真空断路器的结构特点和优缺点

真空断路器因灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质为高真空而得名;具有体积小、重量轻、适合频繁操作、灭弧无需维护等优点。

应用比较流行。

下面小编就为大家介绍一下“真空断路器由哪些元件组成,真空断路器的特点是什么”。

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真空断路器主要包括三部分:真空灭弧室、操作机构、支架等部件。

1.真空灭弧室

根据开关类型的不同,有外屏蔽罩的陶瓷真空灭弧室、中间密封杯形纵向磁场的小型真空灭弧室、内密封玻璃泡灭弧室等。基本结构如下:

1) 气密绝缘外壳

由陶瓷、玻璃或微晶玻璃制成的气密绝缘筒体、活动端盖、固定端盖和不锈钢波纹管组成的气密绝缘系统是一种真空密封容器。

保证气密性,除了密封型式中的严格操作流程外,还要求材料本身具有较小的透气性和内部放气性。

2) 导电系统

它由固定导电杆、固定运行弧面、固定触头、动触头、动弧面和动导电杆组成。

触头结构大致分为三种:圆柱形触头、带螺旋形的横向磁场触头槽弧面,纵向磁场触点。

目前,这种灭弧室采用纵向磁场技术,具有强大而稳定的灭弧能力。

3) 屏蔽系统

屏蔽罩是真空灭弧室中不可缺少的元件,屏蔽罩有多种类型,如围绕触点的主屏蔽罩、波纹管屏蔽罩、均压屏蔽罩等。

主屏蔽罩的作用如下:①防止电弧电弧过程中产物飞溅到绝缘外壳内壁上,从而降低外壳的绝缘强度。

②提高灭弧室内电场分布的均匀性,有利于降低局部场强,促进真空灭弧室的小型化。

③冷凝电弧产物,吸收部分电弧能量,有利于电弧间隙介电强度的恢复。

2.运行机制

根据断路器的不同类型,采用不同的操作机构。

常见的操作机构有弹簧操作机构(VS1)、永磁操作机构、组合式操作机构(VBD)。

其他零件:底盘车辆、绝缘支架、绝缘子等。

真空断路器有什么特点

(1)分断能力强,可达50kA;断裂后,裂缝间的介质恢复很快,无需更换介质。

(2)触点断开距离小。

10kV真空断路器的触头断开距离只有10mm左右。

所需操作功率小,动作快,可简化操作机构,延长使用寿命。

一般20年左右不需要维护。

(3)灭弧时间短,电弧电压低,电弧能量小,接触损耗小,中断次数多。

(4)移动导杆惯性小,适合频繁操作。

(5)开关操作时,动作噪音小,适合城市使用。

(6)灭弧介质或绝缘介质不使用油,无火灾、爆炸危险。

(7)接触头为全密封结构,不会因受潮、灰尘和有害气体的影响而降低其性能。

工作可靠,通断性能稳定。

灭弧室作为独立部件,安装调试简单方便。

(8)真空断路器在使用寿命期间,触头部分无需维护和检查。

即使进行维护和检查,所需的时间也很短。

(9)电弧在密闭容器中熄灭,电弧和热气不外露。

(10)具有多次重合闸功能,适合配电网的应用需求。

FPC绘图及布线?

上楼说的是PCB的布线,FPC是有一些不一样的,FPC很少用 PROTEL 进行布线的,基本都用的是Genesis 进行布线,布线主要是依照元器件的排布及两边PAD的连接。

如果还有其它资料,可以一起探讨。

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走线及主芯片选择。

3.出原理图及layout。

4.检查结构、补强、元件及ACF位置layer、丝印(元件方向标识等)。

5.出GERBER、贴装文件审查。

6.出FPC结构图并对照工程图核对。

在电子系统设计中,为了少走弯路和节省时间,应充分考虑并满足抗干扰性的要求,避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。

形成干扰的基本要素有三个:(1)干扰源,指产生干扰的元件、设备或信号,用数学语言描述如下:du/dt,di/dt大的地方就是干扰源。

如:雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。

(2)传播路径,指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。

典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。

(3)敏感器件,指容易被干扰的对象。

如:A/D、D/A变换器,单片机,数字IC, 弱信号放大器等。

抗干扰设计的基本原则是:抑制干扰源,切断干扰传播路径,提高敏感器件的抗干扰性能。

(类似于传染病的预防)1 抑制干扰源抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的du/dt,di/dt。

这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则,常常会起到事半功倍的效果。

减小干扰源的du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。

减小干扰源的 di/dt则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。

抑制干扰源的常用措施如下:(1)继电器线圈增加续流二极管,消除断开线圈时产生的反电动势干扰。

仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后,增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。

