真空断路器工作原理

ZN65-12户内高压真空断路器

一．　概述　

断路器作为配电线路中的一个重要元件，承担着线路电力的接通、切断、故障保护

等功能。真空断路器以其绝缘强度高，熄弧能力强，没有火灾和爆炸危险等诸多优点而

受到电力部门的完全认可，在７．２ｋＶ～１２ｋＶ范围内，真空断路器以占绝对优势，并在很

短的时间内会完全取代油（或少油）断路器。

九十年代以来，国外著名的公司纷纷推出新一代１２ｋＶ真空断路器，如德国ＳＩＥＭＥＮＳ

公司推出的３ＡＨ１～３ＡＨ５系列真空断路器，ＡＢＢ公司推出的ＶＤ４型真空断路器，日本三菱

公司推出的ＶＫ型真空断路器等等。它们显著的特点是：可靠性大为提高，尺寸小巧，

外观精美，适合目前电力行业的发展要求。　

随着我国电力事业的大力发展，市场迫切需要在性能、可靠性、外观上接近但价格

明显低于国外同类产品的真空断路器。根据这一趋势，我厂根据我国电力行业的要求和

国际上真空断路器技术发展的最新发展趋势自行研制开发的ＺＮ６５Ａ－１２型新一代系列户

内交流真空断路器，并通过甘肃省经济贸易委员会组织的专家鉴定。本断路器可以使用

在交流50Hz（60Hz），12kV及以下的电力系统中。

ZN65A –12系列户内高压真空断路器符合GB1984、DL403、GB/T11022、IEC56等

标准规定，并在国家高压电器质量监督检验中心和KEMA试验站通过了严格的型式试

验。　

二．　ＺＮ６５Ａ－１２／Ｔ６３０￣４０００－２０￣６３系列交流高压真空断路器技术参数

（表１）　

表１　数 值 序号 名称 单位 ZN65A-12/20 ZN65A-12/25 ZN65A-12/31.5 ZN65A-12/40 ZN65A-12/63 1 额定电压 kV 12

2 额定电流 A 630 1000 1250 1000 1250 1250 1600 2000 2500 1250 1600 2000 2500 3150 4000

1min工频耐受电压 42 3 额定绝 缘 水平 冲击耐受电压 kV 75 4 额定短路开断电流 20 25 31．5 40 63 5 额定短路关合电流（峰值） 50 63 100(80) 130(100) 160 6 额定动稳定电流（峰值） 50 63 100(80) 130(100 160 7 额定热稳定电流（有效值） kA 20 25 31．5 40 63 8 额定短路开断电流开断次数 次 50 30 20 9 额定短路开断电流的直流分量 ≥35% ≥40% 10 额定热稳定时间 s 4 数 值 序号 名称 单位 ZN65A-12/20 ZN65A-12/25 ZN65A-12/31.5 ZN65A-12/40 ZN65A-12/63 11 额定操作顺序 ★ ☆ 12 机械寿命 次 20000 10000 13 额定单个电容器组开断电流 630 14 额定背对背电容器组开断电流 A 400 15 额定及最高电压下的分闸时间 ms 45±10 16 最低操作电压分闸时间 ms 60±10 17 额定及最高电压下的合闸时间 ms 50±10 45±10 注：(1) ★ 分-0.3s-合分-180s-合分 ☆ 分-180s-合分-180s-合分

断路器原理

中文名称： 断路器

英文名称： circuit-breaker;circuit breaker

定 义 1：

能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件(包括短路条件)下的电流的开关装置。

所属学科：

电力（一级学科）；变电（二级学科）

定 义 2：

用以切断或关合高压电路中工作电流或故障电流的电器。

所属学科：

水利科技（一级学科）；水力发电（二级学科）；水电站电气回路及变电设备（三级学科）

断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。

低压断路器又称自动开关，俗称＂空气开关＂也是指低压断路器，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的应用。

分类

按操作方式分：有电动操作、储能操作和手动操作。

按结构分：有万能式和塑壳式。

按使用类别分：有选择型和非选择型。

按灭弧介质分：有油浸式、真空式和空气式。

按动作速度分：有快速型和普通型。

按极数分：有单极、二极、三极和四极等。

按安装方式分：有插入式、固定式和抽屉式等。

高压断路器(或称高压开关)是发电厂、变电所主要的电力控制设备,具有灭弧特性,当系统正常运行时,它能切断和接通线路以及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,它和继电保护配合,能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围。因此,高压断路器工作的好坏,直接影响到电力系统的安全运行；高压断路器种类很多，按其灭弧的不同，可分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等

