1、A,1,真空滅弧室基礎(chǔ)知識(shí)介紹,A,2,主要內(nèi)容,真空滅弧室的概念、分類及工作原理 真空滅弧室的基本結(jié)構(gòu)及其主要零件的作用 真空滅弧室的封排工藝 真空滅弧室的質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn) 真空開關(guān)影響真空滅弧室性能的主要機(jī)械特性 真空開關(guān)廠家在安裝真空滅弧室時(shí)的注意事項(xiàng) 固封極柱對(duì)真空滅弧室的特殊要求 投切電容器組的特點(diǎn)及其對(duì)真空開關(guān)特性及滅弧室的要求,A,3,1、基本概念：真空、真空滅弧室、保證真空滅弧室性能的真空度 2、分類：按外殼、按用途 3、工作原理 氣體電弧 真空電弧 真空電弧的形態(tài)：擴(kuò)散型、積聚型 真空電弧的熄弧條件 小電流真空電弧的熄弧原理 大電流真空電弧的熄弧原理,真空滅弧室的概念、分類及工作原

2、理,A,4,真空滅弧室的基本結(jié)構(gòu)及其主要零件的作用,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,1-動(dòng)導(dǎo)電桿 2-導(dǎo)向套 3-波紋管 4-動(dòng)蓋板 5-波紋管屏蔽罩 6-瓷殼 7-屏蔽筒 8-觸頭系統(tǒng) 9-靜導(dǎo)電桿 10靜蓋板,A,5,橫向磁場(chǎng)觸頭：螺旋槽、杯狀、萬(wàn)字槽。,圓柱形觸頭,縱向磁場(chǎng)觸頭：杯狀、線圈式、馬蹄鐵式、R 觸頭、球形觸頭,真空滅弧室的觸頭結(jié)構(gòu),A,6,真空滅弧室的封排工藝,排氣臺(tái)工藝,一次封排工藝,完全一次封排工藝,A,7,真空滅弧室的質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn),型式試驗(yàn)性能,正常使用性能,真空度,觸頭材料、觸頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu),波紋管,同軸度,真空度,波紋管,陶瓷金屬化,釬焊材料,真空爐真空度及溫度

3、均勻性,材料,波形設(shè)計(jì),表面處理,導(dǎo)電回路材料,A,8,真空開關(guān)影響真空滅弧室性能的主要機(jī)械特性,時(shí)間-行程特性曲線,分閘速度,分閘過(guò)沖、反彈及持續(xù)時(shí)間,開距,合閘速度,觸頭初壓力、終壓力,接觸行程,合閘彈跳,A,9,真空開關(guān)廠家在安裝真空滅弧室時(shí)的注意事項(xiàng),進(jìn)廠檢驗(yàn)：工頻耐壓、外觀,安裝后處理：參數(shù)調(diào)試、磨合試驗(yàn),安裝過(guò)程：潔凈、安裝力,A,10,固封極柱對(duì)真空滅弧室的特殊要求,降低發(fā)熱量,優(yōu)化電場(chǎng)分布,提高焊縫焊接強(qiáng)度，提高焊縫氣密性,增加滅弧室動(dòng)觸頭端防扭力,A,11,投切電容器組的難點(diǎn)及失敗的主要原因,難點(diǎn),失敗的主要原因,分閘后10ms內(nèi),分閘后幾十ms甚至上百ms,A,12,真空滅

4、弧室針對(duì)投切電容器組的應(yīng)對(duì)方案,提高靜態(tài)耐電壓能力,提高熄弧后耐壓能力,選擇合適的觸頭材料及觸頭制造工藝,固定合閘時(shí)觸頭的接觸面,優(yōu)化電場(chǎng)分布,加強(qiáng)內(nèi)部零件表面處理,選擇合適的老練工藝,避免零件進(jìn)爐前的氧化,減小動(dòng)靜端的不同軸度,減少真空滅弧室因分合閘振動(dòng)而在電極間隙產(chǎn)生懸浮的細(xì)小微粒,A,13,謝 謝！,A,14,氣體電弧: 電弧或弧光放電是氣體放電的一種形式。放電在性質(zhì)上和外觀上是各種各樣的。在正常狀態(tài)下，氣體有良好的電氣絕緣性能。但當(dāng)在氣體間隙的兩端加上足夠強(qiáng)的電場(chǎng)時(shí)，就可以引起電流通過(guò)氣體，這種現(xiàn)象稱為放電。 放電現(xiàn)象與氣體的種類和壓強(qiáng)、電極的材料和幾何形狀、兩極間的距離以及加在間隙兩

