真空斷路器（VCB）是一種使用10-6到10-10托的真空作為滅弧介質(zhì)的斷路器。1托相當(dāng)于1毫米汞柱的氣壓頭所代表的壓力。真空斷路器用于低壓和中壓應(yīng)用。

一、真空斷路器的構(gòu)造：

真空斷路器由外殼、觸點(diǎn)、蒸汽冷凝罩、金屬波紋管和密封件組成。

1．外殼：外殼由玻璃等不透水的絕緣材料制成。外殼不能是多孔的并且應(yīng)該保持10-7托量級(jí)的高真空。

2．觸點(diǎn)：有兩種類型的觸點(diǎn)，移動(dòng)的和固定的。動(dòng)觸頭與與斷路器操作機(jī)構(gòu)相連的大桿相連。真空斷路器的觸頭通常具有圓盤形面。圓盤上設(shè)有對(duì)稱凹槽，使兩個(gè)觸點(diǎn)的段不在同一條線上。由具有這種幾何形狀的電流分量建立的磁場(chǎng)導(dǎo)致電弧的等離子體在觸點(diǎn)上快速移動(dòng)，而不是在某一點(diǎn)保持穩(wěn)定。因此防止了電弧的集中并且電弧保持在擴(kuò)散狀態(tài)。導(dǎo)電嘴使用的燒結(jié)材料一般為銅鉻合金或銅鉍合金。

3．蒸汽冷凝護(hù)罩：這些金屬屏蔽被支撐在絕緣外殼上，從而覆蓋接觸區(qū)域。在電弧放電期間從接觸表面釋放的金屬蒸氣會(huì)凝結(jié)在這些屏蔽層上，并防止其凝結(jié)在絕緣外殼上。

4．金屬波紋管：波紋管的一端焊接到外殼上。另一端焊接在動(dòng)觸頭上。波紋管允許斷續(xù)器的密封結(jié)構(gòu)，但仍允許觸頭移動(dòng)。真空滅弧室一般采用不銹鋼波紋管。

二、真空斷路器(VCB)中的滅?。?/strong>

真空斷路器滅弧室的滅弧過(guò)程與其他類型的斷路器有很大不同。真空本身是一種電介質(zhì)，電弧不能在理想真空中持續(xù)存在。然而，載流觸點(diǎn)的分離導(dǎo)致蒸汽從觸點(diǎn)中釋放出來(lái)。因此，隨著觸點(diǎn)分離，觸點(diǎn)空間充滿從觸點(diǎn)材料釋放的正離子蒸氣。

蒸氣密度取決于電弧中的電流。在電流波的減小模式期間，蒸氣的釋放速率降低，并且在電流為零之后，介質(zhì)恢復(fù)介電強(qiáng)度，前提是觸點(diǎn)周圍的蒸氣密度已顯著降低。

在高真空下通過(guò)分離扁平觸點(diǎn)來(lái)中斷幾百安培的電流時(shí)，電弧通常具有多個(gè)平行路徑。因此，總電流被分成幾個(gè)平行的電弧。平行的電弧相互排斥，使得電弧趨向于在接觸表面上擴(kuò)散。這樣的弧稱為擴(kuò)散弧。擴(kuò)散的電弧很容易被中斷。

在幾千安培量級(jí)的較高電流值下，電弧集中在一個(gè)小區(qū)域并成為自持電弧。小區(qū)域周圍的集中電弧導(dǎo)致接觸表面快速蒸發(fā)。

從擴(kuò)散電弧到集中電弧的轉(zhuǎn)變?nèi)Q于接觸的材料和形狀、電流的大小和電極的狀況。當(dāng)蒸汽密度與電流同相變化并且電弧保持在擴(kuò)散狀態(tài)時(shí)，電弧的中斷是可能的。如果金屬蒸汽從接觸區(qū)迅速去除，電弧就不會(huì)再次發(fā)生。

因此真空斷路器的滅弧過(guò)程在很大程度上與觸頭的材料和形狀以及冷凝金屬蒸氣所采用的技術(shù)有關(guān)。觸點(diǎn)幾何形狀的設(shè)計(jì)使得電弧的根部不斷移動(dòng)，因此觸點(diǎn)上某一點(diǎn)的溫度不會(huì)達(dá)到很高的值。

最終滅弧后介電強(qiáng)度的快速建立是真空斷路器的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。它們非常適用于電容器開(kāi)關(guān)，因?yàn)樗鼈兛梢蕴峁o(wú)重起弧性能。