真空斷路器是以真空作為滅弧介質(zhì)的。在滅弧室內(nèi)高真空度下的氣壓非常低(僅有1.3×10-4~1.3×10-5 pa),只有很少的氣體分子存在,電極間的絕緣強度高,且有很快的絕緣強度恢復(fù)速度(高達20kv/μs),觸頭間隙小,電弧能量小,真空中的電弧容易熄滅。:當(dāng)斷路器開斷電流時,觸頭剛分離的瞬間,電流將收縮到觸頭剛分離的某一點或某幾點上,觸頭間電阻的劇烈增大和溫度的迅速提高,直至發(fā)生觸頭金屬的蒸發(fā),同時形成極高的電場強度,導(dǎo)致強烈的場強發(fā)射和間隙的擊穿,繼而形成了真空電弧。電弧的高溫使觸頭部分材料熔化,蒸發(fā)出的金屬蒸氣維持電弧。當(dāng)電流過零時,由于周圍真空中氣體分子極少,更由于觸頭在電流通過時產(chǎn)生一個磁場,電弧在磁場力作用下沿著觸頭表面切線方向迅速擴散,因此電弧金屬蒸氣及所帶質(zhì)點很快地向周圍擴散到金屬屏蔽罩上,并被冷卻而重新凝結(jié)起來,使觸頭間隙在電流過零后幾微秒內(nèi),就重新恢復(fù)到比較高的真空狀態(tài),恢復(fù)到很高的絕緣強度,使電弧在電流第一次過零時就能熄滅而不重燃。
真空滅弧室按對其用途、使用場所、開斷容量等具體要求不同,可分為斷路器用真空滅弧室、負(fù)荷開關(guān)用真空滅弧室、接觸器用真空滅弧室、特殊用途真空滅弧室等種類。
真空滅弧室有多種結(jié)構(gòu)型式,但無論采用哪種結(jié)構(gòu)型式,都是由氣密絕緣系統(tǒng)、導(dǎo)電系統(tǒng)、屏蔽系統(tǒng)、波紋管等,以及導(dǎo)電桿、固定元件、導(dǎo)向套等其他零、部件組成。
(1)氣密絕緣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。它由玻璃、陶瓷或微晶玻璃制成的氣密絕緣筒、動端蓋板、定端蓋板、不銹鋼波紋管組成。
(2)氣密絕緣系統(tǒng)的作用。它是支持動、靜觸頭和屏蔽罩的金屬部件,它與這些部件氣密地焊接在一起,以確保滅弧室內(nèi)的高真空度。
(3)對氣密絕緣系統(tǒng)的要求:
1)為了保證玻璃、陶瓷或微晶玻璃與金屬之間有很好的氣密性,除了封接時要有嚴(yán)格的操作工藝外,還要求材料本身的透氣性盡量小,內(nèi)部放氣量限制到極小值,保證真空滅弧室在10~20年內(nèi)真空度不得低于某一規(guī)定值。
2)必須保證絕緣強度有足夠的安全系數(shù)。
3)必須保證一定的機械強度,尤其動定蓋板還要具有一定的彈性,使之能承受運輸、安裝、運行過程中的機械振動,避免真空滅弧室受到損害。
4)必須保證整個氣密絕緣系統(tǒng)在使用壽命期內(nèi)的氣密性、絕緣性和機械強度。