5、端的電壓等因素有關(guān)。例如在正常狀態(tài)下，給氣體間隙兩端的電極加電壓到一定程度時(shí)，空氣中游離的電子在電場(chǎng)作用下高速運(yùn)動(dòng)，與氣體分子碰撞后產(chǎn)生較多的電子和離子。新生的電子和離子又同中性原子碰撞，產(chǎn)生更多的電子和離子，使氣體開始發(fā)光，兩電極變?yōu)闊霟?，電流迅速增大。這種性質(zhì)上的轉(zhuǎn)變稱為氣體間隙的擊穿，其所需的電壓稱為擊穿電壓。這時(shí)，由于電場(chǎng)的支持，放電并不停止，故稱為自持放電。電弧則是氣體自持放電的一種形式。電弧具有電流密度大和陰極電位降低的特點(diǎn)。,A,15,真空電?。?在真空環(huán)境中，氣體非常稀薄，真空度高于 1.33x10-2Pa 時(shí)氣體分子極少。在1.33x10-2Pa 的真空中，每立方厘米空間中含

6、有的氣體分子數(shù)僅為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓環(huán)境下的千萬(wàn)分之一。在這樣稀薄的氣體中即使真空間隙中存在電子，它們從一個(gè)電極飛向另一個(gè)電極時(shí)，也很少有機(jī)會(huì)與氣體分子碰撞造成真空間隙的電擊穿。 真空中電極間電弧是這樣產(chǎn)生的：當(dāng)觸頭行將分離前，觸頭上原先施加的接觸壓力開始減弱，動(dòng)靜觸頭間的接觸電阻開始增大，由于負(fù)荷電流的作用，發(fā)熱量增加。在觸頭剛要分離瞬間，動(dòng)靜觸頭之間僅靠幾個(gè)尖峰聯(lián)系著，此時(shí)負(fù)荷電流將密集收縮到這幾個(gè)尖峰橋上，接觸電阻急劇增大，同時(shí)電流密度又劇增，導(dǎo)致發(fā)熱溫度迅速提高，致使觸頭表面金屬產(chǎn)生蒸發(fā)。同時(shí)微小的觸頭距離下也會(huì)形成極高的電場(chǎng)強(qiáng)度，造成強(qiáng)烈的場(chǎng)致發(fā)射，間隙擊穿，繼而形成真空電弧。真空電弧一旦形

7、成，就會(huì)出現(xiàn)電流密度在104A/cm2 以上的陰極斑點(diǎn)，使陰極表面局部區(qū)域的金屬不斷熔化和蒸發(fā)，以維持真空電弧。在電弧熄滅后，電極之間與電極周圍的金屬蒸氣迅速擴(kuò)散，密度快速下降直到零，觸頭間恢復(fù)高真空絕緣狀態(tài)。,A,16,擴(kuò)散型真空電弧： 當(dāng)真空電弧電流不大時(shí)，對(duì)于銅電極來(lái)說(shuō)一般不超過(guò) 78KA，陰極斑點(diǎn)將不停地運(yùn)動(dòng)，通常是由電極中心向邊緣運(yùn)動(dòng)。當(dāng)陰極斑點(diǎn)到達(dá)邊緣，就會(huì)突然熄滅，在電極中心又會(huì)繼續(xù)不斷地產(chǎn)生新的陰極斑點(diǎn)。如果電流保持不變，陰極表面存在的陰極斑點(diǎn)數(shù)基本上維持不變。當(dāng)電弧電流增大或減小時(shí)，陰極斑點(diǎn)也隨之增加或減少。這種存在許多陰極斑點(diǎn)的真空電弧，隨著陰極斑點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)不斷地向四周擴(kuò)散，

