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真空断路器工作原理和应用
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真空断路器工作原理（超详细讲解）
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自从第二次工业革命完成之后，就标志着电器时代的到来，一直到今天，我们的社会上任何一个行业都是需要用电的。但是电是具有双面性的，既带给我们方便，又给我们带来了隐患，稍不注意就有可能会产生一些危险。而为了让我们的日常生活用电更加安全，所以产生了，那么断路器是什么呢?它的工作原理是什么呢?本文将会为您做一系列详细的介绍。断路器，简单来说其实它就属于一个而已，不过这个开关是断开还是闭合，不是由我们人的操作来决定的，而是由电路的情况来决定的。在通常电路工作正常的时候，开关就属于闭合的状态，但是如果电路出现了一些过载、短路或者是欠电压等一系列故障的话，断路器就会自动地断开，这样就发挥了它对电路的保护作用。该电器的作用就好像熔断器式开关的作用，或者是过欠热的作用，断路器在当今世上已经得到了非常广泛的应用了。抵压断路器的工作原理:低压断路器还有一个名字叫自动，主要是对不频繁启动的进行控制，这也是在低压配电网中经常使用的一种保护性的电器。由于低压断路器的主触点是要根据手动来进行的，所以当断路器的主触点闭合以后，其自由脱扣装置将会把主触点锁在合闸的上面。而且由于电流脱扣器线圈与主电路是串联的关系的话，这样电压脱扣器线圈就必须要和电源并联放置了。这样如果电路出现短路现象或者是过载的情况的话，电流脱扣器的衔铁就会被自动吸合在一起，这样就会发生自由脱扣动作的产生，断路器的主触点就会马上与主电路断开。高压断路器的工作原理:高压断路器如果要断开的话，它的电弧会在拉长很长一段时间之后仍然保持燃烧而不会熄灭，所以灭弧问题是必须要完成的主要任务。灭弧工作就是要在冷却电弧经过减弱和游离之后，使用吹弧把电弧拉长了，这样带电粒子就会迅速复合和扩散，这样就能把弧隙当中的粒子吹散了，由此就能够马上恢复其介质的绝缘能力，从而起到保护电路的效果。以上内容就是小编今天和大家分享的真空断路器工作原理内容了，本文对于这些内容做了超详细的介绍，相信大家对于真空断路器的了解更多了一些。真空断路器一般分为两种，一种是抵压断路器，另外一种是高压断路器，两种断路器都能起到断开电压、保护电路的作用，只不过不同的真空断路器适用范围不一样，随着科技的不断进步，相信以后真空断路器的设计会有更大的突破，我们能够看到功能更加强大的短路器。
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　　永磁机构真空断路器的特点及工作原理；
　　一、 传统操作机构存在的问题近年来，真空断路器和SF6断路器基本取代了多油或少油式断路器，尤以真空断路器得到广泛应用。特有的全封闭真空弧室，不但特别适 合频繁操作，还具有免维护的特点。然而，在减小断路器总体拒动率上(即动作可靠性)进展不大。原因是操作机构无重大改进。常用的电磁式操作机构如CD10 等已沿用50多年，技术落后，操作功率大，结构复杂，机械零件约120个。根据国内外断路器故障率统计，有70%的故障均来自操作机构的机械部分。最近几 年，弹簧操作机构的出现，对提高断路器整体素质，起到了较大的作用。因为传统电磁操作机构在提高合闸速度上受到很大限制，它的合闸功率已很大，对电源要求 高，再提高容量，受到多种因素的限制。而弹簧机构采用的手动或电动操作，都不受电源电压的影响，既能获得较高的合闸速度，又能实现自动重合闸，在一定程度 上克服了电磁操作机构的缺点。但就弹簧机构本身的结构而言，它是利用弹簧的贮能为动力驱动断路器。弹簧的贮能是通过电动机――减速机构完成的。整个机构由 弹簧贮能、维持贮能、合闸与分闸维持和分闸4个部分组成，所以零部件数量减不下来，约为200个。而且加工精度高，制造工艺复杂，成本高。因而在提高断路 器整体素质上还是不很理想。
　　二、永磁操作机构近年来，一种用于中压真空断路器的永磁保持、电子控制的电磁操作机构(简称永磁机构)，已完成研制阶段进入市场。它突破了传统操作机构 的原理，构思巧妙，技术上有较大创新，已成为电力制造和运行部门的热点。可以预见，它将在今后中压断路器领域内占据重要位置。永磁机构很适合用于真空断路 器。永磁机构的出力特性即带负荷特性非常接近真空断路器的要求。从图1可以看出，断路器需要在动作过程中驱动力越来越大，以满足刚分、刚合速度。而弹簧机 构恰恰相反，在合闸过程中释放能量，弹簧力在开始阶段非常大，高速运动，不但降低了机构的效率和可靠性，巨大的冲击力还降低了机构的刚度。而开始阶段断路 器只需要较小的力。永磁机构的出力特性符合断路器的受力要求，由小变大。
　　永磁机构工作原理。用得最多的是一种双稳态永磁机构，也叫双线圈永磁机构。跳合闸过程如图2、图3。图2是跳后位置，此时动铁芯被永磁铁吸(保持)在上部，磁力线如Ⅰ，是分闸的稳态位置。
