真空滅弧室，又名真空開(kāi)關(guān)管，是中高壓電力開(kāi)關(guān)的核心部件，其主要作用是，通過(guò)管內(nèi)真空優(yōu)良的絕緣性使中高壓電路切斷電源后能迅速熄弧并抑制電流，避免事故和意外的發(fā)生，主要應(yīng)用于電力的輸配電控制系統(tǒng)，還應(yīng)用于冶金、礦山、石油、化工、鐵路、廣播、通訊、工業(yè)高頻加熱等配電系統(tǒng)。具有節(jié)能、節(jié)材、防火、防爆、體積小、壽命長(zhǎng)、維護(hù)費(fèi)用低、運(yùn)行可靠和無(wú)污染等特點(diǎn)。真空滅弧室從用途上又分為斷路器用滅弧室和負(fù)荷開(kāi)關(guān)用滅弧室，斷路器滅弧室主要用于電力部門(mén)中的變電站和電網(wǎng)設(shè)施，負(fù)荷開(kāi)關(guān)用滅弧室主要用于電網(wǎng)的終端用戶。

分類(lèi)

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按外殼分：玻璃真空滅弧室、陶瓷真空滅弧室。

按用途分：斷路器用真空滅弧室、負(fù)荷開(kāi)關(guān)用真空滅弧室、接觸器用真空滅弧室、重合器真空滅弧室、分段器用真空滅弧室及其它特殊用途真空滅弧室。

結(jié)構(gòu)形式

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主要由氣密絕緣外殼、導(dǎo)電回路、屏蔽系統(tǒng)、觸頭、波紋管等部分組成陶瓷外殼真空滅弧室。

氣密絕緣系統(tǒng)

由玻璃或陶瓷制成的氣密絕緣外殼、動(dòng)端蓋板、定端蓋板，不銹鋼波紋管組成了氣密絕緣系統(tǒng)。為了保證玻璃、陶瓷與金屬之間有良好的氣密性，除了封接時(shí)要有嚴(yán)格的操作工藝外，還要求材料本身的透氣性盡量小和內(nèi)部放氣量限制到極小值。不銹鋼波紋管的作用不僅能將真空滅弧室內(nèi)部的真空狀態(tài)與外部的大氣狀態(tài)隔離開(kāi)來(lái)，而且能使動(dòng)觸頭連同動(dòng)導(dǎo)電桿在規(guī)定的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，以完成真空開(kāi)關(guān)的閉合與分?jǐn)嗖僮鳌?/p>

導(dǎo)電系統(tǒng)

定導(dǎo)電桿、定跑弧面、定觸頭、動(dòng)觸頭、動(dòng)跑弧面、動(dòng)導(dǎo)電桿構(gòu)成了滅弧室的導(dǎo)電系統(tǒng)。

真空滅弧室解剖圖

其中定導(dǎo)電桿、定跑弧面、定觸頭合稱定電極，動(dòng)觸頭、動(dòng)跑弧面、動(dòng)導(dǎo)電桿合稱動(dòng)電極，由真空滅弧室組裝成的真空斷路器，真空負(fù)荷開(kāi)關(guān)和真空接觸器合閘時(shí)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)動(dòng)導(dǎo)電桿的運(yùn)動(dòng)，使兩觸頭閉合，完成了電路的接通。為了使兩觸頭間的接觸電阻盡可能減小且保持穩(wěn)定和滅弧室承受動(dòng)穩(wěn)定電流時(shí)有良好的機(jī)械強(qiáng)度，真空開(kāi)關(guān)在動(dòng)導(dǎo)電桿一端設(shè)置有導(dǎo)向套，并使用一組壓縮彈簧，使兩觸頭間保持有一個(gè)額定壓力。當(dāng)真空開(kāi)關(guān)分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)，滅弧室兩觸頭分離并在其間產(chǎn)生電弧，直至電流自然過(guò)零時(shí)電弧熄滅，便完成了電路的開(kāi)斷。

屏蔽系統(tǒng)

真空滅弧室的屏蔽系統(tǒng)主要由屏蔽筒，屏蔽罩和其他零件組成。

屏蔽系統(tǒng)的主要作用是：

1.防止觸頭在燃弧過(guò)程中產(chǎn)生大量的金屬蒸汽和液滴噴濺，污染絕緣外殼的內(nèi)壁，避免造成真空滅弧室外殼的絕緣強(qiáng)度下降或產(chǎn)生閃絡(luò)。

2.改善真空滅弧室內(nèi)部的電場(chǎng)分布，有利于真空滅弧室絕緣外殼的小型化，尤其是對(duì)于高電壓的真空滅弧室小型化有顯著效果。

3.吸收一部分電弧能量，冷凝電弧生成物。特別是真空滅弧室在開(kāi)斷短路電流時(shí)，電弧所產(chǎn)生的熱能大部分被屏蔽系統(tǒng)所吸收，有利于提高觸頭間的介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度。屏蔽系統(tǒng)吸收電弧生成物的量越大，說(shuō)明他吸收的能量也越大，這對(duì)增加真空滅弧室的開(kāi)斷容量起良好作用。

觸頭系統(tǒng)

觸頭是產(chǎn)生電弧、熄滅電弧的部位，對(duì)材料和結(jié)構(gòu)的要求都比較高。

4.1 對(duì)觸頭材料有以下要求：

1.高開(kāi)斷能力。要求材料本身的導(dǎo)電率大，熱傳導(dǎo)系數(shù)小，熱容量大，熱電子發(fā)射能力低。

2.高擊穿電壓。擊穿電壓高，介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度就高，對(duì)滅弧有利。

