中压开关 · 真空灭弧室

中压真空灭弧室模块

真空灭弧室是中压真空断路器、接触器和负荷开关里真正开断电流的密封瓷管。订货时除了电压、电流、开断电流,还要把触头压力、开距、允许磨损和真空度检测方法一起对上。

覆盖装在中压断路器、接触器、负荷开关和重合器里的真空灭弧室本体:额定值怎么随整台开关定、机构要给多大的力、装配时的禁止动作,以及在役真空度检测和高压试验的人身防护。

中压真空灭弧室模块应用场景
示意图:竖直安装在绝缘支架上的真空灭弧室,中间是白色陶瓷外壳,两端为金属端盖,下端可见波纹管和动导电杆,右侧有一根编织铜软连接。

灭弧室在开关里做什么

产品作用

真空灭弧室把一对动、静触头封在抽成高真空的陶瓷外壳里,是真空断路器的开断室。ABB 在 VD4 断路器样本中写明,灭弧室容纳触头并构成开断室,内部没有可电离的介质[1]。同一类瓷管按用途分成断路器用、负荷开关用和接触器用几种,触头材料随用途不同:陕西华电(Huadian)的介绍页列出断路器用铜铬触头、负荷开关用钨铜触头、接触器用低截流的 Cu(W+WC) 触头[8]。灭弧室本身只负责开断和绝缘断口,分合动作靠外部操动机构带动动导电杆完成[1][8]。

工作原理

触头分离时,电弧完全由熔化、汽化的触头材料维持;电流接近自然过零时,金属蒸气迅速凝结,触头间隙在微秒级时间内恢复绝缘,电弧熄灭[1]。在额定电流下电弧呈扩散型,触头烧损很小;电流更大时电弧从阳极开始收缩,局部温度升高,ABB 用螺旋形触头产生径向磁场,让电弧绕触头轴线旋转,分散热应力[1]。国内厂家多采用杯状纵磁触头结构,例如Volcano 的灭弧室页面写明为铜铬触头、纵磁杯状结构[3]。

瓷壳、触头、波纹管和屏蔽罩

ABB 的灭弧室剖面图依次标出导电杆/端子、防扭装置、波纹管、外壳、屏蔽罩、陶瓷绝缘体和触头[1]。下表按这些零件说明作用和公开资料里的材料。

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部件作用材料与配置
陶瓷绝缘外壳与端盖(真空腔)陶瓷外壳与动、静端盖焊封成真空腔,既保持真空,又承担断口两端的绝缘[1][8]。华电的介绍页指出,外壳材料的透气率和内部放气量都要尽量低,才能长期保持真空[8]。陶瓷(Volcano 页面写为波纹陶瓷外壳)[3];部分型号用玻璃外壳[8]。瓷料成分和端盖金属按厂家图纸。
动触头与动导电杆由操动机构经动导电杆带动,与静触头分合;合闸后靠机构弹簧施加的触头压力保持低回路电阻[1][8]。断路器用灭弧室多为铜铬合金触头:华电写明铜、铬各约占一半,在上下触头对接面焊一片约 3 mm 厚的铜铬片,触头座可用无氧铜[8]。负荷开关用钨铜、接触器用 Cu(W+WC)[8]。
静触头与静导电杆固定在静端盖一侧,经静导电杆引出接线端,与动触头一起构成开断间隙并承载短路电流[8]。与动触头成对使用,材料同上;Volcano 12 kV 灭弧室为铜铬触头[3]。
金属波纹管把真空腔与大气隔开,同时让动导电杆在规定行程内移动[8]。大气压作用在波纹管上会产生一个自闭合力,Ghorit TD-12/1250-25 为 110±30 N[2]。波纹管寿命取决于反复伸缩次数、受力和温度,开断大短路电流后导电杆余热会传到波纹管,使其更易疲劳[8]。薄壁不锈钢,华电给出的壁厚约 0.1–0.2 mm[8];钢号按厂家图纸。
屏蔽罩(屏蔽筒)挡住燃弧时喷出的金属蒸气和液滴,防止其污染瓷壳内壁导致绝缘下降或闪络;同时改善内部电场分布,并吸收一部分电弧能量、冷凝电弧产物,有助于开断短路电流[8]。金属屏蔽筒和屏蔽罩[1][8],材质按厂家图纸。

