一、核心定义
10kV 真空断路器,灭弧介质为高真空腔体,依靠真空绝缘熄弧,是 10kV 配电室最主流的分合开关;负责正常负荷合闸送电、正常分闸停电,故障(短路、过载、接地)时快速跳闸切断故障回路。
二、核心设备
1.真空灭弧室:设备的核心部件,内部维持10⁻⁴~10⁻⁶Pa的超高真空,内置铜铬合金动静触头、屏蔽罩和密封波纹管,负责实现快速熄弧。
2.操动机构:主流为弹簧机构或永磁机构,驱动触头完成分合闸动作,永磁机构机械寿命可达30000次以上,分闸响应速度≤30ms。
3.支撑绝缘件:由环氧树脂或陶瓷材质构成,承担对地绝缘和结构支撑作用。
三、合闸原理
四、分闸原理
弹簧机构储能完毕,接到分闸指令,分闸线圈得电,触发机构脱扣,储能分闸弹簧释放拉力,通过连杆、绝缘拉杆拉动灭弧室内部动触头向下运动,动静触头强行分离。
五、真空断路器的灭弧原理
1.真空断路器不需要灭弧和绝缘的介质。实际上,灭弧室中不存在可被电离的物质。在任何情况下,当触头分离时,触头间的电弧通道仅仅由触头材料的金属蒸气构成。
2.电弧只能由外部能量维持,当主回路电流在自然过零点时刻消失,电弧即不能维持。在此刻,急速下降的载流密度和快速凝聚的真空金属蒸气,使触头之间迅速恢复了绝缘。真空灭弧室因此恢复了绝缘能力以及耐受系统瞬态恢复电压的能力,最终将电弧熄灭。
3.即使在很小的开距下,真空也有很高的绝缘强度,因此只要在电流过零点的数毫秒之前将真空灭弧室的触头分开,即能保证成功开断。
4.特殊设计的触头几何形状和触头材质,以及很短的燃弧时间和极低的电弧电压,使触头烧蚀程度非常低,保证了灭弧室的长寿命。此外,真空还可以防止触头被氧化和污染。