《真空断路器》课件

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1、第8章真空断路器真空断路器结构及特点真空绝缘及其破坏机理真空电弧的基本特性触头结构与材料真空中的开断主要内容第一节概述一、真空断路器以真空作为绝缘介质和灭弧介质的断路器。二、什么是真空真空一般指的是气体稀薄的空间。凡是绝对压力低于正常大气压力的状态都可称为真空状态。绝对压力等于零的空间称为绝对真空，这才是真正的真空或理想的真空。三、真空度真空的程度以气体的绝对压力值来表示，压力越低称之真空度越高。在国际单位制中，压力以帕(Pa)为单位.即1N/m2的作用力。一个标准大气压约为0.1MPa。过去习惯使用毫米汞柱(mmH

2、g)标准大气压：真空包括的范围很广，为方便起见常将它划分为几个区域。真空灭弧室：1.33×10－2～1.33×10－5Pa真空度真空压力范围粗真空1.01×105～1.33×102Pa低真空1.33×102～1.33×10－1Pa高真空1.33×10－1～1.33×10－6Pa超高真空1.33×10－6～1.33×10－10Pa极高真空<1.33×10－10Pa四、真空断路器的发展真空间隙的气体稀薄，分子的自由行程较大，发生碰撞游离的几率很小，所以绝缘性能好。早在1893年，美国人里顿豪斯(Rittenhause)就

3、设计出世界上第1只真空灭弧室并以专利的形式发表；1920年，瑞典佛加（Birka）公司研制出世界上第一台真空开关；1926年，加里福尼亚工学院的索伦森(Sornsen)教授发表了真空开关的试验结果，并预言应用真空开关的时代不久就会到来。由于当时的真空技术还很落后，使得真空开关在工业上的实际应用被大大推迟了。到1950年前后，随着真空技术以及相关技术如冶金技术等的发展，真空灭弧室的制造技术得到了提高，又重新开始了真空开关在工业上应用的研究。1956年，罗斯(H．Cross)试制出了15kV、200A的真空开关。※196

4、1年美国通用电气公司在总结前人经验的基础上首先研制成功额定电压15kV、12.5kA的真空断路器，1966年相继研制成功额定电压为15kV、开断电流为25kA和31.5kA的真空断路器，从此真空开关正式进入电力开关的行列，美国也因此成为世界上最早批量生产和使用真空开关的国家，在其影响和推动下，欧洲和亚洲的部分国家也相继开始了研制工作，真空开关从此在全球范围内得到认同和发展。二十世纪70年代初，全球范围掀起的中压开关无油化浪潮给真空开关带来了前所未有的发展机遇。凭借自身巨大的技术优势，真空开关仅用了不到20年的时间就取

5、代少油开关而成为中压领域的主导产品。目前单断口真空断路器已达到145kV电压等级，短路开断电流已达到200kA※四、真空断路器的发展真空间隙的气体稀薄，分子的自由行程较大，发生碰撞游离的几率很小，所以绝缘性能好。利用真空介质来熄灭电弧的设想在19世纪末就已提出，20世纪20年代制造出了最早的真空灭弧室。但是由于受真空工艺、材料等技术水平的限制，当时并未实现实用化。20世纪50年代以后，随着电子工业发展起来的许多新技术，解决了真空灭弧室制造中的很多难题，使真空开关逐渐达到实用水平。50年代中期美国通用电气公司批量生产了

6、12kV额定开断电流为12kA的真空断路器。随后在50年代末由于发展了具有横向磁场触头的真空灭弧室，使额定开断电流提高到30kA的水平。70年代掀起中压开关无油化浪潮（真空、SF6），日本东芝电气公司研制成功了具有纵向磁场触头的真空灭弧室，使额定开断电流又进一步提高到50kA以上。目前真空断路器已广泛用于10kV，35kV配电系统中，额定开断电流已能做到50kA--100kA。※在世界中压市场的份额：日本中压市场几乎100%采用真空断路器我国1993年起电力部门大力推广真空断路器。中压真空断路器的产量2000年已占全

7、部中压断路器产量的87.36%,2002年已占92.27%，当年生产12kV真空断路器13359台。我国已成为世界中压真空断路器生产大国之一。我国12kV级的真空断路器的额定开断电流已达到63kA的水平，与国外产品的技术水平基本相同。40.5kV级的真空断路器的额定开断电流为25kA。1980198519901995200020%46%55%62%70%五、真空断路器的特点它以真空作为绝缘和灭弧介质，因而耐电压强度高，开断能力大;使用安全，既不受外部环境影响，也不对环境造成污染，无喷油、排气、火灾和爆炸的危险，特别适

8、合于城市变电站和石油、化工、煤炭等部门使用;开关的触头开距比其他开关装置小得多，因而对操动机构的要求较低，使开关的总体体积减小，重量减轻，很适合城市小型化、紧凑型变电站的工作条件;操作寿命长，能满足频繁操作的要求;易维护，灭弧室无需检修。无辅助灭弧，容量受限。六、真空断路器的结构真空灭弧室绝缘子操动机构传动机构接线端子支撑杆1.总体结构真空断路