让我们一起了解真空断路器

真空断路器的结构

ZN63A-12户内高压真空断路器由真空灭弧室、操动机构、传动机构、底架等组成。真空灭弧由静触头、动触头、屏蔽罩、外壳、波纹管、保护杆、端盖等，如图所示。 10kV真空断路器动、静触头的断开距离一般为10～15mm。

真空灭弧室触头一般都是对接的，容易造成磁头弹跳。为防止弹跳引起的过电压，对触头的材质有特殊要求，在闭合过程中需要有足够的初压和终压。弹跳时间不应超过 2ms。

ZN63A-12户内高压真空断路器触头材质要求耐熔焊、耐电弧、低含水率、低截断等级。为了能够可靠地适应短路电流。通常，多合金用于制作触点。常用的有铜钨铋锆四元合金、铜钨镍锑四元合金以及铜碲硒、铜铋铈、铜铋铝等合金。

真空灭弧室的元器件密封在一个玻璃壳内，玻璃壳本身也起到绝缘体的作用。为了密封动态导电棒，使用了波纹管，它是一种弹性元件。通过它，真空灭弧室可以在操作机构的作用下完成分合操作，而不破坏真空度。

ZN63A-12户内高压真空断路器由于其在高真空下绝缘强度高，分流操作时触头间电弧产生的带电粒子在极稀薄气体中迅速扩散，故电弧在零位熄灭后不复燃。电弧燃烧过程中的金属蒸气和带电粒子在强烈扩散中被屏蔽层吸收和凝结。触头工作面上有三个阿基米德螺旋槽，使电弧电流在流动路线上在触头间产生横向磁场，使电弧电流在主触头上沿切线方向快速移动，从而减少触点的温度并减少触点的烧毁。

真空绝热特性

真空具有很强的绝热特性。 ZN63A-12户内高压真空断路器中，气体很稀薄，气体分子的自由行程比较大，相互碰撞的机会很小。因此，自由碰撞并不是造成真正空隙击穿的主要原因，而是电极在高强度电场作用下所使用的析出金属点是造成绝缘损坏的主要因素。

真实空间间隙中的绝缘强度不仅与间隙的大小和电场的均匀性有关，而且还受电极材料的性能和表面状况的很大影响。真正的空间间隙在小距离间隙（2—3mm）的情况下比高压空气和SF6气体具有更高的绝缘特性，这也是真空断路器触头开口普遍较小的原因。

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，气隙击穿电压越高，但在10-4盘或更多时基本保持不变。因此，为保持真空灭弧室的绝缘强度，真空度不应低于10-4格。

真空中电弧的形成与熄灭

真空电弧与我们之前了解的气体电弧放电现象有很大的不同。自由气体现象不是产生电弧的主要因素。真空电弧放电是在从接触电极蒸发的金属蒸汽中形成的。同时，电弧性能的特性也因开关电流的大小而异。我们一般分为小电流真空电弧和大电流真空电弧。

1. 低电流真空电弧

当触点在真空中断开时，会产生电流和能量集中的阴极点。大量金属蒸气从阴极点蒸发。里面的金属原子和带电质点的密度很高，电弧在里面燃烧。同时，电弧柱中的金属蒸气和带电质点不断向外扩散，电极不断蒸发出新的质点补充。当电流过零时，电弧能量降低，电极温度下降，蒸发效果减弱，电弧柱内质量密度降低，最后在零时，阴极光斑消失，电弧熄灭了。

有时，蒸发作用不能维持电弧柱的扩散速度，电弧突然熄灭，造成截断。

2. 大电流真空电弧

当触点断开大电流时，电弧能量增加，阳极也严重升温，形成强烈的簇状电弧。同时，电力的作用也很明显。因此，对于大电流真空电弧，触点间的磁场分布对电弧的稳定性和灭弧性能具有决定性的影响。如果电流过大，超过开关电流的限制，会导致断开失败。这时候摸头发很烫，电流过零后还是蒸发了。介质难以恢复，电流不能断开。

结构

真空断路器生产厂家众多，型号繁多。按使用条件分为户内（ZnX—**）和户外（zWx—**）两种。主要由机架部分、灭弧室部分（真空泡）、操作机构部分组成。

ZN63A-12户内高压真空断路器主体由导电回路、绝缘系统、密封件和外壳组成。整体结构为三相共箱式。其中，导电回路连接进出线导电杆、进出线绝缘支座、导电夹、软连接、真空灭弧室等。

机构为电动储能，电动分闸，具有手动功能。整个结构由合闸弹簧、储能系统、过流扣、分闸线圈、手动分合闸系统、辅助开关、储能指示器等部件组成。

怎么运行的

真空断路器利用电流过零时的高真空，等离子迅速扩散并熄灭电弧，完成切断电流的目的。

作用原理

储能过程：当储能电机接通电源后，电机带动偏心轮转动，通过靠近偏心轮的滚轮带动臂板摆动，推动储能棘爪使棘轮旋转。当棘轮上的销钉与储能轴套板贴合时，两者一起运动，使挂在储能轴套上的合闸弹簧伸长。储能轴套用定位销固定，保持储能状态。同时，储能轴套上的曲柄臂推动行程，切断储能电机电源，储能爪抬起，与棘轮可靠分离。

合闸操作过程：当机构接收到合闸信号时（开关断开，储能状态），合闸电磁铁铁芯被吸下动作，拉动定位器逆时针旋转释放储能检修，合闸弹簧带动储能轴套逆时针转动，其凸轮压住传动轴套，带动压盘和摇臂将摇臂卡在半轴上，使机构闭合。此时链条装置锁住定位器，使定位牛不能逆时针方向转动，达到机构联合销售的目的，保证机构在关门位置不能关门。

分流操作过程：断路器合闸后，分流电磁铁收到信号。铁芯吸合，脱模器中的顶杆向上运动，使脱模轴旋转，带动顶杆向上运动，顶板移动，带动半轴逆时针方向旋转。

半轴和摇臂解锁。 ZN63A-12户内高压真空断路器在分裂弹簧的作用下完成分裂操作。