真空断路器(真空断路器工作原理)
1.真空断路器工作原理
原发布者：张艳翃
断路器又叫空气开关，是一种很基本的低压电器，断路器具有过载、短路和欠电压保护功能，能保护线路和电源的能力。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，所以获得了广泛的应用。一旦房屋配线中的电流流量过大，这种简单的电路装置就会切断电源，直至故障被排除。如果没有断路器（或其替代品——保险丝），家庭用电就会非常不方便，原因在于，仅仅是线路问题和设备故障就可能会造成火灾和其他事故。 断路器分为万能式断路器和塑料外壳式断路器两大类，目前我国万能式断路器主要生产有DWl5、DWl6、DWl7(ME)、DW45等系列，塑壳断路器主要生产有DZ20、CMl、TM30等系列。 断路器类型及其工作原理： 基本型： 最简单的电路保护装置是保险丝。保险丝只是一根很细的导线，加上一个保护套之后接入电路。电路闭合后，所有电流必须流经保险丝——保险丝处的电流与同一电路上其他各点的电流相同。设计这种保险丝，是为了让它在温度达到某一水平时能够熔断。烧毁保险丝可以造成开路，从而防止过量电流破坏房屋配线。 保险丝的问题是，它只能发挥一次作用。每当保险丝被烧断后，就必须换一个新的。断路器能起到与保险丝相同的作用，却可以反复使用。 只要电流达到危险水平，它就
2.真空断路器工作原理是什么
真空断路器工作原理
真空断路器处于合闸位置时，其对地绝缘由支持绝缘子承受，一旦真空断路器所连接的线路发生永久接地故障，断路器动作跳闸后，接地故障点又未被清除，则有电母线的对地绝缘亦要由该断路器断口的真空间隙承受；各种故障开断时，断口一对触子间的真空绝缘间隙要耐受各种恢复电压的作用而不发生击穿。因此，真空间隙的绝缘特性成为提高灭弧室断口电压，使单断口真空断路器向高电压等级发展的主要研究课题。
真空断路器：/zhenkongduanluqi/
真空度的表示方式
绝对压力低于一个大气压的气体稀薄的空间，称为真空空间，真空度越高即空间内气体压强越低。真空度的单位有三种表示方式：托（即1个mm水银柱高），毫巴（103bar）或帕（帕斯卡：Pa）。(1托=131。6Pa,1毫巴=100Pa)我们通常所说真空灭弧室内部的真空度要达10-4托是指灭弧室内的气体压强仅为"万分之一mm水银柱高"，亦即是1。31x10-2Pa。
"派森定理"亦有译为"巴申定律"，是指间隙电压耐受强度与气体压力之间的关系。图1表示派森定理的关系曲线呈"V"字形，即充气压力的增加或降低，都能提高极间间隙绝缘强度。其击穿机理至今还不清楚，因为真空灭弧室内部真空度高于10-4托，这样稀薄空气的空间，气体分子的自由行程为103mm，在真空灭弧室这么大小的容积内，发生碰撞的机率几乎是零。因此不会发生碰撞游离而使真空间隙击穿。派森定理的"V"形曲线是实验得出的，条件是在均匀电场的情况下，其间隙击穿电压Uj可表示为：
Uj=KLa
L------间隙距离；
a------间隙系数（间隙<5mm时a=1,>5mm时，a=0。5）
由派森定理的"V"形关系曲线中看出，当真空度达103托时出现拐点，拐点四周曲线变得平坦，击穿电压几乎无变化。
当真空度和间隙距离相同时，其击穿电压则随触头电极材料发生变化，电极材料机械强度高，熔点高时，真空间隙的击穿电压亦随之提高。
真空绝缘的破坏机理
前面已说过，在真空灭弧室这样高度真空度的空间内，气体分子的自由行程很大，不会发生碰撞分离而使真空间隙在高压电作用下会击穿又是客观存在，于是就有种解释真空绝缘会破坏的机理，场致发射引起击穿，微块引起击穿和微放电导致击穿。
场致发射论对真空间隙所以能发生击穿的解释
