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0帧起手,聚焦中压开关“黑科技”丨真空灭弧室如何“驯服”高压电弧?

发布日期:2025-12-26 来源:施耐德电气作者:网络
 电弧的产生和熄灭是中压真空断路器正常工作过程中的重要环节。当开断电路时,触头之间会产生强烈的白光,白光的本质即是电弧。电弧中心温度可达数千摄氏度,甚至高达上万摄氏度,容易造成金属触头熔化、蒸发及烧蚀,降低接触可靠性,缩短开关使用寿命,严重时甚至可能导致触头粘连而无法分断。另一方面,电弧在开断过程中也发挥着“电流临时通道”的作用,可以避免“截流”(电流瞬间归零)现象所产生的极高过电压。
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真空灭弧室作为核心部件,其良好的开断性能和绝缘性能,是确保真空断路器安全可靠运行的关键前提和核心支撑。正因如此,在其制造环节中,先进设计技术的精准落地、高品质材料的规模化应用以及全流程有效的工艺质量管控,均具有至关重要的意义。


卓越表现的背后,是一系列“黑科技”的高效集成与系统耦合。「0帧起手,聚焦中压开关“黑科技”」邀您继续探索。


本期揭秘

“电弧驯服者”—— 真空灭弧室



01

当空气成为“帮凶”

电弧如何在真空中被“驯服”

空气介质中的开关触头分断电流时,触头间隙空气会被电离成等离子导电通道。如果将开关触头装在真空容器内,由于不存在可被电离的空气,触头分离时,触头间的电弧通道仅仅由金属材料形成的金属蒸气构成,金属蒸气会在主回路电流自然过零时快速凝聚,电弧因能量消失而熄灭,触头间在微秒级的时间内迅速恢复真空绝缘状态,且极高的耐受系统瞬态恢复电压能力使得电弧不致复燃。真空灭弧室就此诞生——采用陶瓷外壳提供机械强度与绝缘保障,内部动触头和静触头承担电流通断,屏蔽罩则用于吸附金属蒸气、保护内壁绝缘能力。

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真空灭弧室开断电流时,动静触头间会产生电弧,如果电流较大,由于自身磁场作用,电弧会聚集造成触头局部过热。通常可把触头设计成特殊形状,采用横向磁场结构或纵向磁场结构,以避免电弧聚集。如螺旋形状的触头可产生一个横向的磁场,且在触头边缘的区域磁场强度最大,电弧被磁场驱动保持旋转,从而扩散到触头整个表面并平均分配热应力,避免了触头的局部烧蚀,延长了灭弧室的整体寿命


02

真金不怕火炼

灭弧室如何在两道特殊工序中“脱胎换骨”

采用先进技术和高品质原材料的真空灭弧室通过一次封排工艺规模化生产完成后,为确保生产的每一只真空灭弧室都符合各种应用要求,会通过两道特殊工序 —— “高电压老炼”和“大电流老炼对灭弧室进行工艺处理,可大大提高其容性开合性能裕度,降低使用风险。简而言之:两种老炼各有侧重,同样重要。

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高电压老炼

通过施加高电压反复击穿灭弧室,清除内部触头间、触头与屏蔽罩间的微小尖端,以及金属及非金属微粒等污秽物,进而大幅提升其整体绝缘能力。

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大电流老炼

通过施加大电流,在触头间形成持续的扩散性电,经过电弧“锻炼”的触头可达到微观下更加平滑的表面质量,形成更稳定、致密的细晶粒层,显著增强触头的抗电弧烧蚀能力和机械强度,从而进一步提高和改善其开断能力和操作寿命。

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03

自研自产 可靠开断

EvoPacT HVX中压智能真空断路器

在电网安全的世界里,中压开关设备每一次成功的开断操作都是对产品的全方位考验,核心本质在于过硬的技术、匠心的品质、强悍的性能。 


EvoPacT HVX 中压智能真空断路器,搭载自主研发、原厂生产的高性能真空灭弧室,基于先进生产技术及专业经验积累,在确保灭弧室内部零部件质量的基础上,在生产过程中对成品再次进行高电压和大电流“双老炼”处理,“炼”就了无懈可击的可靠性能。全系列满容量开断次数高达100次、机械寿命最高达5万次,背靠背电容器组开断电流达1250A

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拥有强悍性能的背后,是施耐德电气研发、智造能力的具象体现,作为一款全球团队联合设计的新品,中国团队的“中国智慧”在EvoPacT HVX的诞生过程中与“全球实践”深度融合,使得产品多项参数远超国家标准及国际标准EvoPacT HVX顺利通过国家级产品鉴定,获颁“国际领先”权威认证,以硬核实力为中压配电树立全新标杆。


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与其他断路器相比,真空断路器具有性能可靠、使用广泛、环境友好、少维护或免维护等特点,这很大程度上依赖于真空灭弧室的完美表现。既要保证数十年寿命内不漏气,也要安全满足每次看似轻松的开合操作。EvoPacT HVX中压智能真空断路器采用施耐德电气自行研制、原厂生产的真空灭弧室,堪称一款值得信赖的全能型产品,在各个领域发挥出色,为新型电力系统的构建提供可靠支撑。




未来,我们仍将继续深耕中压开关的创新之路,以可靠科技,点亮每一份安心。

 

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