十二项指标在 Ghorit、火山和 Shone 型号上的写法

灭弧室的额定值是装进整台开关、配合机构做型式试验得出的。下表每项尽量给出一个具体型号的公开数值和条件,没有公开实例的项写成订货时要提出的条件。

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参数资料与范围选型含义
额定电压Ghorit TD-12/1250-25:12 kV[2]。Shone SVB 系列表中有 7.2 kV(SVB-6Q63)、12 kV(SVB-10M25E 等)、24 kV(SVB-20M25)和 36 kV(SVB-30P25)各档[4]。按系统最高电压选档;海拔超过 1000 m 时,整台开关的外绝缘要按海拔修正,可能需要提高一档,见“额定值随整台开关定”一节[1]。
额定电流Ghorit TD-12/1250-25:1250 A[2];Volcano 12 kV 灭弧室:630 A[3];Shone SVB 系列从 400 A(SVB-6H8B)到 4000 A(SVB-10R40E)[4]。ABB 断路器样本把额定电流对应 40 °C 环境[1];灭弧室在极柱里的散热条件决定实际载流,按整台开关的温升试验结果取值。
额定短路开断电流Ghorit TD-12/1250-25:25 kA,额定短路关合电流 63 kA,可关合 30 次[2]。Shone SVB-10Q50:12 kV、3150 A、50 kA;SVB-6Q63:7.2 kV、63 kA[4]。同一尺寸系列里,开断电流越大,管径通常越粗(Shone SVB-10M25E 外径 94 mm,SVB-10M40E 为 102 mm)[4],会影响极柱和相间距设计。
触头开距Ghorit TD-12/1250-25 配套开关的分闸开距为 9±1 mm[2]。开距由机构行程决定,影响断口耐压和分闸时间;按灭弧室厂家给出的开距和超程调整机构。
管内压力(真空度)Megger 资料写明,正常灭弧室内部压力低于 10⁻² mbar(即 1 Pa),具体值由制造厂确定[6]。Shone 的检测文章把 1×10⁻² Pa 及以上作为必须立即退出运行的界限[5]。Lublin 理工大学的研究指出,压力超过约 1 Pa 后断口击穿电压急剧下降,分闸后可能持续燃弧[7]。订货时要求厂家给出出厂真空度和在役判废值。
机械寿命Ghorit TD-12/1250-25 和Volcano 12 kV/630 A 灭弧室均为 10000 次[2][3];Shone 官网宣称其灭弧室型式试验做到 30000 次机械操作[4]。机械寿命主要受波纹管疲劳限制[8];接触器等频繁操作场合按整机要求的操作次数选型。
回路电阻Ghorit TD-12/1250-25:最小额定触头压力下小于 25 µΩ[2];Volcano 12 kV/630 A:最低额定触头压力下 ≤45 µΩ[3]。回路电阻要在规定触头压力下测才有可比性;装机后用微欧计测量,与设计值或同批其他灭弧室比较[8]。
触头压力Ghorit TD-12/1250-25:额定触头压力 2000±200 N;波纹管与大气产生的自闭合力 110±30 N;全行程时的反力 190±30 N[2]。Volcano 12 kV/630 A:自闭合力 70±40 N,全行程保持分闸所需力 120±40 N[3]。触头压力由机构的触头弹簧提供[1];分闸弹簧和保持机构要克服自闭合力与全行程反力。
环境温度ABB VD4 断路器:12 kV 机型 −5~+40 °C,36 kV 机型 −5~+55 °C[1]。灭弧室的使用温度随所装的开关和极柱而定,按整台开关的使用条件提出,低温、高温或湿热地区单独说明。
外绝缘与爬电距离Ghorit 在 TD-12/1250-25 数据表下注明:表中绝缘值需要外部绝缘介质才能达到,例如 SF6、油或固体绝缘材料[2]。瓷壳表面的爬电距离和外绝缘方式(空气、硅橡胶涂层、环氧固封极柱、SF6)按开关结构和使用地污秽等级在订货时提出。
绝缘水平Ghorit TD-12/1250-25:1 min 工频耐压 42/48 kV,雷电冲击耐压 75 kV(峰值)[2];Volcano 12 kV/630 A:42 kV、75 kV[3]。ABB VD4 12 kV 断路器按 IEC 62271-100 为 28 kV、75 kV,36 kV 为 95 kV、185 kV[1]。同为 12 kV,工频耐压有 28 kV 与 42 kV 两种写法,订货时写明按哪份标准、对相间、对地还是断口;海拔高于 1000 m 再乘修正系数[1]。
重量与外形尺寸Ghorit TD-12/1250-25 运动部件质量 1.2 kg[2]。外形以 Shone 为例:SVB-10M25E 外径 94 mm、长 238 mm;SVB-30P25 外径 116 mm、长 406 mm[4]。整管重量向厂家索取;运动部件质量影响机构的分合闸速度,外径和长度决定能否装进现有极柱或固封模具。

