真空斷路器的工作原理

2020-12-11 電子發燒友

真空斷路器的工作原理

陳翠 發表於 2018-09-04 17:57:41

　　真空斷路器

　　「真空斷路器」因其滅弧介質和滅弧後觸頭間隙的絕緣介質都是高真空而得名；其具有體積小、重量輕、適用於頻繁操作、滅弧不用檢修的優點，在配電網中應用較為普及。真空斷路器是3～10kV，50Hz三相交流系統中的戶內配電裝置，可供工礦企業、發電廠、變電站中作為電器設備的保護和控制之用，特別適用於要求無油化、少檢修及頻繁操作的使用場所，斷路器可配置在中置櫃、雙層櫃、固定櫃中作為控制和保護高壓電氣設備用。

　　

　　真空斷路器工作原理

　　當真空斷路器的動、靜觸頭在操作機構的作用下分閘時，觸頭間產生電弧，觸頭表面在高溫下揮發出蒸汽，由於觸頭設計為特殊形狀，在電流通過時產生一磁場，電弧在此磁場作用下沿觸頭表面切線方向快速運動，在金屬圓筒（屏蔽罩）上凝結了部分金屬蒸汽，電弧在自然過零時就熄滅了，觸頭間的介質強度又迅速恢復起來。

　　1、合閘過程：當操動機構的合閘線圈通電，合閘鐵芯被吸合，通過拐臂及連杆使真空滅弧室的動導電桿運動，將斷路器合閘。

　　2、分閘過程：當操動機構的分閘線圈通電，分閘鐵芯被吸合，使鎖口釋放，斷路在分閘彈簧的作用下迅速分斷。

　　3、滅弧過程：真空斷路器的動靜觸頭上開有螺旋槽，使在電弧的軸向上外加一橫向磁場，當驅動電弧（對於大容量的真空斷路器為縱向磁場），使電弧高速旋轉，避面觸頭過熱。

　　真空斷路器的動作原理

　　操作機構如圖

　　

　　此機構為電動儲能，電動分合閘，同時具有手動功能。整個結構由合閘彈簧，儲能系統，過流脫扣器，分合閘線圈，手動分合閘系統，輔助開關，儲能指示等部件組成。

　　真空斷路器利用高真空中電流流過零點時，等離子體迅速擴散而熄滅電弧，完成切斷電流的目的。

　　動作原理

　　1、儲能過程

　　當儲能電機14接通電源時，電機帶動偏心輪轉動，通過緊靠在偏心輪上的滾子10帶動拐臂9及連板7擺動，推動儲能棘爪6擺動，使棘輪11轉動，當棘輪11上的銷與儲能軸套32的板靠住以後，二者一起運動，使掛在儲能軸套上32上的合閘彈簧21拉長。儲能軸套32由定位銷13固定，維持儲能狀態，同時，儲能軸套32上的拐臂推動行程開關5切斷儲能電機14的電源，並且儲能棘爪被抬起，與棘輪可靠脫離。

　　2、合閘操作過程

　　當機構接到合閘信號後（開關處於斷開，已儲能狀態），合閘電磁鐵15的鐵心被吸向下運動，拉動定位件13向逆時針方向轉動，解除儲能維持，合閘彈簧21帶動儲能軸套32逆時針方向轉動，其凸輪壓動傳動軸套30，帶動連板29及搖臂27運動，使搖臂27扣住半軸25，使機構處於合閘狀態。此時，連鎖裝置28鎖住定位件，使定位牛不能逆時針方向轉動，達到機構聯銷的目的，保證了機構在合閘位置不能合閘操作。

　　3、分閘操作過程

　　斷路器合閘後，分閘電磁鐵接到信號，鐵芯吸合，分閘脫扣器19中的頂杆向上運動，使脫扣軸16轉動，帶動頂杆18向上運動，頂動彎板26並帶動半軸25向反時針方向轉動。半軸25與搖臂27解扣，在分閘彈簧的作用下，斷路器完成分閘操作。

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