8、所以叫擴(kuò)散型真空電弧。見圖 集聚型真空電?。?當(dāng)真空電弧電流很大時(shí)，如對(duì)銅電極而言，當(dāng)電弧電流超過(guò) 10KA 時(shí)，電弧的外形將突然發(fā)生變化，陰極斑點(diǎn)不再向四周作擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，而是相互吸引，結(jié)果所有的陰極斑點(diǎn)都聚集成一個(gè)斑點(diǎn)團(tuán)，陰極斑點(diǎn)團(tuán)的直徑可達(dá) 12CM。此時(shí)陽(yáng)極上出現(xiàn)了陽(yáng)極斑點(diǎn)，陰極表面和陽(yáng)極表面均有強(qiáng)烈的光柱，陰極光柱與陽(yáng)極光柱自由地向電極的四周擴(kuò)散成為數(shù)條連續(xù)的閃光，有時(shí)偶爾也與電極平行。真空電弧一旦聚集，陰極斑點(diǎn)與陽(yáng)極斑點(diǎn)便不再移動(dòng)或以很緩慢的速度運(yùn)動(dòng)，陽(yáng)極和陰極表面被局部強(qiáng)烈加熱，導(dǎo)致嚴(yán)重熔化，這種真空電弧叫做集聚型真空電弧。見圖,A,17,真空電弧的熄弧條件： 真空電弧是依靠電極不斷

9、地產(chǎn)生金屬蒸汽來(lái)維持的，因此，要熄滅真空電弧必須將電弧電流減小到一定程度，不足以維持電弧的時(shí)候才有可能將其熄滅。在交流情況下，真空電弧電流有很多個(gè)過(guò)零的時(shí)刻，這就給出了熄弧的條件；在直流情況下，必須設(shè)置一個(gè)電力轉(zhuǎn)向裝置，使直流真空電弧電流有一個(gè)過(guò)零的機(jī)會(huì)，以創(chuàng)造一個(gè)同樣的熄弧條件。 真空滅弧室切斷交流真空電弧成功與否，與觸頭之間弧區(qū)電流過(guò)零前的金屬蒸汽濃度密切相關(guān)。當(dāng)電流過(guò)零前弧區(qū)的金屬蒸汽濃度很小時(shí)，電弧在電流過(guò)零時(shí)不足以維持便熄滅；反之當(dāng)電流過(guò)零前弧區(qū)的金屬蒸汽濃度很大，在電流過(guò)零時(shí)仍足以維持，電弧便不會(huì)熄滅。金屬蒸汽來(lái)自觸頭的電弧斑點(diǎn)，電弧斑點(diǎn)和金屬蒸汽都隨著電弧電流瞬時(shí)值的增減而變化。

10、電弧電流過(guò)零點(diǎn)前一小段時(shí)間里，觸頭間金屬蒸汽濃度降低的速度取決于電弧斑點(diǎn)的冷卻時(shí)間常數(shù)。,A,18,小電流真空電弧的熄弧原理： 小電流真空電弧是一種擴(kuò)散型電弧。對(duì)于擴(kuò)散型電弧，它只有陰極斑點(diǎn)而無(wú)陽(yáng)極斑點(diǎn)，各分支電弧均布于觸頭表面上且處于移動(dòng)狀態(tài)。所以觸頭表面電弧斑點(diǎn)熔區(qū)的面積小，深度淺，熱慣性小，其冷卻時(shí)間常數(shù)僅有數(shù)微秒，有足夠的時(shí)間讓陰極斑點(diǎn)冷卻，因此金屬蒸汽濃度低。金屬蒸汽在溫差、濃度差和壓力差的作用下迅速向弧區(qū)外擴(kuò)散。這樣，當(dāng)電弧電流過(guò)零時(shí)，電弧便不能維持而熄滅。 大電流真空電弧的熄弧原理： 大電流真空電弧是一種集聚型真空電弧。集聚型電弧會(huì)產(chǎn)生陽(yáng)極斑點(diǎn)，從而導(dǎo)致電極的嚴(yán)重熔化，并產(chǎn)生過(guò)量的金屬蒸汽。在真空滅弧室分?jǐn)喙ゎl交流電弧時(shí)，電流過(guò)零后，這些過(guò)量的金屬蒸汽在電極間還將持續(xù)一段時(shí)間，電極間的介質(zhì)恢復(fù)速度降低，從而很可能導(dǎo)致真空滅弧室的分?jǐn)嗍?。因此，為了熄滅大電流真空電弧，必須要采取一定措施，避免?yáng)極斑點(diǎn)的產(chǎn)生，從而避免產(chǎn)生過(guò)量的金屬蒸汽。為了能開斷 10KA 及以上的短路電流，設(shè)計(jì)時(shí)采取了在觸頭間施加橫向磁場(chǎng)或縱向磁場(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)真空滅弧室開斷大電流的功 能。,A,19,A,20,A,21,真空滅弧室封排工