一、真空滅弧室基本結構

　　組成真空滅弧室的主要結構件為絕緣外殼、動靜蓋板、觸頭、波紋管、屏蔽罩、動靜導電桿、導向套等，分別根據相應的功用選用不同的材料，采用真空釬焊工藝將相應的零部件封接成密閉的真空腔室，借助真空優良的絕緣性能與熄弧性能，在切斷電源后能迅速熄弧并抑制電流。

　　1、結構簡圖

1—靜端蓋板 2—主屏蔽罩 3—動靜觸頭 4—波紋管

5—動端蓋板 6—靜導電桿 7—絕緣外殼 8—動導電桿

　　2、各個主要零部件的作用

　　1)絕緣外殼

　　一般選用Al2O3陶瓷管殼。Al2O3陶瓷材料具有優異電絕緣性能、較高的機械強度、高溫下不易分解與蒸發等一系列優點，即能保證真空滅弧室在生產及運行過程中的氣密性又不易損壞。

　　2)波紋管

　　波紋管是真空滅弧室中不可缺少的重要元件。是唯一可動的外殼部分，因此它的作用也稱為“動密封”。既能保證滅弧室的密封，又能借助于它來實現觸頭的相對運動，波紋管的允許伸縮量決定了所能獲得的最大觸頭開距。

　　波紋管的材料壁厚僅為0.10——0.16mm，開關在每次合分動作時都會使波紋管的波狀薄壁產生一次較大幅度的機械變形。由于劇裂而頻繁的機械變形很容易使波紋管因疲勞而損壞，最終導致滅弧室漏氣而報廢。某種程度上，波紋管的疲勞壽命也就決定了真空滅弧室的機械壽命，所以說，整個壽命期間，一定嚴禁扭傷或劃傷波紋管。

　　波紋管的疲勞壽命還和工作條件的受熱溫度有關，真空滅弧室在分斷大的短路電流后，導電桿的余熱傳遞到波紋管上，使波紋管的溫度升高，當溫升達到一定程度時，這也會影響波紋管的疲勞強度。

　　3)觸頭

　　真空滅弧室是真空開關的心臟，而觸頭則是真空滅弧室的心臟，因此觸頭材料和觸頭結構等對真空滅弧室的性能影響極大。

　　①觸頭材料主要從開斷能力、耐受電壓能力、抗電腐蝕性、抗熔焊能力、截流值、含氣量等方面來選擇。目前斷路器用真空滅弧室的觸頭材料大都采用銅鉻合金，銅與鉻各占 50%。

　　②觸頭結構對滅孤室的開斷能力有很大影響。采用不同結構觸頭產生的滅弧效果有所不同的，早期采用簡單的圓柱形觸頭，結構雖簡單，但開斷能力不能滿足斷路器的要求，僅能開斷10kA以下電流，目前僅有真空負荷開關、高壓真空接觸器等用真空滅弧室才采用。目前采用較多的有螺旋糟型結構觸頭、帶斜槽杯狀結構觸頭和杯狀縱磁結構觸頭三種，其中以采用杯狀縱磁結構觸頭為主。

　　4)主屏蔽罩

　　主屏蔽罩也稱為中間屏蔽罩或冷凝屏蔽罩。設置在觸頭周圍，應該正對著觸頭拉開后的燃弧區。其主要作用是可以阻擋電弧生成物四周噴濺的作用，有助于電弧熄滅后殘余等離子體的衰減，防止絕緣外殼受污染。因而主屏蔽罩對真空滅弧室的弧后介質強度恢復速度和開斷能力的提高起到很大作用。

　　5)動靜導電桿

　　一般來講，導電系統主要包括動、靜導電桿和導電塊。根據機構安裝方式不同、靜端導電有的靠靜導電桿，有的靠導電塊。動靜導電桿一端連接觸頭，另一端伸出管外與機構連接從而實現與電路連接。

　　6)動靜蓋板

　　通過動靜蓋板與瓷殼進行釬焊，形成密閉的真空腔室。

　　7)導向套

　　顧名思義，導向套是對動導電桿的運動起導向作用，盡量保證動作過程中真空滅弧室動靜端的同軸度，從而保證動靜觸頭的接觸面積。另外，導向套還可以與動導電桿做防扭設計，以防在裝配過程中扭傷波紋管。

　　二、真空滅弧室的工作原理

　　真空滅弧室內部真空度出廠標準為<1.33×10-3Pa，真空壽命為20年。

　　真空滅弧室的動導電桿與波紋管密封一起，是一可動部件，通過與操動機構連接，在操動機構帶動下，可以沿滅弧室軸向運動從而帶動滅弧室動觸頭完成合、分動作。

　　當動導電桿在操動機構帶動下合閘時，動靜觸頭閉合，電源與負載接通。當動導電桿在操動機構帶動下帶電分閘時，觸頭間產生真空電弧。

　　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，當動、定觸頭在分離的瞬間，電流收縮到觸頭剛分離的某一點或某幾點上，電極間電阻劇烈增大，溫度也迅速提高，最后金屬橋熔化并蒸發出大量的金屬蒸汽，同時形成極高的電場強度，導致劇烈的場致發射和間隙的擊穿，產生了真空電弧，真空電弧不是靠電極間氣體分子電離來維持的，而是依靠觸頭材料蒸發所形成的出來金屬蒸汽來維持。

　　當工作電流接近零時，同時觸頭間距的增大，真空電弧的等離子體很快向四周擴散，電弧電流過零后，觸頭間隙的介質迅速由導電體變為絕緣體，于是電流被分斷，開斷結束。

　　燃弧過程中產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吸收，一部分被滅弧室內的吸氣劑吸收，是真空滅弧室一直維持較高的真空度。

　　如果具有合理的觸頭結構，可以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強度的恢復速度。

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