真空遮断器真空スイッチチューブとも呼ばれる真空遮断器は、中高圧電力スイッチの中核部品です。その主な機能は、中高圧回路が電源から切断された後、チューブ内の真空の優れた絶縁性によりアークをすばやく消火し、電流を抑制して、事故や予期しないイベントを回避することです。主に送配電制御システム、冶金、鉱業、石油、化学工業、鉄道、放送、通信、工業用高周波加熱、その他の配電システムに使用されています。省エネ、材料節約、防火、防爆、小型、長寿命、メンテナンスコストの低さ、信頼性の高い操作、汚染のないなどの特徴があります。真空遮断器は、用途によって遮断器用遮断器と負荷開閉器用遮断器に分けられます。遮断器用遮断器は主に電力分野の変電所や電力網施設で使用され、負荷開閉器用遮断器は主に電力網のエンドユーザーに使用されます。
1. 気密断熱システム
気密絶縁システムは、ガラスまたはセラミック製の気密絶縁シェル、可動端カバー、固定端カバー、およびステンレス鋼ベローズで構成されています。ガラス、セラミック、金属間の良好な気密性を確保するために、密閉時の厳格な操作手順に加えて、材料自体の空気透過性が最小限で、内部の空気放出が最小値に制限されている必要があります。ステンレス鋼ベローズの役割は、真空消弧室内の真空状態を外部の大気状態から隔離するだけでなく、可動接点と可動導電ロッドが指定された範囲内で移動できるようにして、真空スイッチの開閉操作を完了することです。
2. 伝導システム
固定導電棒、固定アーク面、固定接点、可動接点、可動アーク面、可動導電棒は、アーク消弧室の導電システムを構成する。固定導電棒、固定アーク面、固定接点は総称して固定電極と呼ばれ、可動接点、可動アーク面、可動導電棒は総称して可動電極と呼ばれる。真空アーク室に組み立てられた真空遮断器、真空負荷スイッチ、真空接触器が閉じられると、操作機構は可動導電棒の動きを介して2つの接点を閉じ、回路接続を完了する。2つの接点間の接触抵抗を最小限に抑えて安定性を維持し、アーク室が動的な安定電流に耐えるときに優れた機械的強度を確保するために、真空スイッチには可動導電棒の一端にガイドスリーブが設けられ、2つの接点間の定格圧力を維持するために1組の圧縮スプリングが使用されている。真空スイッチが電流を遮断すると、アーク室の2つの接点が分離し、電流が自然にゼロを通過するとアークが消えるまで、それらの間にアークが発生し、回路遮断が完了します。
3. シールドシステム
真空アーク消火器のシールドシステムは、主にシールドシリンダー、シールドカバー、その他の部品で構成されています。
シールドシステムの主な機能は次のとおりです。
（１）アーク放電中に接点から多量の金属蒸気や液滴が発生し、絶縁シェルの内壁を汚染し、
その結果、真空遮断器シェルの絶縁強度が低下したり、フラッシュオーバーが発生したりします。
（２）真空遮断器内部の電界分布の改善は、特に高電圧の真空遮断器の絶縁シェルの小型化につながる。
電圧真空遮断器の小型化は大きな効果をもたらします。
（３）アークエネルギーの一部を吸収し、アーク生成物を凝縮する。特に真空アーク消弧器が短絡電流を遮断すると、アークは
発生した熱エネルギーのほとんどはシールドシステムによって吸収され、接点間の誘電回復強度の向上に役立ちます。シールドシステムはアークを吸収します。
製品の量が多いほど吸収するエネルギーが大きくなり、真空遮断器の遮断能力を高めるのに役立ちます。
4. 連絡先
接点はアークの発生と消滅が行われる部分であり、材質や構造に対する要求が比較的高いものとなります。
4.1 接触材料には以下の要件が課せられます。
（１）高い遮断容量。材料自体には、高い電気伝導性、低い熱伝導性、高い熱容量、低い熱電子放出容量が要求される。
（２）高い破壊電圧。破壊電圧が高いほど、絶縁回復強度が高くなり、アーク消弧に有利となる。
（３）電気腐食に対する高い耐性、すなわちアーク浸食に耐えることができ、金属の蒸発が少ない。
（４）溶融溶接に対する耐性
（５）カットオフ電流値が低いこと（２．５Ａ以下が望ましい）。
（６）ガス含有量が少ない。
現在、遮断器の真空消弧室の接点材料は主に銅クロム合金で作られており、銅とクロムがそれぞれ50％を占めています。上下の接点の突合せ面には銅クロム合金板が溶接されており、厚さは一般的に3mmです。残りは接点座と呼ばれ、無酸素銅で作ることができます。
4.2 接触構造
接点構造は消弧室の遮断容量に大きな影響を与えます。異なる接点構造を使用することで生み出される消弧効果は異なります。初期には単純な円筒形の接点が使用されていました。構造は単純でしたが、遮断容量は遮断器の要件を満たすことができず、10kA未満の電流しか遮断できませんでした。現在は、真空負荷スイッチ、高電圧真空接触器、その他の真空スイッチチューブのみが使用されています。現在、一般的に使用されているのは
接点には螺旋溝構造接点、傾斜溝付きカップ形構造接点、縦磁場カップ形構造接点があり、その中で縦磁場カップ形構造接点が主流です。
5. ベローズ
真空遮断器のベローズは、可動電極が一定の範囲内で移動し、長時間高真空を維持することを保証し、真空遮断器の機械的寿命を長くすることを主に担っています。真空遮断器のベローズは、厚さ0.1〜0.2mmのステンレス鋼で作られた薄肉部品です。真空スイッチの開閉プロセス中、遮断器のベローズは膨張と収縮を受け、ベローズの断面は変動応力を受けるため、ベローズの寿命は、繰り返しの膨張と収縮の量と使用圧力に応じて決定する必要があります。ベローズの疲労寿命は、作業条件の加熱温度に関係しています。真空遮断器が大きな短絡電流を遮断した後、導電棒の残留熱がベローズに伝達され、ベローズの温度が上昇します。温度上昇が一定レベルに達すると、ベローズの疲労強度に影響します。
6. 動作原理
真空遮断器は、真空に密封された一対の接点を使用して電力回路の接続と切断の機能を実現する電気真空装置です。高真空シート絶縁媒体を使用しています。一定値の電流を遮断すると、可動接点と固定接点が、分離の瞬間に接点がちょうど分離した特定のポイントまで収縮し、電極間の抵抗が急激に増加し、温度が急速に上昇して電極金属が蒸発し、非常に高い電界強度が形成され、ギャップの激しい電界放出と破壊を引き起こし、真空アークが発生します。動作電流がゼロに近づき、接点間隔が増加すると、真空アークのプラズマが急速に広がります。アーク電流がゼロを通過すると、接点ギャップ内の媒体が導体から絶縁体に急速に変化するため、電流が遮断され、遮断プロセスが終了します。
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