额定值随整台开关定,海拔高要升一档

灭弧室数据表上的开断电流、电寿命和绝缘水平,都是装在指定机构和极柱里试出来的。Ghorit 在 TD-12/1250-25 的说明里写明满足 IEC 62271-100 和 GB 1984-2003 的 E2 级自动重合闸电寿命要求,其余额定特性按需提供,绝缘值依赖外部绝缘介质[2]。

ABB 指出空气绝缘随海拔升高而下降,安装在 1000 m 以上的设备外绝缘要修正,灭弧室内部靠真空绝缘,不受海拔影响[1]。ABB 的算例:海拔 2000 m、运行电压 12 kV、修正系数 Ka=1.13,海平面试验值要达到 28×1.13≈31.6 kV 工频和 75×1.13≈84.7 kV 冲击,因此应选 17.5 kV 级、绝缘水平 38 kV/95 kV 的设备[1]。

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型号电压 / 电流开断电流工频 / 冲击耐压开距 / 触头压力
Ghorit TD-12/1250-25(2D53,带硅橡胶涂层)[2]12 kV / 1250 A25 kA42/48 kV / 75 kV9±1 mm / 2000±200 N
Volcano 12 kV 断路器用灭弧室[3]12 kV / 630 A短时耐受 20 kA,4 s42 kV / 75 kV按厂家资料
Shone SVB-10M25E[4]12 kV / 1250 A25 kA按厂家资料按厂家资料
Shone SVB-30P25[4]36 kV / 2000 A25 kA按厂家资料按厂家资料

机构要给多大的力、走多快、留多少超程

Ghorit 给出 TD-12/1250-25 配套开关的机械数据:开距 9±1 mm,平均分闸速度 1.1±0.2 m/s,平均合闸速度 0.7±0.2 m/s,额定触头压力 2000±200 N,合闸弹跳小于 2 ms,三相合闸不同期小于 2 ms,分闸最大反弹小于 2 mm[2]。按 9 mm 开距和 1.1 m/s 平均速度估算,触头走完全开距约需 8 ms。

触头会随开断次数逐渐烧损。Ghorit 和Volcano 的灭弧室都把触头允许磨损量定为 3 mm[2][3],约为 TD-12 开距的三分之一。ABB 在 VD4 机构说明中写明,可用超程大于灭弧室寿命期内的最大触头磨损量[1]。磨损后超程和触头压力随之减小,所以维护时要按厂家规定定期测超程或看磨损标记。

华电的使用注意事项写明:触头烧损达到动导电杆上的烧损标记,或烧损厚度超过规定值,灭弧室即到寿命,应予更换[8]。

装配时禁止的几个动作

华电列出的安装注意事项:灭弧室运行时必须有导向装置,保证动导电杆与管轴同轴,波纹管不受扭转;严禁用硬物撞击、敲打管壳,以免破裂漏气,也要防止玻璃外壳划伤,划伤的玻璃在开断受热后容易破裂;装配时保证导电杆的同轴度或与静端端面的垂直度;不要反复拆装灭弧室,也不要扭转导电杆或过度压缩波纹管,以免波纹管受扭、划伤而缩短寿命[8]。

