真空断路器

触头在高真空泡内分合的断路器
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真空断路器（英文名：Vacuum Circuit Breaker），是利用真空状态作为灭弧和绝缘的一种断路器。真空断路器的关合、分断过程是在真空灭弧室中完成的，真空灭弧室中触头结构和大小是影响开断能力最重要的因素之一。真空断路器是3～10kV，50Hz三相交流系统中的户内配电装置，可供工矿企业、发电厂、变电站中作为电器设备的保护和控制之用，特别适用于要求无油化、少检修及频繁操作的使用场所。[1]
真空断路器由真空灭弧室（真空开关管）、绝缘支架和操动机构组成。真空灭弧室为一个玻璃或陶瓷真空容器，对接式触头灭弧结构密封其中，金属屏蔽罩置于触头外面，动触头通过金属波纹管实现与外部机械的传动密封连接。动触头行程直接影响金属波纹管的使用寿命，因此真空断路器的触头行程一般较小，限制了真空断路器单断口的电压水平。[1]
真空断路器的特点包括：熄弧能力强，燃弧及全分断时间短；触头电侵蚀小，电寿命长，触头不受外界有害气体的侵蚀；触头开距小（10KV真空断路器的触头开距只有10mm左右），操作机构的操作功就小，机械部分行程小，其机械寿命就长；适宜于频繁操作和快速切断，特别是切断电容性负载电路；体积和重量均小，结构简单，维修工作量小，而且真空灭弧室和触头无须检修；环境污染小，开断是在密闭容器内进行，电弧生成物不致污染环境，无易燃易爆介质，无爆炸及火灾危险，也无严重噪声等。[2]

发展简史

1893年，美国的里顿豪斯提出了结构简单的真空灭弧室，并获得了设计专利。1920年瑞典佛加公司第一次制成了真空开关。1926年等公布的研究成果也显示了在真空中分断电流的可能性，但因分断能力小，又受到真空技术和真空材料发展水平的限制，尚不能投入实际使用。随着真空技术的发展，50年代美国才制成第一批适用于切断电容器组等特殊要求的真空开关，分断电流尚停在4千安的水平。由于真空材料冶炼技术上的进步和真空开关触头结构研究上所取得的突破，1961年，开始生产15千伏、分断电流为12.5千安的真空断路器。1966年试制成15千伏、26千安和31.5千安的真空断路器，从而使真空断路器进入了高电压、大容量的电力系统。80年代中期，真空断路器的分断能力已达100千安。中国从1958年开始研制真空开关，1960年西安交通大学和西安开关整流器厂共同研制成第一批6.7千伏、分断能力为600安的真空开关；随后又制成10千伏、分断能力为 1.5千安的三相真空开关。1969年华光电子管厂和西安高压电器研究所制成了 10千伏、2千安单相快速真空开关。70年代以后，中国已能独立研制和生产各种规格的真空开关。