真空滅弧室

發(fā)布時(shí)間：2016/1/27 9:15:29   新聞來(lái)源：admin   瀏覽次數：21119

    真空滅弧室，又名真空開(kāi)關(guān)管，是中高壓電力開(kāi)關(guān)的核心部件。其主要作用是，通過(guò)管內真空優(yōu)良的絕緣性使中高壓電路切斷電源后能迅速熄弧并抑制電流，避免事故和意外的發(fā)生，主要應用于電力的輸配電控制系統，還應用于冶金、礦山、石油、化工、鐵路、廣播、通訊、工業(yè)高頻加熱等配電系統。具有節能、節材、防火、防爆、體積小、壽命長(cháng)、維護費用低、運行可靠和無(wú)污染等特點(diǎn)。
真空滅弧室從用途上分為斷路器用滅弧室和負荷開(kāi)關(guān)用滅弧室，斷路器滅弧室主要用于電力部門(mén)中的變電站和電網(wǎng)設施，負荷開(kāi)關(guān)用滅弧室主要用于電網(wǎng)的終端用戶(hù)。
 
    真空滅弧室的結構形式主要由氣密絕緣外殼、導電回路、屏蔽系統、波紋管等部分組成。
    1、氣密絕緣系統
由玻璃或陶瓷制成的氣密絕緣外殼、動(dòng)端蓋板、定端蓋板，不銹鋼波紋管組成了氣密絕緣系統。為了保證玻璃、陶瓷與金屬之間有良好的氣密性，除了封接時(shí)要有嚴格的操作工藝外，還要求材料本身的透氣性盡量小和內部放氣量限制到極小值。不銹鋼波紋管的作用不僅能將真空滅弧室內部的真空狀態(tài)與外部的大氣狀態(tài)隔離開(kāi)來(lái)，而且能使動(dòng)觸頭連同動(dòng)導電桿在規定的范圍內運動(dòng)，以完成真空開(kāi)關(guān)的閉合與分斷操作。
    2 、導電系統
定導電桿、定跑弧面、定觸頭、動(dòng)觸頭、動(dòng)跑弧面、動(dòng)導電桿構成了滅弧室的導電系統。其中定導電桿、定跑弧面、定觸頭合稱(chēng)定電極，動(dòng)觸頭、動(dòng)跑弧面、動(dòng)導電桿合稱(chēng)動(dòng)電極，由真空滅弧室組裝成的真空斷路器，真空負荷開(kāi)關(guān)和真空接觸器合閘時(shí)，操動(dòng)機構通過(guò)動(dòng)導電桿的運動(dòng)，使兩觸頭閉合，完成了電路的接通。為了使兩觸頭間的接觸電阻盡可能減小且保持穩定和滅弧室承受動(dòng)穩定電流時(shí)有良好的機械強度，真空開(kāi)關(guān)在動(dòng)導電桿一端設置有導向套，并使用一組壓縮彈簧，使兩觸頭間保持有一個(gè)額定壓力。當真空開(kāi)關(guān)分斷電流時(shí)，滅弧室兩觸頭分離并在其間產(chǎn)生電弧，直至電流自然過(guò)零時(shí)電弧熄滅，便完成了電路的開(kāi)斷。
    3、屏蔽系統
真空滅弧室的屏蔽系統主要由屏蔽筒，屏蔽罩和其他零件組成。
    屏蔽系統的主要作用是：
   （1）防止觸頭在燃弧過(guò)程中產(chǎn)生大量的金屬蒸汽和液滴噴濺，污染絕緣外殼的內壁，避免造成真空滅弧室外殼的絕緣強度下降或產(chǎn)生閃絡(luò )。
   （2）改善真空滅弧室內部的電場(chǎng)分布，有利于真空滅弧室絕緣外殼的小型化，尤其是對于高電壓的真空滅弧室小型化有顯著(zhù)效果。
