真空斷路器工作原理與其他普通斷路器相比之是滅弧介質(zhì)不同罷了，真空不存在導電介質(zhì)，使電弧快速熄滅，因此該斷路器的動靜觸頭之間的間距很少。該斷路器一般用于電壓等級相對低的廠用電配置中！隨著電力系統(tǒng)的迅猛發(fā)展， 10KV真空斷路器在我國已經(jīng)大批量地生產(chǎn)和使用。對于檢修人員來說，提高對真空斷路器的認識，加強維護保養(yǎng)，使其安全運行，成了一個迫在眉睫的問題。

一．認識真空斷路器

真空斷路器是3～10kV，50Hz三相交流系統(tǒng)中的戶內(nèi)配電裝置，可供工礦企業(yè)、發(fā)電廠、變電站中作為電器設(shè)備的保護和控制之用，特別適用于要求無油化、少檢修及頻繁操作的使用場所，真空斷路器可配置在中置柜、雙層柜、固定柜中作為控制和保護高壓電氣設(shè)備用。

1．真空的絕緣特性

真空具有很強的絕緣特性，在真空斷路器中，氣體非常稀薄，氣體分子的自由行程相對較大，發(fā)生相互碰撞的幾率很小，因此，碰撞游離不是真空間隙擊穿的主要原因，而在高強電場作用下由電極析出的金屬質(zhì)點才是引起絕緣破壞的主要因素。

真空間隙中的絕緣強度不僅與間隙的大小，電場的均勻程度有關(guān)，而且受電極材料的性質(zhì)及表面狀況的影響較大。真空間隙在較小的距離間隙（ 2—3 毫米）情況下，有比高壓力空氣與SF6 氣體高的絕緣特性，這就是真空斷路器的觸頭開距一般不大的原因。

電極材料對擊穿電壓的影響主要表現(xiàn)在材料的機械強度（抗拉強度）和金屬材料的熔點上?？估瓘姸群腿埸c越高，電極在真空下的絕緣強度越高。

實驗表明，真空度越高，氣體間隙的擊穿電壓越高，但在10-4 托以上，就基本保持不變了，所以，要保持真空滅弧室的絕緣強度，其真空度應(yīng)不低于10-4托。

2．真空中電弧的形成與熄滅

真空電弧和我們以前學習的氣體電弧放電現(xiàn)象有很大的差別，氣體的游離現(xiàn)象不是產(chǎn)生電弧的主要因素，真空電弧放電是在觸頭電極蒸發(fā)出來的金屬蒸汽中形成的。同時，開斷電流的大小不同，電弧表現(xiàn)的特點也不同。我們一般把它分為小電流真空電弧和大電流真空電弧。

（1）小電流真空電弧

觸頭在真空中開斷時，產(chǎn)生電流和能量十分集聚的陰極斑點，從陰極斑點上大量地蒸發(fā)金屬蒸汽，其中的金屬原子和帶電質(zhì)點的密度都很高，電弧就在其中燃燒。同時，弧柱內(nèi)的金屬蒸汽和帶電質(zhì)點不斷地向外擴散，電極也不斷的蒸發(fā)新的質(zhì)點來補充。在電流過零時，電弧的能量減小，電極的溫度下降，蒸發(fā)作用減少，弧柱內(nèi)的質(zhì)點密度降低，最后，在過零時陰極斑消失，電弧熄滅。

有時，蒸發(fā)作用不能維持弧柱的擴散速度，電弧突然熄滅，發(fā)生截流現(xiàn)象。

（2）大電流真空電弧

在觸頭斷開大的電流時，電弧的能量增大，陽極也嚴重發(fā)熱，形成很強的集聚型的弧柱。同時，電動力的作用也明顯了，因此，對于大電流真空電弧，觸頭間的磁場分布就對電弧的穩(wěn)定性和熄弧性能有決定性的影響。如果電流太大，超過了極限開斷電流，就會造成開斷失敗。此時，觸頭發(fā)熱嚴重，電流過零以后仍然蒸發(fā)，介質(zhì)恢復困難，不能斷開電流。

二．真空斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理

1．真空斷路器的結(jié)構(gòu)

真空斷路器的生產(chǎn)廠家比較多，型號也較繁雜。按使用條件分為戶內(nèi)（ ZNx—**）和戶外（ZWx—**）兩種類型。真空斷路器的結(jié)構(gòu)主要由框架部分，滅弧室部分(真空泡)，和操動機構(gòu)部分組成。

斷路器本體部分由導電回路，絕緣系統(tǒng)，密封件和殼體組成。整體結(jié)構(gòu)為三相共箱式。其中導電回路由進出線導電桿，進出線絕緣支座，導電夾，軟連接與真空滅弧室連接而成。

機構(gòu)為電動儲能，電動分合閘，同時具有手動功能。整個結(jié)構(gòu)由合閘彈簧，儲能系統(tǒng)，過流脫扣器，分合閘線圈，手動分合閘系統(tǒng)，輔助開關(guān)，儲能指示等部件組成。