3.高的抗電腐蝕性。即經(jīng)得起電弧的燒蝕，金屬蒸發(fā)量少。

4.抗熔焊能力。

5.低截流電流值，希望在2.5A以下。

6.低含氣量。其中低含氣量是對(duì)所有真空滅弧室內(nèi)部所使用材料的要求。特別是銅材，必須要求低含氣量的特殊工藝處理的無(wú)氧銅。而焊料等則采用白銀、銅的合金。

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%。在上、下觸頭的對(duì)接面上各焊上一塊銅鉻合金片，一般厚度各為3mm。其余部分稱為觸頭座，用無(wú)氧銅制造即可。

4.2 觸頭結(jié)構(gòu)

觸頭結(jié)構(gòu)對(duì)滅孤室的開(kāi)斷能力有很大影響。采用不同結(jié)構(gòu)觸頭產(chǎn)生的滅弧效果有所不同的，早期采用簡(jiǎn)單的圓柱形觸頭，結(jié)構(gòu)雖簡(jiǎn)單，但開(kāi)斷能力不能滿足斷路器的要求，僅能開(kāi)斷10kA以下電流，并且僅有真空負(fù)荷開(kāi)關(guān)、高壓真空接觸器等用真空開(kāi)關(guān)管才采用。常采用的有螺旋糟型結(jié)構(gòu)觸頭、帶斜槽杯狀結(jié)構(gòu)觸頭和縱磁場(chǎng)杯狀結(jié)構(gòu)觸頭三種，其中以采用縱磁場(chǎng)杯狀結(jié)構(gòu)觸頭為主。

波紋管

真空滅弧室的波紋管主要擔(dān)負(fù)保證動(dòng)電極在一定范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)和*保持高真空的功能，并保證真空滅弧室具有很高的機(jī)械壽命。

真空滅弧室的波紋管是由厚度為0.1~0.2mm的不銹鋼制成的薄壁元件。真空開(kāi)關(guān)在分合過(guò)程中，滅弧室波紋管受伸縮作用，波紋管截面上受變應(yīng)力作用，所以波紋管的壽命應(yīng)根據(jù)反復(fù)伸縮量和使用壓力來(lái)確定。

波紋管的疲勞壽命和工作條件的受熱溫度有關(guān)，真空滅弧室在分?jǐn)啻蟮亩搪冯娏骱?，?dǎo)電桿的余熱傳遞到波紋管上，使波紋管的溫度升高，當(dāng)溫升達(dá)到一定程度時(shí)，這就會(huì)影響波紋管的疲勞強(qiáng)度。

工作原理

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真空泡內(nèi)的真空滅弧室是利用高真空工作絕緣滅弧介質(zhì),靠密封在真空中的一對(duì)觸頭來(lái)實(shí)現(xiàn)電力電路的通斷功能的一種電真空器件。當(dāng)其斷開(kāi)一定數(shù)值的電流時(shí),動(dòng)靜觸頭在分離的瞬間,電流收縮到觸頭剛分離的 一點(diǎn)上,出現(xiàn)電極間電阻劇烈增大和溫度迅速提高,直至發(fā)生電極金屬的蒸發(fā),同時(shí)形成*的電場(chǎng)強(qiáng)度,導(dǎo)*強(qiáng)烈的發(fā)射和間隙擊穿,產(chǎn)生真空電弧,當(dāng)工頻電流接近零時(shí),同時(shí)也是觸頭開(kāi)距的增大,真空電弧的等離子體很快向四周擴(kuò)散,電弧電流過(guò)零后,觸頭間隙的介質(zhì)迅速由導(dǎo)電體變?yōu)榻^緣體,于是電流被分?jǐn)?。由于觸頭的特殊構(gòu)造,燃弧期間觸頭間隙會(huì)產(chǎn)適當(dāng)?shù)目v向磁場(chǎng),這個(gè)磁場(chǎng)可使電弧均勻分布在觸頭表面,維持低的電弧電壓,從而使真空滅弧室具有較高弧后介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度,小的電弧能量和小的腐蝕速率。這樣,就提高了真空滅弧室開(kāi)斷電流的能力和使用壽命。

生產(chǎn)工藝

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排氣臺(tái)工藝
　　

真空滅弧室生產(chǎn)工藝流程

是指將真空滅弧室的零件通過(guò)釬焊及氬弧焊等工藝制成為待排氣的整管，再連接到排氣臺(tái)進(jìn)行抽真空及烘烤除氣，zui后進(jìn)行冷夾封口的過(guò)程。此工藝，過(guò)程復(fù)雜、路線長(zhǎng)，一般有9道工序。因而效率低且對(duì)真空滅弧室零件的污染環(huán)節(jié)多。而且，按此工藝生產(chǎn)的真空滅弧室烘烤溫度低（450℃左右），因而除氣不*。

一次封排工藝

是指將真空滅弧室各零件先釬焊成幾個(gè)部件，再將幾個(gè)部件組裝成真空滅弧室整件，然后再在真空爐中完成排氣、烘烤去氣及釬焊封口的過(guò)程。此工藝，過(guò)程較簡(jiǎn)單，一般有7道工序，因而效率較高且人為污染也較少。此外，按此工藝生產(chǎn)的真空滅弧室烘烤溫度高（800℃～900℃），因而排氣*。

*一次封排工藝

是指將真空滅弧室所有零件直接組裝成整件，然后在真空爐中一次完成排氣、烘烤、釬焊封口的過(guò)程。此工藝，過(guò)程zui簡(jiǎn)單，一般僅有5道工序，人為環(huán)節(jié)zui少，過(guò)程質(zhì)量zui穩(wěn)定，但對(duì)封排設(shè)備的要求很高。