   （3）吸收一部分電弧能量，冷凝電弧生成物。特別是真空滅弧室在開(kāi)斷短路電流時(shí)，電弧所產(chǎn)生的熱能大部分被屏蔽系統所吸收，有利于提高觸頭間的介質(zhì)恢復強度。屏蔽系統吸收電弧生成物的量越大，說(shuō)明他吸收的能量也越大，這對增加真空滅弧室的開(kāi)斷容量起良好作用。
    4、觸頭
觸頭是產(chǎn)生電弧、熄滅電弧的部位，對材料和結構的要求都比較高。
    4.1 對觸頭材料有以下要求：
   （1）高開(kāi)斷能力。要求材料本身的導電率大，熱傳導系數小，熱容量大，熱電子發(fā)射能力低。
   （2）高擊穿電壓。擊穿電壓高，介質(zhì)恢復強度就高，對滅弧有利。
   （3）高的抗電腐蝕性。即經(jīng)得起電弧的燒蝕，金屬蒸發(fā)量少。
   （4）抗熔焊能力。
   （5）低截流電流值，希望在2.5A以下。
   （6）低含氣量。
    目前斷路器用真空滅弧室的觸頭材料大都采用銅鉻合金，銅與鉻各占 50%。在上、下觸頭的對接面上各焊上一塊銅鉻合金片，一般厚度各為3mm。其余部分稱(chēng)為觸頭座，用無(wú)氧銅制造即可。
    4.2 觸頭結構
觸頭結構對滅孤室的開(kāi)斷能力有很大影響。采用不同結構觸頭產(chǎn)生的滅弧效果有所不同的，早期采用簡(jiǎn)單的圓柱形觸頭，結構雖簡(jiǎn)單，但開(kāi)斷能力不能滿(mǎn)足斷路器的要求，僅能開(kāi)斷10kA以下電流，目前僅有真空負荷開(kāi)關(guān)、高壓真空接觸器等用真空開(kāi)關(guān)管才采用。目前，常采用的有螺旋糟型結構觸頭、帶斜槽杯狀結構觸頭和縱磁場(chǎng)杯狀結構觸頭三種，其中以采用縱磁場(chǎng)杯狀結構觸頭為主。
    5、波紋管
真空滅弧室的波紋管主要擔負保證動(dòng)電極在一定范圍內運動(dòng)和長(cháng)期保持高真空的功能，并保證真空滅弧室具有很高的機械壽命。
    真空滅弧室的波紋管是由厚度為0.1~0.2mm的不銹鋼制成的薄壁元件。真空開(kāi)關(guān)在分合過(guò)程中，滅弧室波紋管受伸縮作用，波紋管截面上受變應力作用，所以波紋管的壽命應根據反復伸縮量和使用壓力來(lái)確定。
波紋管的疲勞壽命和工作條件的受熱溫度有關(guān)，真空滅弧室在分斷大的短路電流后，導電桿的余熱傳遞到波紋管上，使波紋管的溫度升高，當溫升達到一定程度時(shí)，這就會(huì )影響波紋管的疲勞強度6、工作原理
    真空滅弧室是用密封在真空中的一對觸頭來(lái)實(shí)現電力電路的接通與分斷功能的一種電真空器件，是利用高真空座絕緣介質(zhì)。當其斷開(kāi)一定數值的電流時(shí)，動(dòng)、定觸頭在分離的瞬間，電流收縮到觸頭剛分離的某一點(diǎn)或某幾點(diǎn)上，表現電極間電阻劇烈增大和溫度迅速提高，直至發(fā)生電極金屬的蒸發(fā)，同時(shí)形成極高的電場(chǎng)強度，導致劇烈的場(chǎng)致發(fā)射和間隙的擊穿，產(chǎn)生了真空電弧，當工作電流接近零時(shí)，同時(shí)觸頭間距的增大，真空電弧的等離子體很快向四周擴散，電弧電流過(guò)零后，觸頭間隙的介質(zhì)迅速由導電體變?yōu)榻^緣體，于是電流被分斷，開(kāi)斷結束。