(2)在继电器接点两端并接火花抑制电路(一般是RC串联电路,电阻一般选几K 到几十K,电容选0.01uF),减小电火花影响。

(3)给电机加滤波电路,注意电容、电感引线要尽量短。

(4)电路板上每个IC要并接一个0.01μF~0.1μF高频电容,以减小IC对电源的影响。

注意高频电容的布线,连线应靠近电源端并尽量粗短,否则,等于增大了电容的等效串联电阻,会影响滤波效果。

(5)布线时避免90度折线,减少高频噪声发射。

(6)可控硅两端并接RC抑制电路,减小可控硅产生的噪声(这个噪声严重时可能会把可控硅击穿的)。

按干扰的传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。

所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。

高频干扰噪声和有用信号的频带不同,可以通过在导线上增加滤波器的方法切断高频干扰噪声的传播,有时也可加隔离光耦来解决。

电源噪声的危害最大,要特别注意处理。

所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。

一般的解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离,用地线把它们隔离和在敏感器件上加蔽罩。

2 切断干扰传播路径的常用措施如下:(1)充分考虑电源对单片机的影响。

电源做得好,整个电路的抗干扰就解决了一大半。

许多单片机对电源噪声很敏感, 要给单片机电源加滤波电路或稳压器,以减小电源噪声对单片机的干扰。

比如,可以利用磁珠和电容组成π形滤波电路,当然条件要求不高时也可用100Ω电阻代替磁珠。

(2)如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离(增加π形滤波电路)。

控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离(增加π形滤波电路)。

(3)注意晶振布线。

晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,晶振外壳接地并固定。

此措施可解决许多疑难问题。

(4)电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号。

尽可能把干扰源(如电机,继电 器)与敏感元件(如单片机)远离。

(5)用地线把数字区与模拟区隔离,数字地与模拟地要分离,最后在一点接于电源地。

A/D、 D/A芯片布线也以此为原则,厂家分配A/D、D/A芯片 引脚排列时已考虑此要求。

(6)单片机和大功率器件的地线要单独接地,以减小相互干扰。

大功率器件尽可能放在电路板边缘。

(7)在单片机I/O口,电源线,电路板连接线等关键地方使用抗干扰元件如磁珠、磁环、电源滤波器,屏蔽罩,可显著提高电路的抗干扰性能。

3 提高敏感器件的抗干扰性能提高敏感器件的抗干扰性能是指从敏感器件这边考虑尽量减少对干扰噪声 的拾取,以及从不正常状态尽快恢复的方法。

提高敏感器件抗干扰性能的常用措施如下:(1)布线时尽量减少回路环的面积,以降低感应噪声。

(2)布线时,电源线和地线要尽量粗。

除减小压降外,更重要的是降低耦合噪声。

(3)对于单片机闲置的I/O口,不要悬空,要接地或接电源。

其它IC的闲置 端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源。

(4)对单片机使用电源监控及看门狗电路,如:IMP809,IMP706,IMP813,X,X等,可大幅度提高整个电路的抗干扰性能。

(5)在速度能满足要求的前提下,尽量降低单片机的晶振和选用低速数字电路。

(6)IC器件尽量直接焊在电路板上,少用IC座。

PCB设计中的屏蔽罩设计

屏蔽罩在PCB设计中扮演着关键角色,用于减少辐射和干扰,提升模块性能。

常见于主控、电源、Wi-Fi等关键模块之间,如图3-54所示。

引入屏蔽罩夹子,可简化设计并节省成本。

这类夹子兼备SMT打件和防变形优势,能直接替代屏蔽框,简化装配流程,如图3-55所示。

然而,使用屏蔽夹时需注意多个工程设计问题,包括夹子摆放距离、弯角处的屏蔽安排和接地布线等,以确保屏蔽罩的电磁隔绝能力。

屏蔽罩的应用模块包括电源、核心和Wi-Fi/蓝牙模块。

电源模块作为发热和干扰源,屏蔽罩能有效降低其对外辐射。

核心模块作为系统稳定性的关键,通常配备屏蔽罩以抵抗干扰。

Wi-Fi和蓝牙模块集成度高,易受干扰,屏蔽罩能有效屏蔽电磁波,减少内部干扰并保护无线信号,如图3-56和图3-57所示。

设计屏蔽罩时,推荐采用矩形形状,避免多边形结构增加生产难度,如图3-58所示。

正确的画法和屏蔽罩夹子放置位置能确保设计的高效性和实用性。

综上所述,屏蔽罩设计在PCB中至关重要,通过合理布局和使用屏蔽夹子,可显著提升模块性能和系统稳定性,减少电磁干扰,保证电子设备的正常运行。

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