一、真空断路器概述
（一）真空断路器概念
真空断路器是指以真空作为灭弧介质和绝缘介质，在真空容器中进行电流开断和关合的断路器。为满足绝缘强度要求，真空度一般要求在1.33×10-3～1.33×10-7 Pa之间。
（二）真空断路器工作原理
真空灭弧室中电弧的点燃是由于真空断路器刚分瞬间，触头表面蒸发金属蒸气，并被游离而形成电弧造成的。真空灭弧室中电弧弧柱压差很大，质量密度差也很大，因而弧柱的金属蒸气（带电质点）将迅速向触头外扩散，加剧了去游离作用，加上电弧弧柱被拉长、拉细，从而得到更好的冷却，电弧迅速熄灭，介质绝缘强度很快得到恢复，从而阻止电弧在交流电流自然过零后重燃。
（三）真空断路器优、缺点
1.优点
电弧在密封的容器中燃烧，没有火灾和爆炸危险；熄弧时间短，电弧能量小，触头损耗小，开断次数多；动导电杆的惯性小，适用于频繁操作；触头部分完全密闭，不会因潮气、灰尘、有害气体等影响而降低性能；结构简单，维护工作量少且成本低。
2.缺点
开断感性负载或电容负载时，引起截流过电压、三相同时开断过电压及高频重燃过电压。真空断路器关、合闸时发生弹跳，不仅会产生较高的过电压影响整个电网的稳定性，更重要的是使触头烧损甚至熔焊，这在投入电容器组产生涌流时及短路关、合的情况下更加严重。
二、真空断路器结构
真空断路器主要由支架、真空灭弧室、操动机构3部分组成。支架是安装各种功能组件的架体。真空灭弧室是断路器的核心元件，主要由绝缘外壳、动静触头、屏蔽罩和波纹管组成，其结构如图5-3所示。
图5-3 真空灭弧室结构
1—动导电杆；2—绝缘外壳；3—触头；4—波纹管；5—屏蔽罩；6—动导电杆；7—动端盖板；8—静端盖板
真空断路器绝缘外壳既是真空容器，又是动、静触头间的绝缘体。其作用是支撑动静触头和屏蔽罩等金属部件，与这些部件气密地焊接在一起，确保灭弧室内的高真空度。
触头既是关合时的通流元件，又是开断时的灭弧元件。常用的触头材料主要有铜铋合金和铜铬合金。真空断路器触头一般采用对接式，分为平板触头、横向磁场触头和纵向磁场触头，如图5-4所示。动、静触头分别焊接在动、静导电杆上，用波纹管实现密封。动触头在机构驱动力作用下，能在灭弧室内沿着轴向移动，完成分、合闸。
图5-4 各种触头结构形式
（a）平板触头；（b）杯形触头（横磁场）；（c）螺旋触头（横向磁场）；（d）纵向磁场触头；（e）纵向磁场触头(www.xing528.com)
屏蔽罩可采用铜或钢制成，要求具有较高的热导率和良好的凝结能力。其作用如下：
（1）防止燃弧过程中触头间产生的大量金属蒸气和金属颗粒喷溅到绝缘外壳的内壁，导致外壳的绝缘强度降低或闪络。
（2）改善灭弧室内部电场的均匀分布，降低局部电场强度，提高绝缘性能。
（3）吸收部分电弧能量，冷却和凝结电弧生成物，提高间隙介质强度的恢复速度。
波纹管既要保证灭弧室完全密封，又要在灭弧室外部操动时使触头做分合运动。波纹管的侧壁可在轴向上伸缩，其允许伸缩量决定了灭弧室所能获得的触头最大开距。波纹管是真空灭弧室中最容易损坏的部件，其金属疲劳度决定了真空灭弧室的机械寿命。
三、ZN28G-12型真空断路器
1.概述
ZN28G-12型户内交流高压真空断路器是三相交流50Hz，最高工作电压为12kV的设备，作为电网设备、工矿企业动力设备的保护和控制用。该型真空断路器结构简单，体积小，既可单独使用，也可用于中置式开关柜和固定式开关柜。
2.技术参数
ZN28G-12型真空断路器技术参数见表5-1。
表5-1 ZN28G-12型真空断路器技术参数
续表
3.断路器结构
断路器与操动机构为一体前后布置。操动机构、主轴、分闸弹簧、油缓冲器等部件安装在机构箱中。机构箱后面装有两块安装板，供开关柜内固定安装断路器用，安装板上水平装有6只绝缘子，上绝缘子固定动铝支架，下绝缘子固定静铝支架，动、静铝支架的左端作出线端子，真空灭弧室安装在动、静铝支架之间，通过绝缘拉杆、拐臂、导电杆连接。动、静铝支架之间装有两根绝缘杆将两者连成一个整体，提高整体刚度。
ZN28G-12型真空断路器结构如图5-5所示。
图5-5 ZN28G-12型真空断路器结构
1—安装支架；2—绝缘子；3—静铝支架；4—真空灭弧室；5—绝缘杆；6—动铝支架；7—软连接；8—导电夹；9—导向板；10—导电杆；11—七字拐臂；12—绝缘拉杆；13—压簧；14—主轴；15—调整片；16—连杆；17—油缓冲器；18—机构箱
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