真空滅弧室，又名真空開關(guān)管，是中高壓電力開關(guān)的核心部件。其主要工作原理是利用超高壓真空優(yōu)異的絕緣性能保持觸頭間的絕緣，通過電極的特殊設(shè)計(jì)使交流電流在過零點(diǎn)迅速熄滅從而起到開斷作用。主要應(yīng)用于交流輸配電系統(tǒng)之中起到控制和保護(hù)作用，也可用于大型電力設(shè)備的控制和保護(hù)。真空滅弧室裝配于真空開關(guān)之中，廣泛應(yīng)用于電力的輸配電控制系統(tǒng)和冶金、礦山、石油、化工、鐵路等配電系統(tǒng)。并具有節(jié)能、節(jié)材、防火、防爆、體積小、壽命長(zhǎng)、維護(hù)費(fèi)用低、運(yùn)行可靠和無污染等特點(diǎn)。
真空滅弧室按其用途、參數(shù)、開斷容量可分為斷路器用真空滅弧室、負(fù)荷開關(guān)用真空滅弧室、接觸器用真空滅弧室、重合器用真空滅弧室和分段器用真空滅弧室等。
現(xiàn)對(duì)其適用范圍、基本結(jié)構(gòu)、工作原理、使用和維護(hù)要求作簡(jiǎn)要介紹。
1.適用范圍
1.1海拔高度：一般可用于2000m，高原型產(chǎn)品可用于4300m;
1.2戶內(nèi)環(huán)境溫度：上限+40℃，下限-50℃，戶外下限-30℃;
1.3相對(duì)濕度：日平均值不大于95%，月平均值不大于90%，戶外應(yīng)有相應(yīng)防凝露措施;
1.4地震烈度：不超過8級(jí);
1.5無火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)、嚴(yán)重污染、化學(xué)腐蝕及劇烈震動(dòng)的場(chǎng)所。
2.基本結(jié)構(gòu)
2.1真空滅弧室結(jié)構(gòu)形式均由氣密絕緣外殼、導(dǎo)電回路、觸頭電極系統(tǒng)、屏蔽系統(tǒng)、波紋管等部分組成。
a.氣密絕緣系統(tǒng)
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(tǒng)。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(yán)格的操作工藝外，還要求材料本身的透氣性盡量小和內(nèi)部放氣量限制到極小值。滅弧室內(nèi)部經(jīng)嚴(yán)格工藝過程排氣，形成超高真空，并放有吸氣劑保持高真空。不銹鋼波紋管的作用不僅能將真空滅弧室內(nèi)部的真空狀態(tài)與外部的大氣狀態(tài)隔離開來，而且能使動(dòng)觸頭連同動(dòng)導(dǎo)電桿在規(guī)定的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，以完成真空開關(guān)的閉合與分?jǐn)嗖僮鳌?/span>
b.導(dǎo)電系統(tǒng)
定導(dǎo)電桿、定跑弧面、定觸頭、動(dòng)觸頭、動(dòng)跑弧面、動(dòng)導(dǎo)電桿構(gòu)成了滅弧室的導(dǎo)電系統(tǒng)。其中定導(dǎo)電桿、定跑弧面、定觸頭合稱定電極，動(dòng)觸頭、動(dòng)跑弧面、動(dòng)導(dǎo)電桿合稱動(dòng)電極，由真空滅弧室組裝成的真空斷路器，真空負(fù)荷開關(guān)和真空接觸器合閘時(shí)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)通過動(dòng)導(dǎo)電桿的運(yùn)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(wěn)定和滅弧室承受動(dòng)穩(wěn)定電流時(shí)有良好的機(jī)械強(qiáng)度，真空開關(guān)在動(dòng)導(dǎo)電桿一端設(shè)置有導(dǎo)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(dāng)真空開關(guān)分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)，滅弧室兩觸頭分離并在其間產(chǎn)生電弧，直至電流自然過零時(shí)電弧熄滅，便完成了電路的開斷。
c.屏蔽系統(tǒng)
真空滅弧室的屏蔽系統(tǒng)主要由屏蔽筒，屏蔽罩和其他零件組成。
屏蔽系統(tǒng)的主要作用是：
(1)防止觸頭在燃弧過程中產(chǎn)生大量的金屬蒸汽和液滴噴濺，污染絕緣外殼的內(nèi)壁，避免造成真空滅弧室外殼的絕緣強(qiáng)度下降或產(chǎn)生閃絡(luò)。
(2)改善真空滅弧室內(nèi)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(duì)于高電壓的真空滅弧室小型化有顯著效果。
(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斷短路電流時(shí)，電弧所產(chǎn)生的熱能大部分被屏蔽系統(tǒng)所吸收，有利于提高觸頭間的介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度。屏蔽系統(tǒng)吸收電弧生成物的量越大，說明他吸收的能量也越大，這對(duì)增加真空滅弧室的開斷容量起良好作用。
d.波紋管
真空滅弧室的波紋管主要擔(dān)負(fù)保證動(dòng)電極在一定范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)和長(zhǎng)期保持高真空的功能，并保證真空滅弧室具有很高的機(jī)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。真空開關(guān)在分合過程中，滅弧室波紋管受伸縮作用，波紋管截面上受變應(yīng)力作用，所以波紋管的壽命應(yīng)根據(jù)反復(fù)伸縮量和使用壓力來確定。 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?jǐn)啻蟮亩搪冯娏骱?，?dǎo)電桿的余熱傳遞到波紋管上，使波紋管的溫度升高，當(dāng)溫升達(dá)到一定程度時(shí)，這就會(huì)影響波紋管的疲勞強(qiáng)度。
3.工作原理
真空滅弧室是用密封在真空中的一對(duì)觸頭來實(shí)現(xiàn)電力電路的接通與分?jǐn)喙δ艿囊环N電真空器件，是利用高真空作絕緣介質(zhì)。當(dāng)其斷開一定數(shù)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(xiàn)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(qiáng)度，導(dǎo)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(dāng)交流電流接近零時(shí)，隨著觸頭間距的增大，真空電弧的等離子體很快向四周擴(kuò)散，電弧電流過零后，觸頭間隙的介質(zhì)迅速由導(dǎo)電體變?yōu)榻^緣體，于是電流被分?jǐn)?，開斷結(jié)束。
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