第八章真空断路器

1、1第八章第八章 真空断路器真空断路器 教学重点：教学重点：真空断路器真空断路器结构结构 8.1 8.1 概述概述 8.2 8.2 真空绝缘及其破坏机理真空绝缘及其破坏机理 8.3 8.3 真空电弧的基本特性真空电弧的基本特性 8.4 8.4 触头结构与材料触头结构与材料 8.5 8.5 真空中的开断真空中的开断2 8.1 8.1 概述概述 1.1.耐电压强度高耐电压强度高 开断能力大开断能力大 2.2.环境要求低环境要求低密封性密封性 3.3.体积小重量轻体积小重量轻 4.4.寿命长寿命长. . 5.5.噪音小噪音小 6.6.可靠性高可靠性高 3真空断路器真空断路器 4真空断路器真空断路器 总

2、提结构58.2 8.2 真空绝缘及其破坏机理真空绝缘及其破坏机理 10107 7V/com 10V/com 106-6-10104 4V/com V/com 击穿击穿绝缘损坏绝缘损坏1.1.场致发射场致发射2.2.粒子交换粒子交换3.3.微放电微放电68.2.1 8.2.1 场致发射和击穿过程场致发射和击穿过程微观不光滑微观不光滑预击穿电流预击穿电流熔化蒸发熔化蒸发全部间隙击穿全部间隙击穿阴极加热击穿阴极加热击穿阳极加热击穿阳极加热击穿-场致发射电子场致发射电子78.2.28.2.2微粒子迁移引起的微粒子迁移引起的击穿击穿 微粒微粒 0.1-100um范德华力范德华力 金属尘埃金属尘埃 电子发

3、射电子发射热不稳定热不稳定-微粒微粒 大电流燃弧大电流燃弧以熔滴噴射以熔滴噴射金属颗粒金属颗粒 -二次微粒二次微粒 微粒在电场作用下对电极撞击微粒在电场作用下对电极撞击动能转动能转化热能化热能-熔化熔化蒸发蒸发-金属金属蒸气蒸气U=K.d88.2.3微放电引发的微放电引发的击穿击穿( (粒子交换过程粒子交换过程) )电子电子 正离子正离子 负离子负离子 碰撞产生二代二次碰撞产生二代二次粒子粒子 (气体淬发气体淬发)8.2.4真空真空击穿的捅计特性击穿的捅计特性击穿弱点击穿弱点引发各种击穿总称引发各种击穿总称WeibullWeibullF(S,X)=1-exp(-F(S,X)=1-exp(-S(

4、X-XS(X-X0 0) )m m) xx) xx0 0F(S,X)=0 xxF(S,X)=0 xx0 098.2.58.2.5引响真空击穿的因素引响真空击穿的因素 8.2.5.18.2.5.1电极几何形状和大小电极几何形状和大小 8.2.5.28.2.5.2电极间隙大小电极间隙大小 8.2.5.38.2.5.3电极材料电极材料 8.2.5.48.2.5.4真空度真空度 8.2.5.58.2.5.5老炼度老炼度 8.2.68.2.6真空中沿固体绝缘表面的闪络真空中沿固体绝缘表面的闪络108.3 8.3 真空电弧的基本特性真空电弧的基本特性 8.3.18.3.1真空电弧的真空电弧的 三种三种:

5、:击穿引弧击穿引弧, ,触发引弧触发引弧, ,拉弧拉弧118.3.28.3.2真空电弧的型态真空电弧的型态 8.3.2.1 8.3.2.1 扩散型扩散型真空电弧真空电弧 8.3.2.2 8.3.2.2 集聚型集聚型真空电弧真空电弧128.3.3 8.3.3 真空电弧的伏安特性真空电弧的伏安特性138.3.4 8.3.4 真空电弧的形态转变及其控制真空电弧的形态转变及其控制14 8.4 8.4 触头结构与材料触头结构与材料 8.4.1.18.4.1.1 平板圆柱形触头平板圆柱形触头15真空灭弧室真空灭弧室168.4.1.28.4.1.2 横磁触头横磁触头17高压触指、触臂系1819 8.4.1.

6、28.4.1.2 纵磁触头纵磁触头20218.4.28.4.2 真空灭弧室的融头材料真空灭弧室的融头材料8.4.2.18.4.2.1 难容金属触头材料难容金属触头材料8.4.2.28.4.2.2 易容金属合金触头材料易容金属合金触头材料8.4.2.38.4.2.3 以难容金属为主要成分的以难容金属为主要成分的触头材料触头材料8.4.2.48.4.2.4 以非金属碳为主要成分的以非金属碳为主要成分的触头材料触头材料22 8.5 真空中的开断 8.5. 18.5. 1 弧后介质强度恢复过程度弧后介质强度恢复过程度8.5. 28.5. 2 弧后电流弧后电流8.5. 38.5. 3 真空电弧过零现象真空电弧过零现象238.5. 2