⑤ 易维护，灭弧室无需检修。 ⑥ 无辅助灭弧，容量受限。
六、真空断路器的结构
1.总体结构
绝缘子
接线端子 真空灭弧室
支撑杆
操动机构 传动机构
• 真空断路器的两种布置方式
※
（1）落地式 是将真空灭弧室安装在上方，用绝缘子支持， 操动机构设置在底座的下方，上下两部分由传动机构通过绝缘
杆连接起来。
落地式优点：传动效率高，分合闸操作时直上直下，传动 环节少，摩擦阻力小；稳定性好，操作时振动小；便于操作人
一对触头，分别焊接在各自的导电杆上，波纹管可以在轴向上 自由伸缩。
静触头
外壳 屏蔽罩
动触头
波纹管
法兰
(1)绝缘外壳
① 作用：外壳是真空灭弧室的密封容器，它不仅要容纳和支 持灭弧室内的各种部件，而且当动、静触头在断开位置时 起绝缘作用。因此，整个外壳通常由绝缘材料和金属组成。 ② 要求：对外壳的要求首先是气密性要好；其次是要有一定 的机械强度（安装、运输）；再是有良好的绝缘性能。 ③ 材料：玻璃、陶瓷、微晶玻璃
• 到1950年前后，随着真空技术以及相关技术如冶金技术等 的发展，真空灭弧室的制造技术得到了提高，又重新开始 了真空开关在工业上应用的研究。1956年，罗斯 (H．Cross) 试制出了15kV、200A的真空开关。
※
• 1961年美国通用电气公司在总结前人经验的基础上首先研 制成功额定电压15kV、12.5kA的真空断路器，1966年相继 研制成功额定电压为15kV、开断电流为25kA和31.5kA的 真空断路器，从此真空开关正式进入电力开关的行列，美 国也因此成为世界上最早批量生产和使用真空开关的国家， 在其影响和推动下，欧洲和亚洲的部分国家也相继开始了 研制工作，真空开关从此在全球范围内得到认同和发展。 • 二十世纪70年代初，全球范围掀起的中压开关无油化浪潮 给真空开关带来了前所未有的发展机遇。凭借自身巨大的 技术优势，真空开关仅用了不到20年的时间就取代少油开 关而成为中压领域的主导产品。目前单断口真空断路器已 达到145kV 电压等级，短路开断电流已达到200kA
第8章 真空断路器
主要内容
真空断路器结构及特点
真空绝缘及其破坏机理
真空电弧的基本特性 触头结构与材料 真空中的开断
第一节 概 述
一、真空断路器 以真空作为绝缘介质和灭弧介质的断路器。 二、什么是真空 真空一般指的是气体稀薄的空间。凡是绝对压力低于正常 大气压力的状态都可称为真空状态。绝对压力等于零的空间 称为绝对真空，这才是真正的真空或理想的真空。 三、真空度 真空的程度以气体的绝对压力值来表示，压力越低称之真 空度越高。在国际单位制中，压力以帕(Pa)为单位.即1N/m2 的作用力。一个标准大气压约为0.1 MPa。过去习惯使用毫 米汞柱(mmHg) 1mmHg 133.3Pa 标准大气压：760mmHg 1.01325 105 Pa
真空灭弧室： 1.33×10－2～1.33×10－5Pa
※ 四、真空断路器的发展
• 真空间隙的气体稀薄，分子的自由行程较大，发生碰撞游 离的几率很小，所以绝缘性能好。
• 早在1893 年，美国人里顿豪斯(Rittenhause)就设计出世 界上第1 只真空灭弧室并以专利的形式发表；1920年，瑞 典佛加（Birka）公司研制出世界上第一台真空开关；1926 年，加里福尼亚工学院的索伦森(Sornsen)教授发表了真空 开关的试验结果，并预言应用真空开关的时代不久就会到 来。由于当时的真空技术还很落后，使得真空开关在工业 上的实际应用被大大推迟了。
员观察和更换灭弧室；产品系列性强，而且容易实现户内外产
品的相互交换。 落地式缺点：总体高度较高，操动机构检修不方便。
落地式
※
（２）悬挂式 真空断路器，是将真空灭弧室用绝缘子悬 挂在底座框架前方，而操动机构设置在后方（即框架内部）， 前后两部分用（绝缘传动）杆连接起来。真空断路器装在一个 手车上，主要由机架、真空灭弧室及传动系统 组成。 悬挂式优点：宜用于手车式开关柜。由于操动机构与高电
五、真空断路器的特点 ① 它以真空作为绝缘和灭弧介质，因而耐电压强度高，开 断能力大;
② 使用安全，既不受外部环境影响，也不对环境造成污染， 无喷油、排气、火灾和爆炸的危险，特别适合于城市变 电站和石油、化工、煤炭等部门使用; ③ 开关的触头开距比其他开关装置小得多，因而对操动机 构的要求较低，使开关的总体体积减小，重量减轻，很 适合城市小型化、紧凑型变电站的工作条件; ④ 操作寿命长，能满足频繁操作的要求;
玻璃：成本低，易加工，气密性及绝缘性好， 易监视（漏气时电弧颜色改变），缺点是耐 冲击性差 陶瓷（高氧化铝）：机械强度高，气密及绝缘 性好，缺点是焊接工艺复杂，成本高
• 在世界中压市场的份额：

1980 20%
1985 46%
1990 55%
1995 62%
2000 70%
• 日本中压市场几乎100%采用真空断路器 • 我国1993年起电力部门大力推广真空断路器。中压真空断 路器的产量2000年已占全部中压断路器产量的87.36%, 2002年已占92.27%，当年生产12kV真空断路器13359台。 我国已成为世界中压真空断路器生产大国之一。 • 我国12kV级的真空断路器的额定开断电流已达到63kA的水 平，与国外产品的技术水平基本相同。40.5kV级的真空断 路器的额定开断电流为25kA。
压隔离，便于检修。
悬挂式缺点：总体深度尺寸大，用铁多，质量重；绝缘子 承受弯曲力；操作时灭弧室振动大；传动效率不高。因此，悬
挂式真空断路器一般只适用于中等电压以下的产品。
悬挂式
2.真空断路器的灭弧室 很像一个大型的真空电子管，真空灭弧室的外壳是由绝缘
筒、两端的金属盖板和波纹管所组成的密封容器。灭弧室内有
• 真空包括的范围很广，为方便起见常将它划分为几个区域。
真空度
粗真空 低真空 高真空 超高真空
真空压力范围
1.01×105～1.33×102Pa 1.33×102～1.33×10－1Pa 1.33×10－1～1.33×10－6Pa 1.33×10－6～1.33×10－10Pa
极高真空
< 1.33×10－10Pa