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真空滅弧室的結(jié)構及工作原理

本文作者:大禹漢光 發(fā)布時間:2017-02-14

真空滅弧室

  真空滅弧室是真空開關的核心部件,真空開關的合、分操作,是通過位于真空滅弧室外的操動機構使真空滅弧室內(nèi)的一對對置觸頭閉合或分離來完成的。真空滅弧室的基本結(jié)構如上圖,其外殼由陶瓷或玻璃等無機絕緣材料制成,呈圓筒狀,兩端用金屬蓋板封接組成一個密閉容器;內(nèi)部有一對觸頭,靜觸頭固定在靜導電桿上,動觸頭固定在動導電桿上。由于動導電桿和金屬蓋板之間密封有波紋管,所以動導電桿可以沿軸向運動從而帶動觸頭完成合、分動作。為均勻內(nèi)部電場分布,在觸頭和波紋管周圍都設有屏蔽罩。真空滅弧室內(nèi)部為高真空(≤1x10-3Pa)。當動觸頭在操動機構作用下合閘時,動、靜觸頭閉合,電源與負載接通,電流流過負載。反之當動觸頭在操動機構作用下帶電分閘時,觸頭間產(chǎn)生真空電弧,真空電弧依靠觸頭上蒸發(fā)出來的金屬蒸汽維持。當工頻電流過零時,金屬蒸汽將停止蒸發(fā),同時由于真空電弧的等離子體快速向四周擴散,電弧就被熄滅,觸頭間隙很快地變?yōu)榻^緣體,于是電流就被分斷。

  真空電弧不是靠電極間氣體分子的電離來維持的,它是依靠電極材料蒸發(fā)所形成的金屬蒸汽的電離維持的。當真空滅弧室的觸頭在真空中帶電分離時,電接觸表面積迅速減小,最后只留下一個或幾個微小的接觸點(金屬橋),在金屬橋上電流密度非常大。隨著金屬橋縮小,其電流密度增大,溫度也越來越高。最后金屬橋熔化并蒸發(fā)出大量的金屬蒸汽。金屬蒸汽溫度很高,同時又存在很強的電場,這樣就會導致強烈的場致發(fā)射和金屬蒸汽的電離,從而發(fā)展成真空電弧。由于觸頭的特殊構造,可使電弧均勻分布在觸頭表面,從而減小電弧能量和觸頭的電腐蝕速度,并使真空滅弧室具有較高的弧后介質(zhì)強度恢復速度。燃弧過程中產(chǎn)生的金屬蒸汽被屏蔽罩表面冷凝,釋放的少量氣體中的一部分被凝聚的金屬蒸汽所吸收,一部分被管內(nèi)吸氣劑吸收,使真空滅弧室內(nèi)一直維持高的真空度。

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