2．真空斷路器工作原理

真空斷路器是利用高真空中電流流過零點時，等離子體迅速擴散而熄滅電弧，完成切斷電流的目的。

動作原理

儲能過程：當儲能電機 14接通電源時，電機帶動偏心輪轉(zhuǎn)動，通過緊靠在偏心輪上的滾子10帶動拐臂9及連板7擺動，推動儲能棘爪6 擺動，使棘輪11 轉(zhuǎn)動，當棘輪11 上的銷與儲能軸套32的板靠住以后，二者一起運動，使掛在儲能軸套上32 上的合閘彈簧21 拉長。儲能軸套32 由定位銷13 固定，維持儲能狀態(tài)，同時，儲能軸套32 上的拐臂推動行程開關(guān)5切斷儲能電機14 的電源，并且儲能棘爪被抬起，與棘輪可靠脫離。

合閘操作過程：當機構(gòu)接到合閘信號后（開關(guān)處于斷開，已儲能狀態(tài)），合閘電磁鐵 15 的鐵心被吸向下運動，拉動定位件13 向逆時針方向轉(zhuǎn)動，解除儲能維持，合閘彈簧21 帶動儲能軸套32逆時針方向轉(zhuǎn)動，其凸輪壓動傳動軸套 30，帶動連板29及搖臂27 運動，使搖臂27 扣住半軸25，使機構(gòu)處于合閘狀態(tài)。此時，連鎖裝置28 鎖住定位件，使定位牛不能逆時針方向轉(zhuǎn)動，達到機構(gòu)聯(lián)銷的目的，保證了機構(gòu)在合閘位置不能合閘操作。

分閘操作過程：斷路器合閘后，分閘電磁鐵接到信號，鐵芯吸合，分閘脫扣器 19 中的頂桿向上運動，使脫扣軸16 轉(zhuǎn)動，帶動頂桿18向上運動，頂動彎板26 并帶動半軸25 向反時針方向轉(zhuǎn)動。

半軸25 與搖臂27 解扣，在分閘彈簧的作用下，斷路器完成分閘操作。

三．真空斷路器的調(diào)試

開距與超行程斷路器的開距與超行程的測量可以根據(jù)圖三所示，在分合閘狀態(tài)測量出的 X 值之差為斷路器的開距，Y 值之差為斷路器的超行程。調(diào)整的方法為放長或縮短絕緣操作桿3 或機構(gòu)與主軸的連桿。

分合閘機構(gòu)調(diào)整

1、搖臂 27 與半軸25 的扣接量為1.5~2.5mm,可以通過調(diào)整螺釘24 來實現(xiàn)。

2、傳動軸套 30 轉(zhuǎn)動最大角時，搖臂27 與半軸間要有1.5~2mm的間隙，以保證傳動軸套回落到合閘位置時，搖臂27 能自動扣接到半軸 25 上，可以通過螺釘31 的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。

3、輔助開關(guān) 2的轉(zhuǎn)換應(yīng)準確可靠，可以通過調(diào)整輔助開關(guān)2的拐臂3位置及位桿4 的長短來實現(xiàn)。

4、在儲能過程中，當棘爪到達最后一個齒的最高點時，應(yīng)能保證儲能軸套 32 上的拐臂使行程開關(guān)的觸點可靠切換，切斷電機電源，可以通過調(diào)整行程開關(guān)5 的上下前后位置來實現(xiàn)。

5、調(diào)整分閘合閘彈簧的預拉長度，保證斷路器的可靠分合，且分合閘速度達到規(guī)定值。

四．真空斷路器的控制回路

在我國的農(nóng)網(wǎng) 35KV標準化變電站中，采用了控制母線和合閘母線分開的原則。

在短路器的輔助常閉接點與合閘線圈之間，把真空斷路器儲能行程開關(guān)的一對常開接點串聯(lián)進控制回路。這樣，在斷路器未儲能的情況下，將不能進行合閘操作。防止了在斷路器未儲能的情況下合閘，合閘回路保持，燒毀合閘線圈。

同時，在接線的過程中，要注意儲能行程開關(guān)接點中合閘母線與控制母線的極性要一致，防止出現(xiàn)在開關(guān)蓄能時，合閘回路的電弧擊穿行程開關(guān)，造成控制保險的熔斷或控制空氣開關(guān)的掉閘。

這一點在綜合自動化變電站上要特別注意。

五．真空斷路器運行維護與檢修試驗

真空斷路器的燃弧時間短，絕緣強度高，電氣壽命也較高，觸頭的開距與行程小，操作的能量小，因此，機械壽命也較高。在日常的運行中，維護工作量很小，主要檢查機構(gòu)的運動部件磨損情況，緊固件有無松動，清除絕緣表面的灰塵，在活動部位注入一些潤滑脂等。

在春檢預防性試驗中，對開關(guān)的直流電阻測試要與歷史數(shù)據(jù)進行比較，發(fā)現(xiàn)問題及時處理更換，對斷口的工頻耐壓試驗，是檢驗真空泡是否漏氣的有效方法。（戶內(nèi)真空斷路器可以借鑒斷開負荷時，真空泡內(nèi)閃光的顏色來初步判斷真空泡的真空度，顏色暗紅時表明真空度降低，顏色淡藍時，表明真空度良好）保護定植校驗時，對斷路器做低電壓掉合閘試驗，檢驗開關(guān)在母線故障狀態(tài)時，電壓降低時動作是否可靠。