间隙电场能量集中，在电极微观表面的突出部分发生电子发射或蒸发逸出，撞击阳极使局部发热，继续放出离子或蒸汽，正离子再撞击阴极发生二次发射，相互不断积累，最后导致间隙击穿。
闻名的FowlerandNoraheim场发射电流I表达式为：
I=AE2e-B/E
式中 E------电场强度；
A------常数，与发射点的面积有关；
B------常数，与电极表面的逸出有关。
在小的间隙（<1mm）及短脉冲电压情况下，可以合理地认为真空间隙击穿是由场致发射引起的，但在长间隙及连续加压与长脉冲电压下，有的学者认为真空的击穿尚存在其它机理：
(1)阴极引起的击穿；在强电场下，由于场发射电流的焦耳发热效应，使阴极表面突出物的温度升高，当温度达到临界点时，突出物熔化产生蒸汽引起击穿。
(2)阳极引起的击穿：由于阴极发射的电子束，轰击阳极使某点发热产生熔化和蒸汽而发生间隙击穿。产生阳极引起击穿的条件与电场提高系数和间隙距离有关。
微块引起击穿的解释
假设在电极表面附着较轻松的微块，在电场作用下，微块脱落而且加速，这微块撞击对面的电极时，由于冲击发热可使其本身熔化产生蒸汽，引起击穿。
微放电导致真空间隙击穿的解释
电极的阴极表面沾污，将发生微放电现象。微放电是一种小的自抑制熄灭的电流脉冲，它的总放电电荷3107C，存在时间由50ms到几ms，放电一般发生在大于1mm的间隙中。
这些真空间隙的击穿机理表明，真空电极的材料与电极的表面状况对真空间隙的绝缘都是非常要害的因素。
真空间隙的绝缘耐受能力与在先的分合闸操作工况有关
3.真空断路器原理
真空断路器的工作原理是：
当动、静触头在操作机构的作用下分闸时，触头间产生电弧，触头表面在高温下挥发出蒸汽，由于触头设计为特殊形状，在电流通过时产生一磁场，电弧在此磁场作用下沿触头表面切线方向快速运动，在金属圆筒（屏蔽罩）上凝结了部分金属蒸汽，电弧在自然过零时就熄灭了，触头间的介质强度又迅速恢复起来。
“真空断路器”因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名；其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。 真空断路器是3~10kV,50Hz三相交流系统中的户内配电装置，可供工矿企业、发电厂、变电站中作为电器设备的保护和控制之用，特别适用于要求无油化、少检修及频繁操作的使用场所，断路器可配置在中置柜、双层柜、固定柜中作为控制和保护高压电气设备用。
4.真空断路器的结构和工作原理如何
答：结构主要有导电部分、真空灭弧室、绝缘部分、传动部分、框架和操动机构等组成。真空灭弧室主要有动静触头、屏蔽罩、动静导电杆、波纹管及外壳等部件组成为一个整体，不能拆装，损坏时应整个调换。
工作原理是：
⑴合闸过程 当操动机构的合闸线圈通电，合闸铁芯被吸合，通过拐臂及连杆使真空灭弧
室的动导电杆运动，将断路器合闸。
⑵分闸过程 当操动机构的分闸线圈通电，分闸铁芯被吸合，使锁口释放，断路在分闸弹
簧的作用下迅速分断。
③灭弧过程 真空断路器的动静触头上开有螺旋槽，使在电弧的轴向上外加一横向磁场，当驱动电弧（对于大容量的真空断路器为纵向磁场），使电弧高速旋转，避面触头过热。
5.塑壳断路器基本知识介绍
【导读】断路器大家都了解，也都见到过，甚至有一些朋友专门的从事电工工作，因此会更加熟悉。作为断路器的一种，塑壳断路器也是有它的使用优势。我们可以看到它的最大的优点就是塑壳，在绝缘方面应该是相当好的。那么塑壳断路器到底是什么？它又是怎么使用的呢？下面就让小编来具体的谈谈。
对于这种塑壳断路器我们不用解释过多的定义，因为它也是断路器当中的一种。它有它自己的工作环境与条件。下面我们就来具体的看一下：
