开关设备及运行—真空断路器及运行（电气设备运行）.pptx

真空断路器

真空断路器真空断路器是以真空作为灭弧和绝缘介质。目前我国10KV～35kV中压配电系统中真空断路器得到广泛应用。

真空断路器KYN28A—12高压开关柜

真空断路器真空断路器ZW32－12型户外支柱式真空断路器外观图ZW□40.5系列户外高压真空断路器

真空断路器1.真空断路器的灭弧原理1)真空的特性所谓的真空是相对而言的，指的是绝对压力低于1个大气压的气体稀薄的空间。由于真空中几乎没有什么气体分子可供游离导电，且弧隙中少量导电粒子很容易向周围真空扩散，所以真空的绝缘强度比变压器油及在大气压下的SF6或空气等绝缘强度高得多。间隙距离（mm）图.不同介质的绝缘间隙击穿电压油

真空断路器真空中的电弧是在触头分离时，触头电极蒸发出来的金属蒸气中形成的。在开断电流时，随着触头分离，触头接触面迅速减少，电流密度非常大（可达105～106A/mm2），温度急剧升高，接触点的金属熔化并蒸发出大量金属蒸气；当触头分离时，电极表面即使有微小的突起部分，也将会引起电场能量集中而发射电子（强电场发射）和金属蒸气的电离，从而发展成为电弧。2)真空中的电弧

真空断路器真空中的电弧特性，主要取决于触头的材料及其表面状况，还与剩余气体的种类、间隙距离和电场的均匀程度有关。2)真空中的电弧

真空断路器(1)依靠高真空的绝缘耐力电弧中的离子和粒子，与周围高真空比较起来，形成局部的高压力和高密度，因而电弧中的离子和粒子迅速向周围扩散。当电弧电流到达零值时，由于电流减少，从而向电弧供给的能量减少，电极的温度随之降低。当触头间的粒子因扩散而消失的数量，超过产生的数量时，电弧即不能维持而熄灭，燃弧时间一般在0.01s左右。(2)磁吹触头产生的电弧扩散作用3)真空中的电弧熄灭原理

真空断路器2.真空断路器的灭弧室真空灭弧室是真空断路器的核心部分。外壳大多采用玻璃和陶瓷两种，如图2.10所示。

真空断路器在被密封抽成真空(真空度—般达到1.33×10-3～1.33×10-7Pa)的玻璃或陶瓷容器内，装有静触头、动触头、电弧屏蔽罩、波纹管，构成了真空灭弧室。真空灭弧室的外壳作灭弧室的固定件并兼有绝缘作用。动、静触头连接导电杆，与大气连接，在不破坏真空的情况下，完成触头部分的开、合动作。动触杆和动触头的密封靠金属波纹管实现，波纹管一般由不锈钢制成。在触头外面四周装有金属屏蔽罩，可以防止因燃弧产生的金属蒸汽附着在绝缘外壳的内壁而使绝缘强度降低。同时，它又是金属蒸汽的有效凝聚面，能够提高开断性能。屏蔽罩使用的材料有Ni、Cu、Fe、不锈钢等。

真空断路器

真空断路器磁吹触头灭弧原理真空开关触头的开距较小，电压为10KV时，只有12±1mm。触头材料大体有二类：一类是铜基合金，如铜铋合金、铜碲硒合金等；另一类是粉末烧结的铜铬合金。触头结构形式均属磁吹触头，即利用电弧电流本身产生的磁场驱使电弧运动，以熄灭电弧。图2-18真空触头结构形状（a）平板触头（b）杯状触头（横向磁场）（c）螺旋触头（横向磁场）（d）（e）纵向磁场触头

真空断路器图2.11螺旋式叶片触头（a）纵向剖面图；（b）动触头顶视图；（c）电流线与磁场（a）（b）（c）螺旋式叶片触头:中部是一圆环状的接触面，接触面周围是由螺旋叶片构成的吹弧面，触头闭合时，只有接触面接触。触头的特殊结构可利用开断的电流产生横向磁场以驱动电弧高速旋转，避免触头过热。因为在燃烧过程中产生的金属蒸汽、电子和离子在很短的时间扩散并被吸附到触头和屏蔽罩上，所以其绝缘恢复速度很快，从而在电流过零时迫使电弧熄灭。

真空断路器横向磁场作用在真空电弧上可以使真空断路器的开断电流提高到40~60KA

真空断路器3.真空断路器的结构真空断路器的结构主要由导电部分、真空灭弧室、绝缘部分、传动部分、框架和操动机构等组成。操动机构：配用弹簧操动机构，可进行手动和电动储能。也有配用电磁操动机构的。结构形式落地式悬挂式综合式接地箱式

真空断路器落地式图2-22落地式真空断路器结构示意图1灭弧室2绝缘支撑3传动机构4操动机构5机座图2-23户外落地式真空断路器实物图将真空灭弧室安装在上方，用绝缘支撑支持，操动机构设置在底座下方，上下两部分由传动机构通过绝缘杆连接起来。

真空断路器户外35KV落地式真空断路器

真空断路器zw32-12真空断路器（户外落地式）

真空断路器悬挂式（户内开关柜）将真空灭弧室用绝缘子悬挂在底座框架的前方，操动机构设置在后方（即框架内部），前后两部分用绝缘传动杆连接起来。1-绝缘子2-上出线端3-下出线端4-软连接5-导电夹6-万向杆端轴承7-轴销8-杠杆9-主轴10-绝缘拉杆11-机构箱12-真空灭弧室；13-触头弹簧图2.13ZN12型真空断路器总体结构图图2.13为ZN12-12型真空断