Shone 的安装说明要求:灭弧室附近的螺钉紧固时工具必须清洁,严禁使用活扳手;各零件紧固件规格按设计规定选用;转动和滑动部位涂润滑脂;整体调试合格后,可调连接处点红漆作标记,出线端涂防腐脂[4]。ABB 的灭弧室结构中设有防扭装置,作用同样是保护波纹管[1]。

在役真空度检测与高压试验的人身防护

Megger 的 VIDAR 资料说明,灭弧室的真空会在若干年甚至几十年后开始泄漏,一旦开始,多数情况下泄漏很快,断路器随之失去可靠开断能力[6]。最常用的现场方法是在分闸断口上加高压,看是否闪络:试验电压应由断路器厂家给定,未给定时按标准取;等效直流试验电压等于所需交流试验电压的峰值,直流方法见 IEEE C37.20.3,试验电压参考 IEC 62271-1 和 IEEE C37.06[6]。VIDAR 提供 10、14、25、40、60 kV 直流档,漏电流超过 0.3 mA 判为不合格;Megger 同时提醒,灭弧室内的电场应力也不可过高[6]。

用直流做耐压时,触头上微小尖点的场致发射电流可能被误判为漏气。华电建议两种极性各做一次:真正漏气的灭弧室两种极性漏电流都高,尖点引起的高电流只在一种极性下出现[8]。Shone 则更推荐交流耐压,并指出工频耐压只能发现大于约 10⁻¹ Pa 的严重泄漏;需要压力读数和趋势时用磁控放电法,在管外套励磁线圈、断口加直流高压,由离子电流算出管内压力[5]。

高压试验时的人身防护,Shone 写得很明确:断口加交流或直流高压时,局部场致电子发射会产生 X 射线,试验人员必须站在距断路器至少 3 m 处,并处在标准钢制开关柜板之后;加试验线前,用异丙醇把陶瓷或模塑外壳表面擦净,去掉灰尘、潮气和金属性爬电通道;开始放电试验前,必须先把断路器机构可靠锁定在分闸位置,防止加压时意外合闸[5]。VIDAR 本身采用双手同时旋钮加压和高压警示灯[6]。

随灭弧室一起向供货方索取:出厂真空度值和在役判废值、推荐的断口耐压试验电压(交流或直流、极性要求)、触头允许磨损量和超程测量方法、在指定机构和极柱中的型式试验报告、外形图与整管重量、储存年限(Ghorit 为 20 年[2])。

关联的应用系统与部件

以下入口来自产品关系,用于继续查阅;具体机型的装配和兼容性仍需对应型号资料。

关联部件

资料来源与适用范围

核对日期:2026-10-17。数值均取自上列厂家页面、样本和论文中的具体型号,均为各自型号在其试验条件下的值。灭弧室在你的开关中的额定值,以装入该机构和极柱后的型式试验报告为准。

  1. ABB — VD4 中压真空断路器技术样本(TK 520 E,2008-09)第 6–8 页真空开断原理、螺旋触头、灭弧室结构图;第 16–18 页 12 kV 与 36 kV 机型额定值和使用温度;第 32 页海拔修正算例;第 33 页触头压力与超程。用于定义、原理、部件表和额定值一节。
  2. Ghorit — 户内断路器用真空灭弧室 TD-12/1250-25(2D53,带硅橡胶涂层)产品页主要技术参数和配套开关机械数据表,以及 E2 级、外部绝缘介质的说明。用于参数表、型号对照表和机构配合一节。
  3. Zhejiang Volcano — 断路器用真空灭弧室产品页12 kV/630 A 灭弧室的结构说明(陶瓷外壳、铜铬触头、纵磁杯状结构)和主要技术参数。用于参数表、部件表和型号对照表。
  4. Shone — 断路器用真空灭弧室栏目页SVB 系列型号表(电压、电流、开断电流、外径、长度)和安装要求。用于参数表、型号对照表和装配一节。
  5. Shone — How To Test Vacuum Degrees in Vacuum Circuit Breakers(真空度检测方法)工频耐压法与磁控放电法的对比、判废压力,以及 X 射线、3 m 距离、机构锁定等试验安全要求。用于真空检测一节和真空度参数。
  6. Megger — VIDAR 真空灭弧室测试仪数据单(VIDAR_DS_en_V06,2022)泄漏机理、闪络阈值与管内压力的关系、交直流等效试验电压、10–60 kV 直流档和 0.3 mA 判据。用于真空检测一节和真空度参数。
  7. Węgierek 等(Lublin 理工大学)— 中压真空灭弧室压力传感器膜片的试验分析,Materials 2025, 18(24):5682引言中关于真空绝缘在约 1 Pa 以上急剧下降、可能持续燃弧的论述。用于真空度参数。
  8. 陕西华电(Huadian)— 真空灭弧室栏目页按用途分类的触头材料、外壳/导电/屏蔽/触头/波纹管各系统说明、安装与使用注意事项、直流耐压换极性方法。用于定义、部件表、机构配合、装配和真空检测各节。