断路器
首先我们在使用这类型的断路器的时候，要保障它周围环境的空气温度必须要在四十度以下和零下五度以上这个范围内。还要保障使用环境的空气温度在24小时内，它的平均温度不超三十五度。
其次我们要注意这样的断路器使用的地点不应该超过2000m的海拔。
断路器
再次，使用塑壳断路器的时候我们还要注意大气条件，在使用的过程中我们需要保障大气在空气温度四十度的时候，其湿度不过50%；注意低温环境的相对湿度较高；我们还需要注意在月均湿度在90%的时候在产品上会出现凝露的状况。
最后对于污染方面的限制，一般是3等极。
塑壳断路器所具有的作用是在所连接的电路里，起到接通与分断还有对额定电流承载的作用。此外它还可以在出现超负荷运动的时候，利用断路的方式来保护其他的电器。它具有很好的分断能力，还具有很强的限流特性。
断路器
我们再来说说塑壳断路器的其他的方面，首先我们知道它的外壳是塑壳，换句话说它采用塑料的绝缘体当外壳，可以有效的隔离相应的导体间的金属部分。另外该类型的断路器一般的情况下具有热磁跳脱模块，而对于大型号该类型断路器而言，都会有固态的跳脱传感器。
一旦发生短路的时候，其相应的静触头周边绝缘物会气化，可以冷却灭弧。这类型的断路器灭弧室是利用一种金属栅片的结构，相对于触头的系统还具备斥力限流的装置，这种设计的方案使断路器的分断以及限流能力大大增强。另外我们还值得一提的就是这种断路器具有复式的脱扣器。
断路器
怎么样？对于这种塑壳断路器是不是有了一点新的认识了？对于该种类的断路器来说，有的时候人们会叫它装置式的断路器，这是因为该断路器里面的所有零件一般都会被密封在外壳里面。相对于辅助触点还有欠电压脱扣器甚至是分励脱扣器这些零件都是模块化的。其结构的紧凑性也导致了该类型器件不能检修。
6.真空断路器如何使用
真空断路器处于合闸位置时，其对地绝缘由支持绝缘子承受，一旦真空断路器所连接的线路发生永久接地故障，断路器动作跳闸后，接地故障点又未被清除，则有电母线的对地绝缘亦要由该断路器断口的真空间隙承受；各种故障开断时，断口一对触子间的真空绝缘间隙要耐受各种恢复电压的作用而不发生击穿。
因此，真空间隙的绝缘特性成为提高灭弧室断口电压，使单断口真空断路器向高电压等级发展的主要研究课题。真空度的表示方式绝对压力低于一个大气压的气体稀薄的空间，称为真空空间，真空度越高即空间内气体压强越低。
真空度的单位有三种表示方式：托（即1个mm水银柱高），毫巴（103bar）或帕（帕斯卡：Pa）。 (1托=131。
6Pa,1毫巴=100Pa)我们通常所说真空灭弧室内部的真空度要达10-4托是指灭弧室内的气体压强仅为"万分之一mm水银柱高"，亦即是1。31x10-2Pa。
"派森定理"亦有译为"巴申定律"，是指间隙电压耐受强度与气体压力之间的关系。 表示派森定理的关系曲线呈"V"字形，即充气压力的增加或降低，都能提高极间间隙绝缘强度。
其击穿机理至今还不清楚，因为真空灭弧室内部真空度高于10-4托，这样稀薄空气的空间，气体分子的自由行程为103mm，在真空灭弧室这么大小的容积内，发生碰撞的机率几乎是零。 因此不会发生碰撞游离而使真空间隙击穿。
派森定理的"V"形曲线是实验得出的，条件是在均匀电场的情况下，其间隙击穿电压Uj可表示为：Uj=KLaL------间隙距离；a------间隙系数（间隙5mm时，a=0。5）由派森定理的"V"形关系曲线中看出，当真空度达103托时出现拐点，拐点附近曲线变得平坦，击穿电压几乎无变化。
当真空度和间隙距离相同时，其击穿电压则随触头电极材料发生变化，电极材料机械强度高，熔点高时，真空间隙的击穿电压亦随之提高。
