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3ah真空断路器原理图

具有合,分负荷电流,关合,开断短路电流的功能.

浅谈10KV真空断路器的应用

一：真空的绝缘特性

真空具有很强的绝缘特性，在真空断路器中，气体非常稀薄，气体分子的自由行程相对较大，

发生相互碰撞的几率很小，因此，碰撞游离不是真空间隙击穿的主要原因，而在高强电场作

用下由电极析出的金属质点才是引起绝缘破坏的主要因素。

真空间隙中的绝缘强度不仅与间隙的大小，电场的均匀程度有关，而且受电极材料的性质及

表面状况的影响较大。真空间隙在较小的距离间隙（2—3毫米）情况下，有比高压力空气

与SF6气体高的绝缘特性，这就是真空断路器的触头开距一般不大的原因。

电极材料对击穿电压的影响主要表现在材料的机械强度（抗拉强度）和金属材料的熔点上。

抗拉强度和熔点越高，电极在真空下的绝缘强度越高。

实验表明，真空度越高，气体间隙的击穿电压越高，但在10-4托以上，就基本保持不变了，

所以，要保持真空灭弧室的绝缘强度，其真空度应不低于10-4托。

二：真空中电弧的形成与熄灭

真空电弧和我们以前学习的气体电弧放电现象有很大的差别，气体的游离现象不是产生电弧

的主要因素，真空电弧放电是在触头电极蒸发出来的金属蒸汽中形成的。同时，开断电流的

大小不同，电弧表现的特点也不同。我们一般把它分为小电流真空电弧和大电流真空电弧。

1.小电流真空电弧

触头在真空中开断时，产生电流和能量十分集聚的阴极斑点，从阴极斑点上大量地蒸发金属

蒸汽，其中的金属原子和带电质点的密度都很高，电弧就在其中燃烧。同时，弧柱内的金属

蒸汽和带电质点不断地向外扩散，电极也不断的蒸发新的质点来补充。在电流过零时，电弧

的能量减小，电极的温度下降，蒸发作用减少，弧柱内的质点密度降低，最后，在过零时阴

极斑消失，电弧熄灭。有时，蒸发作用不能维持弧柱的扩散速度，电弧突然熄灭，发生截流

现象。

2.大电流真空电弧

在触头断开大的电流时，电弧的能量增大，阳极也严重发热，形成很强的集聚型的弧柱。同

时，电动力的作用也明显了，因此，对于大电流真空电弧，触头间的磁场分布就对电弧的稳

定性和熄弧性能有决定性的影响。如果电流太大，超过了极限开断电流，就会造成开断失败。

此时，触头发热严重，电流过零以后仍然蒸发，介质恢复困难，不能断开电流。

三：断路器的结构和工作原理

真空断路器的生产厂家比较多，型号也较繁杂。按使用条件分为户内（ZNx—**）和户外（ZWx

—**）两种类型。主要由框架部分，灭弧室部分(真空泡)，和操动机构部分组成。

下面以浙江华仪电器科技股份有限公司生产的ZW27—12型户外高压真空断路器为例，说

明其结构与工作原理。

1.断路器本体结构一

断路器本体部分由导电回路，绝缘系统，密封件和壳体组成。整体结构为三相共箱式。其中

导电回路由进出线导电杆，进出线绝缘支座，导电夹，软连接与真空灭弧室连接而成。

2.操作机构二

此机构为电动储能，电动分合闸，同时具有手动功能。整个结构由合闸弹簧，储能系统，过

流脱扣器，分合闸线圈，手动分合闸系统，辅助开关，储能指示等部件组成。

3.工作原理

真空断路器利用高真空中电流流过零点时，等离子体迅速扩散而熄灭电弧，完成切断电流的

目的。

4动作原理

储能过程：当储能电机14接通电源时，电机带动偏心轮转动，通过紧靠在偏心轮上的滚子

10带动拐臂9及连板7摆动，推动储能棘爪6摆动，使棘轮11转动，当棘轮11上的销与

储能轴套32的板靠住以后，二者一起运动，使挂在储能轴套上32上的合闸弹簧21拉长。

储能轴套32由定位销13固定，维持储能状态，同时，储能轴套32上的拐臂推动行程开关

5切断储能电机14的电源，并且储能棘爪被抬起，与棘轮可靠脱离。

合闸操作过程：当机构接到合闸信号后（开关处于断开，已储能状态），合闸电磁铁15的铁

心被吸向下运动，拉动定位件13向逆时针方向转动，解除储能维持，合闸弹簧21带动储能

轴套32逆时针方向转动，其凸轮压动传动轴套30，带动连板29及摇臂27运动，使摇臂27

扣住半轴25，使机构处于合闸状态。此时，连锁装置28锁住定位件，使定位牛不能逆时针

方向转动，达到机构联销的目的，保证了机构在合闸位置不能合闸操作。

分闸操作过程：断路器合闸后，分闸电磁铁接到信号，铁芯吸合，分闸脱扣器19中的顶杆

向上运动，使脱扣轴16转动，带动顶杆18向上运动，顶动弯板26并带动半轴25向反时针

方向转动。半轴25与摇臂27解扣，在分闸弹簧的作用下，断路器完成分闸操作。

四.断路器的调试

开距与超行程

断路器的开距与超行程的测量可以根据图三所示，在分合闸状态测量出的X值之差为断路

器的开距，Y值