　　合闸过程如图3。当机构接到合闸命令时，合闸线图6通过电流，磁场为Ⅲ和Ⅱ所示，在磁路上部抵消了永久磁铁的磁力线Ⅰ而使铁芯向下运动。当运动到约一半 行程后，由于下部气隙减小，永久磁铁磁力线转移到下部，形成了合闸线圈磁场与永磁磁场同向的情况，进而使动铁芯加速向下运动，最终达到合位。当合闸电流消 失后，永久磁铁仍将动铁芯保持在合位的稳态位置。装置巧妙之处在于，永久磁铁的磁力线在动铁芯中是既可向上走，也可向下走，它总是随着上下部气隙大小而改 变方向，这恰恰符合断路器后行程要求加速的需要。分闸过程与上述情况相反。如遇紧急情况，可用手动装置强行将动铁芯往上拉，进行手动紧急分闸。永久磁铁不 但能在行程后半部加速动铁芯运动，而且行程完成后将动铁芯牢固地吸在分或合的位置。永磁机构最大优点，首先是省掉了电磁式或弹簧机构的运动连杆和锁扣、脱 扣装置。整个操作机构只有一个运动部件，达到了最简程度。另外为同步过零操作提供了条件，也是它最大特点(后述)。
　　三、断路器整体结构图4是VM1型永磁机构与真空断路器的整体图。图左是VM1真空断路器，它的真空灭弧室是被完全浇注在环氧树脂中，是密封的，它与上 下出线座被安装在一个管状的绝缘筒内，所以整个装置不受外界因素影响，即便是在湿热气候或严重污染环境中，它仍有良好的绝缘性能。真空断路器通过拐臂受 控。图右是永磁机构，当跳、合闸线圈14、11接到分、合闸命令后，动铁芯13向上、下运动完成分、合闸。跳、合闸的位置指示机构取消了传统的机械辅助开 关，用无动触头的电子接近开关10。辅助开关也是常出故障的器件，不但调节麻烦，触头的接触问题也令人头痛。而电子接近开关的结构和调节很简单。从整个结 构来看，断路器本体只有一个运动部件，传动部分也是一个部件(拐臂)，加上断路器才几个运动部件。众所周知，结构愈简单愈可靠，部件由100多个减为几 个，可靠程度大为增加，达到免维护的效果。
　　1 上部接线柱 2真空灭弧室 3下部接线柱 4 软连接 5 触头压力弹簧 6 绝缘拉杆 7 主轴 8 行程调节器 9 开关位置检测传感器子 10 合闸线圈 11 永磁铁 12 动磁铁 13 分闸线圈 14 手动紧急分闸装置 15 永磁机构外壳
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{description}真空断路器的结构和工作原理
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摘要: 真空断路器的生产厂家比较多，型号也较繁杂。按使用条件分为户内（ ZNx—**）和户外（ZWx—**）两种类型。主要由框架部分，灭弧室部分（真空泡），和操动机构部分组成。
下面以浙江华仪电器生产的 ZW27—12型户外高 ...
真空的生产厂家比较多，型号也较繁杂。按使用条件分为户内（ ZNx—**）和户外（ZWx—**）两种类型。主要由框架部分，灭弧室部分（真空泡），和操动机构部分组成。
下面以浙江华仪电器生产的 ZW27—12型户外高压为例，说明其结构与工作原理。
断路器本体结构如图一
断路器本体部分由导电回路，绝缘系统，密封件和壳体组成。整体结构为三相共箱式。其中导电回路由进出线导电杆，进出线绝缘支座，导电夹，软连接与真空灭弧室连接而成。
操作机构如图二
此机构为电动储能，电动分合闸，同时具有手动功能。整个结构由合闸弹簧，储能系统，过流脱扣器，分合闸线圈，手动分合闸系统，辅助开关，储能指示等部件组成。
真空断路器利用高真空中电流流过零点时，等离子体迅速扩散而熄灭电弧，完成切断电流的目的。
储能过程：当储能电机 14接通时，电机带动偏心轮转动，通过紧靠在偏心轮上的滚子10带动拐臂9及连板7摆动，推动储能棘爪6摆动，使棘轮11转动，当棘轮11上的销与储能轴套32的板靠住以后，二者一起运动，使挂在储能轴套上32上的合闸弹簧21拉长。储能轴套32由定位销13固定，维持储能状态，同时，储能轴套32上的拐臂推动行程开关5切断储能电机14的电源，并且储能棘爪被抬起，与棘轮可靠脱离。
合闸操作过程：当机构接到合闸信号后（开关处于断开，已储能状态），合闸电磁铁 15的铁心被吸向下运动，拉动定位件13向逆时针方向转动，解除储能维持，合闸弹簧21带动储能轴套32逆时针方向转动，其凸轮压动传动轴套 30，带动连板29及摇臂27运动，使摇臂27扣住半轴25，使机构处于合闸状态。此时，连锁装置28锁住定位件，使定位牛不能逆时针方向转动，达到机构联销的目的，保证了机构在合闸位置不能合闸操作。
分闸操作过程：断路器合闸后，分闸电磁铁接到信号，铁芯吸合，分闸脱扣器 19中的顶杆向上运动，使脱扣轴16转动，带动顶杆18向上运动，顶动弯板26并带动半轴25向反时针方向转动。半轴25与摇臂27解扣，在分闸弹簧的作用下，断路器完成分闸操作。
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