电真空产品的基础知识和基本术语

7、真空灭弧室的寿命
真空灭弧室是一种电真空器件，其寿命包括四个方面，如有一项达到寿命终结，则该灭弧室即报废而需更换。
1)触头导电系统机械强度寿命。
2)波纹管疲劳寿命：波纹管的作用是维持内腔的真空度，在多次操作过程中材料疲劳破裂导致漏气是波纹管失效的主要原因。
3)内腔的真空度寿命：真空度寿命是指灭弧室自制成之日起，经运输、存放、安装、使用等时间，其内腔真空度逐渐低到最低允许真空度的时间间隔。
4)电寿命：衡量触头材料的耐腐蚀能力，即额定短路电流开断次数之能力，就称为电寿命，以开断次数表示。
8、真空灭弧室过电压保护
真空间隙具有较高的介质恢复速度，有良好的媳弧能力等特点同时也可能带来对电力系统绝缘造成危害的各种过电压。为抑制过电压的产生，避免造成危害，我们可以一方面从真空灭弧室使用材料选择和技术设计着手，另一方面通过加装限压保护装置来达到目的。具体办法有：
1)研究和制造低截流水平的触头材料。
2)研制低重燃率的真空开关管，如提高内腔洁净度，适当地进行电压老练和电流老练。
3)断路器合闸尽量做到无弹跳。如有弹跳，时间不应长于2ms。
4)在感性负载端上并联电容器，这样可以降低波阻抗从而降低截流过电压，不仅降低过电压峰值，还能减缓过电压的前沿陡度。
5)负载端上并联RC吸收回路，其中C的作用如上述的并联电容，R则用于高频振荡中的能量消耗。
安装无间隙氧化锌避雷器，用以限制过电压的幅值。

6、灭弧原理：
真空电弧是依靠电极不断地产生金属蒸汽来维持的，因此，要熄灭真空电弧的唯一方只有将电弧电流减小到一定程度，不足以维持电弧的时候才有可能将其熄灭。在交流情况下，真空电弧电流有一个过零的时刻，这就给出了熄弧的条件；在直流情况下，必须设置一个电力转向装置，使直流真空电弧有一个过零的机会，以创造一个同样的熄弧条件。
6.1灭弧方法和电极触头的选择
真空灭弧室切断交流真空电弧成功与否，与触头之间弧区过零前的金属蒸汽浓度密切有关，金属蒸汽来自电极触头的热斑点，热斑点和金属蒸汽都随着电弧电流瞬时值的增减而变化。电弧电流过零点前一小段时间里，触头间金属蒸汽降低的速度取决于斑点的冷却时间常数。对于扩散型电弧，它只有阴极斑点而无阳极斑点，各支弧均布于触头表面上且处于移动状态，所以热斑点熔区的面积小，深度浅，热惯性小，其冷却时间常数仅有数微秒，有足够的时间让阴极斑点冷却，使金属蒸汽浓度足够的低，同时金属蒸汽因温差、浓度差和压力差的作用迅速向孤区外扩散，电弧不能维持而熄灭。对于收缩型电弧，则这些熄弧条件比扩散型电弧差劣许多。
在开断10KA及以上的短路电流时，先后开发了横向磁场触头和纵向磁场触头。
6.1.1横向磁场灭弧原理
横向磁场触头的工作原理是利用触头本身在开断电流时产生的横向磁场驱使真空电弧不断在触头表面运动，以防止触头表面严重熔化。螺旋槽触头在分断很大电流时，具有相当高的介质恢复速度。采用螺旋槽型触头就有横向磁场灭弧的特性。
6.1.2纵向磁场熄弧原理
采用纵向磁场提高真空开关的分断能力与采用横向磁场的情况截然不同，纵向磁场的加入可以提高由扩散性电弧转变到收缩型电弧的转换电流值。实验表明，在足够的纵向磁场下，大电流真空电弧仍具有扩散性真空电弧的基本特征，电弧斑点在电极触头表面均匀分布，触头表面不会产生局部严重熔化，并具有电弧电压低，电弧能量小的优良特征，这对于弧后强度恢复，提高分断能力是十分有益的。目前，大容量的真空灭弧室多采用纵磁场触头，这是因为纵磁场触头具有电磨损小，使用寿命长和分断能力大等优点。
带斜槽的杯状触头兼有横向磁场和和纵向磁场的特性，可以较好地灭弧。同时为了保证杯状触头具有抗熔焊能力，在触头端部焊有一定抗熔焊能力的铜铬合金材料，也可装置不熔融或截流水平低的电极触头。以达到更好的灭弧效果。