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标题：真空断路器工作原理


本文借助于有限元分析软件ANSYS对不同压强下的真空断路器灭弧室屏蔽罩及其周围电场进行仿真分析，并通过模拟灭弧室真空测量实验对分析结果进行验证，借此探索出真空断路器灭弧室内真空度与灭弧室外电场电位间的对应
标题：高压真空断路器的工作原理及应用
高压真空断路器的工作原理及应用


真空灭弧室技术初是在1960年推出的。但它仍然是一项发展中的技术。随着时间的推移，由于该工程领域的技术发展不同，高压真空断路器的尺寸从1960年代初开始减小。

高压真空断路器的构造
高压真空断路器包括在中心对称布置的陶瓷绝缘体中的钢制电弧室。真空断路器内的压力保持在10 -4 -4托以下。
用于载流触点的材料在高压真空断路器的性能中起重要作用。铜铋或铜铬合金是制造VCB接触的理想材料。

从上图中可以看出，高压真空断路器由固定触头，动触头和真空断路器组成。动触头通过不锈钢波纹管连接到控制机构。电弧屏蔽罩支撑在绝缘壳体上，使得它们覆盖在这些屏蔽罩上并防止冷凝在绝缘壳体上。由于真空室的密封，消除了泄漏的可能性，因为玻璃容器或陶瓷容器用作外绝缘体。
高压真空断路器的工作原理




高压真空断路器中的电弧中断与其他类型的断路器不同。触点的分离导致释放填充在接触空间中的蒸汽。它包含从接触材料中释放的正离子。蒸汽密度取决于电弧中的电流。当电流减小时，蒸汽释放速率降低，并且在电流为零之后，如果蒸汽密度降低，则介质恢复其介电强度。
当要中断的电流在真空中非常小时，电弧具有多个平行路径。总电流被分成许多平行电弧，它们相互排斥并在接触表面上扩散。这被称为扩散弧，可以很容易地中断。
在高电流值时，电弧集中在一个小区域。它导致接触表面的快速蒸发。如果电弧保持在扩散状态，则可以中断电弧。如果从接触面快速移除，则电弧将重新触发。
高压真空断路器中的电弧消光很大程度上受到触点的材料和形状以及考虑金属蒸汽的技术的影响。电弧的路径保持移动，因此任何一点的温度都不会很高。
在后的电弧中断之后，真空强度迅速增加，这是真空断路器所特有的。它们适用于电容器切换，因为它可以提供无重复性能。在自然电流为零之前中断小电流，这可能导致斩波，其电平取决于接触材料。
高压真空断路器的优点
真空提供的绝缘强度。因此，它具有比任何其他介质更优异的灭弧性能。
真空断路器使用寿命长。
与油路断路器（OCB）或鼓风断路器（ABCB）不同，避免了真空断路器的爆炸。这增强了操作人员的安全性。
没有火灾危险
真空断路器运行速度快，非常适合故障排除。真空断路器适合重复操作。
真空断路器几乎不需要维护。
没有气体排放到大气和无噪音操作。
VCB的缺点
VCB的主要缺点是在超过38千伏的电压下是不经济的。
在更高的电压下，断路器的成本变得过高。这是因为在高电压（高于38kV）下，需要多于两个数量的断路器串联连接。
此外，如果少量生产，真空断路器的生产是不经济的。
真空断路器的应用
如今，真空断路器被认为是中压开关设备的电流中断技术。与其他断路器技术相比，它需要少的维护。
该技术主要适用于中压应用。对于更高电压的真空技术已经开发出来，但它在商业上是不可行的。真空断路器用于金属包覆开关设备以及瓷壳式断路器。