真空斷路器工作原理

真空斷路器工作原理與其他斷路器相比之是滅弧介質不同罷了，真空不存在導電介質，使電弧快速熄滅，因此該斷路器的動靜觸頭之間的間距很少。該斷路器一般用于電壓等級相對低的廠用電配置中！隨著電力系統的迅猛發展， 10KV 真空斷路器在我國已經大批量地生產和使用。對于檢修人員來說，提高對真空斷路器的認識，加強維護保養，使其**運行，成了一個迫在眉睫的問題。本文以 ZW27 — 12 為例，簡要說明真空斷路器的原理與維修。

一、真空的絕緣特性

真空具有很強的絕緣特性，在真空斷路器中，氣體非常稀薄，氣體分子的自由行程相對較大，發生相互碰撞的幾率很小，因此，碰撞游離不是真空間隙擊穿的主要原因，而在高強電場作用下由電極析出的金屬質點才是引起絕緣破壞的主要因素。

真空間隙中的絕緣強度不僅與間隙的大小，電場的均勻程度有關，而且受電極材料的性質及表面狀況的影響較大。真空間隙在較小的距離間隙（ 2—3 毫米）情況下，有比高壓力空氣與SF6 氣體高的絕緣特性，這就是真空斷路器的觸頭開距一般不大的原因。

　 電極材料對擊穿電壓的影響主要表現在材料的機械強度（抗拉強度）和金屬材料的熔點上。抗拉強度和熔點越高，電極在真空下的絕緣強度越高，真空斷路器工作原理。

　 實驗表明，真空度越高，氣體間隙的擊穿電壓越高，但在 10-4 托以上，就基本保持不變了，所以，要保持真空滅弧室的絕緣強度，其真空度應不低于 10-4托。

二、真空中電弧的形成與熄滅

　 真空電弧和我們以前學習的氣體電弧放電現象有很大的差別，氣體的游離現象不是產生電弧的主要因素，真空電弧放電是在觸頭電極蒸發出來的金屬蒸汽中形成的。同時，開斷電流的大小不同，電弧表現的特點也不同。我們一般把它分為小電流真空電弧和大電流真空電弧。

　　1、小電流真空電弧

　　觸頭在真空中開斷時，產生電流和能量十分集聚的陰極斑點，從陰極斑點上大量地蒸發金屬蒸汽，其中的金屬原子和帶電質點的密度都很高，電弧就在其中燃燒。同時，弧柱內的金屬蒸汽和帶電質點不斷地向外擴散，電極也不斷的蒸發新的質點來補充。在電流過零時，電弧的能量減小，電極的溫度下降，蒸發作用減少，弧柱內的質點密度降低，*后，在過零時陰極斑消失，電弧熄滅。

　　有時，蒸發作用不能維持弧柱的擴散速度，電弧突然熄滅，發生截流現象。

　 2、大電流真空電弧

　　在觸頭斷開大的電流時，電弧的能量增大，陽極也嚴重發熱，形成很強的集聚型的弧柱。同時，電動力的作用也明顯了，因此，對于大電流真空電弧，觸頭間的磁場分布就對電弧的穩定性和熄弧性能有決定性的影響。如果電流太大，超過了極限開斷電流，就會造成開斷失敗。此時，觸頭發熱嚴重，電流過零以后仍然蒸發，介質恢復困難，不能斷開電流。

三、斷路器的結構和工作原理

　　真空斷路器的生產廠家比較多，型號也較繁雜。按使用條件分為戶內（ ZNx—**）和戶外（ZWx—**）兩種類型。主要由框架部分，滅弧室部分(真空泡)，和操動機構部分組成。

　　斷路器本體部分由導電回路，絕緣系統，密封件和殼體組成。整體結構為三相共箱式。其中導電回路由進出線導電桿，進出線絕緣支座，導電夾，軟連接與真空滅弧室連接而成。