真空断路器工作原理

真空断路器工作原理与其他断路器相比之是灭弧介质不同罢了，真空不存在导电介质，使电弧快速熄灭，因此该断路器的动静触头之间的间距很少。该断路器一般用于电压等级相对低的厂用电配置中！随着电力系统的迅猛发展，10KV真空断路器在我国已经大批量地生产和使用。对于检修人员来说，提高对真空断路器的认识，加强维护保养，使其安全运行，成了一个迫在眉睫的问题。

一、真空的绝缘特性

真空具有很强的绝缘特性，在真空断路器中，气体非常稀薄，气体分子的自由行程相对较大，发生相互碰撞的几率很小，因此，碰撞游离不是真空间隙击穿的主要原因，而在高强电场作用下由电极析出的金属质点才是引起绝缘破坏的主要因素。

真空间隙中的绝缘强度不仅与间隙的大小，电场的均匀程度有关，而且受电极材料的性质及表面状况的影响较大。真空间隙在较小的距离间隙（2—3 毫米）情况下，有比高压力空气与SF6 气体高的绝缘特性，这就是真空断路器的触头开距一般不大的原因。

电极材料对击穿电压的影响主要表现在材料的机械强度（抗拉强度）和金属材料的熔点上。抗拉强度和熔点越高，电极在真空下的绝缘强度越高。

实验表明，真空度越高，气体间隙的击穿电压越高，但在 10-4 托以上，就基本保持不变了，所以，要保持真空灭弧室的绝缘强度，其真空度应不低于 10-4托。

二、真空中电弧的形成与熄灭

真空电弧和我们以前学习的气体电弧放电现象有很大的差别，气体的游离现象不是产生电弧的主要因素，真空电弧放电是在触头电极蒸发出来的金属蒸汽中形成的。同时，开断电流的大小不同，电弧表现的特点也不同。我们一般把它分为小电流真空电弧和大电流真空电弧。

1、小电流真空电弧

触头在真空中开断时，产生电流和能量十分集聚的阴极斑点，从阴极斑点上大量地蒸发金属蒸汽，其中的金属原子和带电质点的密度都很高，电弧就在其中燃烧。同时，弧柱内的金属蒸汽和带电质点不断地向外扩散，电极也不断的蒸发新的质点来补充。在电流过零时，电弧的能量减小，电极的温度下降，蒸发作用减少，弧柱内的质点密度降低，最后，在过零时阴极斑消失，电弧熄灭。

我有有wuushop 真空断路器灭弧原理

真空断路器是利用真空(真空度为10-4mm汞柱以下)具有良好的绝缘性能和耐弧性能等特点，将断路器触头部分安装在真空的外壳内而制成的断路器。真空断路器具有体积小、重量轻、噪音小、易安装、维护方便等优点。尤其适用于频繁操作的电路中。

真空灭弧室中电弧的点燃是由于真空断路器刚分瞬间，触头表面蒸发金属蒸汽，并被游离而形成电弧造成的。真空灭弧室中电弧弧柱压差很大，质量密度差也很大，因而弧柱的金属蒸汽（带电质点）将迅速向触头外扩散，加剧了去游离作用，加上电弧弧柱被拉长、拉细，从而得到更好的冷却，电弧迅速熄灭，介质绝缘强度很快得到恢复，从而阻止电弧在交流电流自然过零后重燃。

真空灭弧室是真空断路器的灭弧和绝缘部件。主要有动触头、静触头、动端跑弧面、动端法兰、静端法兰、瓷柱、不锈钢支撑法兰、屏蔽罩、动静导电杆、玻壳和波纹管等，经过清洗由玻璃封装、真空焊、亚弧焊、排气等工艺程序处理后封装而成。各主要零部件均密封在玻壳中，玻壳不仅通过动静法兰起到密封作用，还能起到绝缘作用。波纹管系一动态密封的弹性元件，通过真空灭弧室在操动机构的作用下可完成分合闸动作，而又不会破坏其真空度。

我有有wuushop 真空灭弧室制造成一个整体，不能拆装，损坏后应整体更换。

真空电弧的熄灭是基于利用高真空介质（一般为压强低于10-4mm汞柱的稀薄气体）的绝缘强度及在这种气体中的电弧生成物（带电粒子和金属蒸汽）具有极高的扩散速度，在电弧电流过零后，触头间隙的介质强度可以迅速恢复起来的原理而实现的。燃弧过程中的金属蒸汽和带电粒子在强烈的扩散中为屏蔽罩所冷凝，带三条阿基米德螺旋槽的跑弧面使电弧电流在其流经路线上的触头间产生一个横向磁场，这时电弧电流在主触头上沿切线方向快速移动，从而降低了主触头表面的温度，减少了主触头的烧损，稳定了断路器的开断性能，提高了断路器的寿命。