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真空断路器的动作原理详解

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:顾名思义,真空断路器就是采用真空灭弧室,触头被密封在真空容器中运行以及接通分断电路。因而国外首先制造出高压真空断路器。真空断路器的主要特点是无爆炸危险、无污染、噪声低,适用于环境恶劣的场合。由于真空断路器的触头密封在陶瓷真空灭弧室中,看不见触头是否接通或隔离,宜采用抽屉式结构,对隔离有怀疑时,可将断路器拉出,以保证安全隔离,便于维护检修下级电器设备。真空断路器仍需符合GB 14048.2—2008国家标准。

真空断路器的动作原理详解

顾名思义,真空断路器就是采用真空灭弧室,触头被密封在真空容器中运行以及接通分断电路。20世纪初,人们发现真空间隙具有很高的介质强度。在真空中只要几毫米的间隙就能耐受几万伏的电压。因而国外首先制造出高压真空断路器。但当时由于密封、材料放气、慢性漏气问题没有解决,以致难以推广,直到20世纪初,随着电力电子技术和材料冶金学的发展,触头材料取得了初步解决,真空工艺技术有了显著的发展,才制出了能适用的高压真空断路器。发展低压真空断路器至20世纪初才开始。

真空断路器的优势是高电压、低分断电流,而低压真空断路器正好相反,特点是电压低、分断电流大,其短路分断能力要求20~100kA,这就对低压真空断路器的发展提出了难题。特别是要设计大额定电流4000~6300A,高短路分断能力尚有难度。要解决这一难题,必须解决真空灭弧室的散热问题、发热问题和分断大短路电流问题,为此,要研制适用的新型结构和触头材料。对触头材料的要求大致如下:①大的分断电流能力,要求材料耐磨,低飞溅,低蒸发;②可靠的抗熔焊性能;③高的电导率热导率,这一要求往往受抗熔焊性制约;④低的电弧烧损率,耐磨性好;⑤低的截流值。分断短路电流后过电压要小。

真空断路器的触头开距只要3~4mm,超程为2mm。真空灭弧室(俗称真空泡)内部压为1.33×10-3Pa,灭弧室外壳采用陶瓷,现在已能做到20年内保证内部真空度

灭弧室中的触头为平板式接触,真空断路器如图8-9所示,内部这种接触必能产生电动斥力。需施加外力才能保证它能分断短路电流。这种外力由触头弹簧和电动补偿提供。其电动力补偿回路示意图如图8-10所示。

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图8-9 真空断路器

1—静导电杆 2—静触头 3—动触头 4—动导电杆(www.xing528.com)

真空断路器除真空灭弧室外,其余部分结构均和万能式断路器相同,可以做到同样的保护特性,满足选择性保护要求。

真空断路器的主要特点是无爆炸危险、无污染、噪声低,适用于环境恶劣的场合。

由于真空断路器的触头密封在陶瓷真空灭弧室中,看不见触头是否接通或隔离,宜采用抽屉式结构,对隔离有怀疑时,可将断路器拉出,以保证安全隔离,便于维护检修下级电器设备。

真空断路器仍需符合GB 14048.2—2008国家标准。

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图8-10 电动力补偿回路示意图

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