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        真空斷路器的滅弧原理及其滅弧技術介紹發布時間:2018-8-23?|?來源:上海上碩電氣有限公司

        真空斷路器滅弧原理:

        1、真空滅弧室中電弧的點燃是由于真空斷路器剛分瞬間,觸頭表面蒸發金屬蒸汽,并被游離而形成電弧造成的。真空滅弧室中電弧弧柱壓差很大,質量密度差也很大,因而弧柱的金屬蒸汽(帶電質點)將迅速向觸頭外擴散,加劇了去游離作用,加上電弧弧柱被拉長、拉細,從而得到更好的冷卻,電弧迅速熄滅,介質絕緣強度很快得到恢復,從而阻止電弧在交流電流自然過零后重燃。

        2、交流真空電弧在電流過零點熄滅。觸頭間的附加磁場保證在電弧熄滅前不發生收縮,觸頭間的距離保證電弧熄滅后不發生重燃。一般燃弧時間持續5-15ms。

        3、直流真空電弧的熄滅比較復雜,直流電弧沒有過零點,因此需要熄滅直流電弧必須人為制造電流過零點。一般是在直流斷路器主回路中并聯電容,讓電容器反向放電來達到電流強制過零的目的。

        真空斷路器滅弧技術研究方向:

        1、提高真空滅弧室絕緣耐受能力的措施:

        真空斷路器要向高電壓使用領域發展,提高真空滅弧室斷口極間絕緣耐受能力制成額定電壓較高的單獨斷口真空滅弧室的經濟意義是巨大的,不但可減少串聯斷口的數量,而且使斷路器結構簡單,從而提高了設備可靠性并使設備造價亦相應降低。提高單斷口真空滅弧室的絕緣耐受能力主要在下列三方面采取措施。

        2、真空滅弧室內觸頭間耐壓強度的提高:

        前面以說過,在滅弧室內部高度真空的情況下,觸頭間存在的氣體非常稀少,不會受極間電壓而產生游離,但極間發生擊穿是客觀存在,從而產生幾種真空絕緣破壞機理的解釋。真空間隙實際擊穿時,有可能是幾種機理同時發生作用,而且擊穿途徑中總是有游離氣體存在,這是由施加電壓后產生的金屬蒸汽或觸頭釋放了所吸附的氣體提供的?;诖它c出發,采取下列措施以提高真空滅弧室觸頭間隙的耐壓性能:

        (1)選擇熔點或沸點高,熱傳導率小,機械強度和硬度大的觸頭材料;

        (2)預先向觸頭間隙施加高電壓,使其反復放電,使觸頭表面附著的金屬或絕緣微粒熔化,蒸發,即所謂"老煉處理";

        (3)清除吸附在觸頭或滅弧室表面上的氣體,即進行加熱脫氣處理;

        (4)選擇合適的觸頭形狀,改善觸頭的電場分布。

        3、提高開斷電流后觸頭極間的絕緣恢復速度:

        通常斷路開斷電流成功的關鍵在于電弧電流過零后,觸頭間隙絕緣恢復速度快于觸頭間隙間的暫態恢復電壓速度,就不會發生重燃而達到成功開斷。真空滅弧室開斷電流時,電弧放出的金屬蒸汽在電弧電流過零時會迅速擴散,遇到觸頭或屏蔽罩表面會立即凝結。因此欲求在開斷電流相應的觸頭尺寸,材質,形態,觸頭間隙以及電流開斷時產生的金屬蒸汽密度,帶電粒子密度等影響因素進行反復實驗取得試驗數據作分析研究。發現觸頭直徑越大且觸頭間隙越小,電流開斷后的絕緣強度恢復越快;縱向磁場觸頭結構的采用,有極為良好的弧后絕緣恢復特性。

        4、提高真空滅弧室的外部絕緣:

        真空滅弧室的外部表面,如處于正常的大氣之中,則絕緣耐壓是很低的,不能適合高電壓條件下使用,隨著真空斷路器向高電壓,小型化方向發展,對真空滅弧室外部表面采取下列強化措施:

        (1)用環氧樹脂絕緣包裹真空滅弧室陶瓷外殼表面,環氧樹脂具有高絕緣性能,其沖擊電壓為50kV/mm,工頻耐壓為30kV/mm,而且其制品機械強度高,澆注加工性能好,可以較容易成型復蓋于陶瓷外殼表面,從而達到滅弧室外表面絕緣強化的目的。并提高了耐污性能,使所需對地絕緣更趨合理化。戶外真空斷路則往往采用帶有裙邊的硅膠外套作管,復蓋于陶瓷外殼的表面,具有更好的抗霧閃性能,但機械強度則不如環氧樹脂制間。

        (2)將真空滅弧室置于SF6氣體之中,使陶瓷外殼為SF6氣體所包圍,由于SF6氣體只起絕緣作用,其充氣壓力一般是不高的。

        本文來源:上海上碩電氣有限公司 http://www.3giran.com/




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