东北农大变电工程设计课件第2章 电气设备-12真空灭弧室的基本结构

真空灭弧室的基本结构真空断路器主要由真空灭弧室、支架和操动机构三部分组成。真空灭弧室是真空断路器的核心元件，具有开断、导电和绝缘的功能，主要由绝缘外壳、动静触头、屏蔽罩和波纹管组成。真空灭弧室的性能主要取决于触头材料和结构，还与屏蔽罩的结构、灭弧室的材质以及制造工艺有关。一、真空灭弧室的基本结构1.绝缘外壳：既是真空容器，又是动静触头间的绝缘体。作用：支持动静触头和屏蔽罩等金属部件，与这些部件气密地焊接在一起，以确保灭弧室内的高真空度。绝缘外壳材料：硬质玻璃、氧化铝陶瓷或微晶玻璃。一、真空灭弧室的基本结构2.触头：既是关合时的通流元件，又是开断时的灭弧元件。触头材料：铜铋合金和铜铬合金。触头的结构形式：采用对接式结构，有三种类型，即平板触头、横向磁场触头和纵向磁场触头，如图所示。这些触头的共同特点是利用磁场力使真空电弧很快地运动，防止在触头上产生需要长时间冷却的受热区域。一、真空灭弧室的基本结构（a）平板触头；（b）杯状触头（横磁场）；（c）螺旋触头（横磁场）；（d）纵磁场触头；（e）纵磁场触头平板触头:如图（a）所示，现已被淘汰，使用较多的是横向磁场触头和纵向磁场触头。一、真空灭弧室的基本结构横向磁场触头：利用电流流过触头时产生的横向磁场驱使电弧在触头表面运动的触头。主要类型有螺旋触头(用于开断小于40kA的电流，近年来趋于淘汰)如图（c）所示和杯状触头(可以开断40kA以上的电流)如图（b）所示。一、真空灭弧室的基本结构纵向磁场触头：利用在磁场间隙中呈现的纵向磁场来提高开断能力的触头。适合开断大电流的需要，其开断电流可以达到70kA，在实验室已高达200kA。纵向磁场触头分为线圈型触头和杯状触头，如图（d）、（e）所示。一、真空灭弧室的基本结构动、静触头分别焊在动、静导电杆上，用波纹管实现密封。动触头位于灭弧室的下部，在机构驱动力的作用下，能在灭弧室内沿轴向移动，完成分、合闸。在与动触头连接的导电杆周围和外壳之间装有导向管。用以保证动触头在上、下方向准确地运动。导向管采用低摩擦力的绝缘材料制作。一、真空灭弧室的基本结构3．屏蔽罩屏蔽罩种类：主屏蔽罩、波纹管屏蔽罩和均压屏蔽罩。屏蔽罩的材料：采用铜或钢制成，要求具有较高的热导率和优良的凝结能力。一、真空灭弧室的基本结构主屏蔽罩：装设在触头的周围，一般固定在绝缘外壳内的中部。波纹管屏蔽罩：包在波纹管的周围，防止金属蒸汽溅落在波纹管上，影响波纹管的工作和降低其使用寿命。均压屏蔽罩：装设在触头附近，用于改善触头间的电场分布。3．屏蔽罩一、真空灭弧室的基本结构防止燃弧过程中触头间产生的大量金属蒸汽和金属颗粒喷溅到绝缘外壳的内壁，导致外壳的绝缘强度降低或闪络。改善灭弧室内部电场的均匀分布，降低局部电场强度，提高绝缘性能，有利于促进真空灭弧室小型化。3．屏蔽罩一、真空灭弧室的基本结构吸收部分电弧能量，冷却和凝结电弧生成物，有利于提高电弧熄灭后间隙介质强度的恢复速度，这对于增大灭弧室的开断能力起到很大作用。3．屏蔽罩一、真空灭弧室的基本结构用于保证动触头在一定行程范围内运动时，不破坏灭弧室的密封状态。材料：通常采用不锈钢。结构：液压成形和膜片焊接两种。4．波纹管一、真空灭弧室的基本结构波纹管是真空灭弧室中最易损坏的部件，真空断路器触头每分合一次，波纹管便产生一次机械变形，长期频繁和剧烈的变形容易使波纹管因材料疲劳而损坏，其金属的疲劳寿命，决定了真空灭弧室的机械寿命。4．波纹管一、真空灭弧室的基本结构