完整版真空滅弧室的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

1、一、真空火孤室根本結(jié)構(gòu)組成真空滅弧室的主要結(jié)構(gòu)件為絕緣外殼、動(dòng)靜蓋板、觸頭、波紋管、屏蔽 罩、動(dòng)靜導(dǎo)電桿、導(dǎo)向套等,分別根據(jù)相應(yīng)的功用選用不同的材料,采用真空釬 焊工藝將相應(yīng)的零部件封接成密閉的真空腔室, 借助真空優(yōu)良的絕緣性能與熄弧 性能,在切斷電源后能迅速熄弧并抑制電流,1、結(jié)構(gòu)簡圖1 一靜端蓋板2一主屏蔽罩3動(dòng)靜觸頭4一波紋管5一動(dòng)端蓋板6一靜導(dǎo)電桿7一絕緣外殼8一動(dòng)導(dǎo)電桿2、各個(gè)主要零部件的作用1絕緣外殼一般選用A12O3陶瓷管殼.A12O3陶瓷材料具有優(yōu)異電絕緣性能、較高的機(jī)械 強(qiáng)度、高溫下不易分解與蒸發(fā)等一系列優(yōu)點(diǎn),即能保證真空滅弧室在生產(chǎn)及運(yùn)行 過程中的氣密性乂不易損壞.2波紋管

2、波紋管是真空滅弧室中不可缺少的重要元件.是唯一可動(dòng)的外殼局部,因此 它的作用也稱為“動(dòng)密封.既能保證滅弧室的密封,乂能借助于它來實(shí)現(xiàn)觸頭 的相對(duì)運(yùn)動(dòng),波紋管的允許伸縮量決定了所能獲得的最大觸頭開距.波紋管的材料壁厚僅為0.10 0.16mm,開關(guān)在每次合分動(dòng)作時(shí)都會(huì)使波紋 管的波狀薄壁產(chǎn)生一次較大幅度的機(jī)械變形.由于劇裂而頻繁的機(jī)械變形很容易 使波紋管因疲勞而損壞,最終導(dǎo)致滅弧室漏氣而報(bào)廢.某種程度上,波紋管的疲 勞壽命也就決定了真空滅弧室的機(jī)械壽命, 所以說,整個(gè)壽命期間,一定嚴(yán)禁扭 傷或劃傷波紋管.波紋管的疲勞壽命還和工作條件的受熱溫度有關(guān),真空滅弧室在分?jǐn)啻蟮亩?路電流后,導(dǎo)電桿的余熱傳

3、遞到波紋管上,使波紋管的溫度升高,當(dāng)溫升到達(dá)一 定程度時(shí),這也會(huì)影響波紋管的疲勞強(qiáng)度.3觸頭真空滅弧室是真空開關(guān)的心臟,而觸頭那么是真空滅弧室的心臟,因此觸頭材 料和觸頭結(jié)構(gòu)等對(duì)真空滅弧室的性能影響極大. 觸頭材料主要從開斷水平、耐受電壓水平、抗電腐蝕性、抗熔焊水平、截流 值、含氣量等方面來選擇.目前斷路器用真空滅弧室的觸頭材料大都采用銅 銘合金,銅與銘各占50%. 觸頭結(jié)構(gòu)對(duì)滅孤室的開斷水平有很大影響.采用不同結(jié)構(gòu)觸頭產(chǎn)生的滅弧效 果有所不同的,早期采用簡單的圓柱形觸頭,結(jié)構(gòu)雖簡單,但開斷水平不能 滿足斷路器的要求,僅能開斷10kA以下電流,目前僅有真空負(fù)荷開關(guān)、高 壓真空接觸器等用真空滅弧

4、室才采用.目前采用較多的有螺旋糟型結(jié)構(gòu)觸頭、 帶斜槽杯狀結(jié)構(gòu)觸頭和杯狀縱磁結(jié)構(gòu)觸頭三種, 其中以采用杯狀縱磁結(jié)構(gòu)觸 頭為主.4主屏蔽罩主屏蔽罩也稱為中間屏蔽罩或冷凝屏蔽罩.設(shè)置在觸頭周圍,應(yīng)該正對(duì)著觸 頭拉開后的燃弧區(qū).其主要作用是可以阻擋電弧生成物四周噴濺的作用,有助于 電弧熄滅后剩余等離子體的衰減,預(yù)防絕緣外殼受污染.因而主屏蔽罩對(duì)真空滅 弧室的弧后介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度和開斷水平的提升起到很大作用.5動(dòng)靜導(dǎo)電桿一般來講,導(dǎo)電系統(tǒng)主要包括動(dòng)、靜導(dǎo)電桿和導(dǎo)電塊.根據(jù)機(jī)構(gòu)安裝方式不 同、靜端導(dǎo)電有的靠靜導(dǎo)電桿,有的靠導(dǎo)電塊.動(dòng)靜導(dǎo)電桿一端連接觸頭,另一 端伸出管外與機(jī)構(gòu)連接從而實(shí)現(xiàn)與電路連接.6動(dòng)靜

5、蓋板通過動(dòng)靜蓋板與瓷殼進(jìn)行釬焊,形成密閉的真空腔室.7導(dǎo)向套顧名思義,導(dǎo)向套是對(duì)動(dòng)導(dǎo)電桿的運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用,盡量保證動(dòng)作過程中真 空滅弧室動(dòng)靜端的同軸度,從而保證動(dòng)靜觸頭的接觸面積.另外,導(dǎo)向套還可以 與動(dòng)導(dǎo)電桿做防扭設(shè)計(jì),以防在裝配過程中扭傷波紋管.二、真空滅弧室的工作原理真空滅弧室內(nèi)部真空度出廠標(biāo)準(zhǔn)為 1.33x 10-3Pa,真空壽命為20年.真空滅弧室的動(dòng)導(dǎo)電桿與波紋管密封一起,是一可動(dòng)部件,通過與操動(dòng)機(jī)構(gòu) 連接,在操動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下,可以沿滅弧室軸向運(yùn)動(dòng)從而帶動(dòng)滅弧室動(dòng)觸頭完成合、 分動(dòng)作.當(dāng)動(dòng)導(dǎo)電桿在操動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下合閘時(shí),動(dòng)靜觸頭閉合,電源與負(fù)載接通.當(dāng) 動(dòng)導(dǎo)電桿在操動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下帶電分閘

6、時(shí),觸頭間產(chǎn)生真空電弧.當(dāng)真空滅弧室的觸頭在真空中帶電別離時(shí),電接觸外表積迅速減小,當(dāng)動(dòng)、 定觸頭在別離的瞬間,電流收縮到觸頭剛別離的某一點(diǎn)或某幾點(diǎn)上,電極問電阻劇烈增大,溫度也迅速提升,最后金屆橋熔化并蒸發(fā)出大量的金屆蒸汽,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,真空 電弧不是靠電極問氣體分子電離來維持的,而是依靠觸頭材料蒸發(fā)所形成的出來 金屆蒸汽來維持.當(dāng)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(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.燃弧過程中產(chǎn)生的金屆蒸汽被屏蔽罩外表冷凝,釋放的少量氣體中的一局部 被凝聚的金屆蒸汽吸收,一局部被滅