中压真空灭弧室模块相关厂家

比较厂家官网列出的产品系列,在本页查看资料、准备采购需求。

3 家 · 产品来源可查

Hangzhou Shone Vacuum Electrical Apparatus Co., Ltd.

Hangzhou Shone 自 2004 年起生产真空灭弧室、固封极柱和真空断路器,灭弧室按断路器、负荷开关、接触器和重合器分类;断路器用 SVB 系列覆盖 7.2–36 kV、400–4000 A 多个型号。

查看产品资料依据
官网产品分类
Shone · SVB 系列断路器用真空灭弧室
资料核查日期
2026-10-17

HONGFA

Xiamen

宏发(厦门宏发电声)官网单列真空灭弧室产品线,分为断路器用、负荷开关用和接触器用三类,用于真空断路器、真空接触器和真空负荷开关。

查看产品资料依据
官网产品分类
宏发 HONGFA · 断路器、负荷开关、接触器用真空灭弧室
产品来源
www.hongfa.com ↗
资料核查日期
2026-10-17

ZHEJIANG VOLCANO ELECTRICAL TECHNOLOGY CO.,LTD.

Volcano(浙江乐清)生产真空断路器、负荷开关和开关柜,官网列出 TD 系列真空灭弧室和固封极柱;12 kV/630 A 断路器用灭弧室为铜铬触头、纵磁杯状结构,机械寿命 10000 次。

查看产品资料依据
官网产品分类
VOLCANO · TD 系列真空灭弧室
资料核查日期
2026-10-17

采购需求由 CNFX 接收处理。厂家认领标识与产品资料来源分别展示;具体型号、供货及交期以双方确认为准。

常见问题

真空灭弧室、真空开关管、真空泡说的是同一个东西吗?

在中压开关行业里通常指同一个部件:Shone 官网把 vacuum interrupter 也称作 vacuum switch tube(真空开关管),Volcano 页面的标签也用了真空灭弧室(vacuum arc extinguishing chamber)这一叫法。采购时更关键的是用途:断路器用、负荷开关用和接触器用的灭弧室触头材料和额定值都不同。

12 kV 灭弧室的工频耐压,为什么有的写 42 kV,有的写 28 kV?

Ghorit TD-12/1250-25 和Volcano 的 12 kV 灭弧室写的是 42 kV(1 min),ABB VD4 12 kV 断路器按 IEC 62271-100 写的是 28 kV,冲击耐压三者都是 75 kV。两种数值来自不同标准体系,订货时写明按哪份标准、是对地、相间还是断口。

触头磨损到多少就要换灭弧室?

以厂家给出的允许磨损量为准。Ghorit TD-12/1250-25 和Volcano 12 kV 灭弧室都是 3 mm。华电写明,烧损到达动导电杆上的标记或超过规定厚度,就到了寿命,应当更换。

在开关柜上做灭弧室耐压试验,人要站多远?

Shone 的检测文章要求试验人员距断路器至少 3 m,并站在标准钢制开关柜板之后,因为断口加高压时会产生 X 射线;加压前还要把机构可靠锁定在分闸位置。

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