力作用时，动触头在大气压作用下，对真空灭弧室内腔产生一个闭合力,使其与静触头闭合，这个力称之为自闭力，其大小主要取决于波纹管的端口直径。
自闭力太小，不能保证动静触头间良好的电接触，必须施加一个外加压力。
外加压力和自闭力之和称为触头的接触压力。
接触压力的作用：1）保证动、静触头的良好接触，在一定范围内减小其接触电阻值；2）满足额定短路状态时的动稳定要求。
应使触头压力大于短路状态时的触头间的斥力，以保证在该状态下动静触头的完全闭合且不受损坏；3）抑制合闸弹跳。
使触头在闭合碰撞时得到缓冲，将碰撞的动能转为弹性势能，抑制触头的弹跳；4）改善分闸特性。
当接触压力大时，触头压簧的压缩量大、弹性势能大，因而在触头分闸时，动触头能得到较大的初始分闸力，容易拉断熔焊点，并提高分闸的初始阶段的刚分速度，减少燃弧时间，提高分断能力；8.3 接触行程(或称压缩行程)目前真空开关毫无例外地采用对接式接触方式，动触头碰上静触头之后就不能再前进了。
触头接触压力是由触头压缩弹簧(有时称作触头弹簧)提供的，在开关触头碰触开始，触头压簧施力端仍会继续运动，其继续运动的距离，即为触头弹簧的压缩行程，也称为接触行程。
接触行程有两方面作用，一是令触头弹簧受压而向对接触头提供接触压力；二是保证在运行磨合或触头烧损后仍然保持一定接触压力，使之可靠接触。
一般接触行程可取开距的20%～40%左右，10kV的真空断路器约为3～4mm。
在真空断路器具体设计时，触头压缩弹簧在分闸位置就设置了相当的预压缩量，因而在触头对接前就有了一定的预压力。
这是为了在合闸过程中，使动触头有足够的力抵抗因预击穿而产生的电动力。
并在触头碰接瞬间，接触压力陡然跃增至预压力数值，减小合闸弹跳，抵抗电动斥力，使动静触头保持良好的接触状态；随着触头压簧的进一步压缩，触头间的接触压力逐步增大，接触行程终了时，接触压力达到设计值。
接触行程不包括合闸弹簧的预压缩量程，它实际上是触头压簧的第二次受压行程。