真空断路器的工作原理主要包括以下几个步骤:
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。
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。
灭弧过程
在分闸过程中,动、静触头间产生电弧。
触头表面在高温下挥发出金属蒸汽。
由于触头设计为特殊形状,在电流通过时产生磁场,电弧在此磁场作用下沿触头表面切线方向快速运动。
部分金属蒸汽在金属圆筒(屏蔽罩)上凝结。
电弧在自然过零时就熄灭了,触头间的介质强度迅速恢复起来。
真空断路器的特点
真空绝缘:真空断路器利用真空作为绝缘和灭弧介质,真空具有很强的绝缘特性,气体分子自由行程大,碰撞游离不是击穿的主要原因,电极析出的金属质点是绝缘破坏的主要因素。
高开断能力:由于真空介质的特性,真空断路器具有高开断能力,能承受多次分、合闸而不降低开断能力。
小触头间距:真空断路器的动静触头之间间距很小,因为真空不存在导电介质,电弧快速熄灭。
应用场景
真空断路器广泛应用于配电系统、变电站等场所,主要用于控制和保护电网,实现对电路的接通、分断以及故障保护。
总结
真空断路器通过在真空环境中操作动、静触头实现电路的分断和接通,利用真空的绝缘特性和特殊设计的触头形状快速灭弧,具有高开断能力和小触头间距的特点,适用于各种高压电力系统。