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“高壓真空斷路器”因其滅弧介質(zhì)和滅弧后觸頭間隙的絕緣介質(zhì)都是高真空而得名;其具有體積小、重量輕、適用于頻繁操作、滅弧不用檢修的優(yōu)點(diǎn),在配電網(wǎng)中應(yīng)用較為普及。發(fā)展簡(jiǎn)史1893年,美國(guó)的里頓豪斯提出了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的真空滅弧室,并獲得了設(shè)計(jì)專利。1920年瑞典佛加公司次制成了真空開關(guān)。1926年美國(guó)索倫森等公布的研究成果也顯示了在真空中分?jǐn)嚯娏鞯目赡苄?,但因分?jǐn)嗄芰π?,又受到真空技術(shù)和真空材料發(fā)展水平的限制,尚不能投入實(shí)際使用。隨著真空技術(shù)的發(fā)展,50年代美國(guó)才制成批適用于切斷電容器組等特殊要求的真空開關(guān),分?jǐn)嚯娏魃型T?千安的水平。由于真空材料冶煉技術(shù)上的進(jìn)步和真空開關(guān)觸頭結(jié)構(gòu)研究上所取得的突破,1961年,美國(guó)通用電氣公司開始生產(chǎn)15千伏、分?jǐn)嚯娏鳛?2.5千安的真空斷路器。1966年試制成15千伏、26千安和31.5千安的真空斷路器,從而使真空斷路器進(jìn)入了高電壓、大容量的電力系統(tǒng)。80年代中期,真空斷路器的分?jǐn)嗄芰σ堰_(dá)100千安。中國(guó)從1958年開始研制真空開關(guān),1960年西安交通大學(xué)和西安開關(guān)整流器廠共同研制成批6.7千伏、分?jǐn)嗄芰?00安的真空開關(guān);隨后又制成10千伏、分?jǐn)嗄芰?.5千安的三相真空開關(guān)。1969年華光電子管廠和西安高壓電器研究所制成了10千伏、2千安單相快速真空開關(guān)。70年代以后,中國(guó)已能獨(dú)立研制和生產(chǎn)各種規(guī)格的真空開關(guān)。
真空斷路器通??煞侄鄠€(gè)電壓等級(jí)。低壓型一般用于防爆電氣使用。像煤礦等等。



額定電流達(dá)到5000A,開斷電流達(dá)到50kA的較好水平,并已發(fā)展到電壓達(dá)35kV等級(jí)。
80年代以前,真空斷路器處于發(fā)展的起步階段,技術(shù)上在不斷摸索,還不能制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),直到1985年后才制定相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
國(guó)內(nèi)主要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):
JP3855-96《3.6~40.5kV交流高壓真空斷路器通用技術(shù)條件》
DL403-91《10~35kV戶內(nèi)高壓斷路器訂貨技術(shù)條件》
這里需要說明:IEC標(biāo)準(zhǔn)中并無與我國(guó)JB3855相對(duì)應(yīng)的專用標(biāo)準(zhǔn),只是套用《IEC56交流高壓斷路器》。因此,我國(guó)真空斷路器的標(biāo)準(zhǔn)至少在下列幾個(gè)方面高于或嚴(yán)于IEC標(biāo)準(zhǔn):
(1)絕緣水平:試驗(yàn)電壓IEC中國(guó)
1min工頻耐壓(kV)2842(極間、極對(duì)地)48(斷口間)
1.2/50沖擊耐壓(kV)7575(極間、極對(duì)地)84(斷口間)
(2)電壽命試驗(yàn)結(jié)束后真空滅弧室斷口的耐壓水平:IEC56中無規(guī)定。我國(guó)JB3855一96規(guī)定為:完成電壽命次數(shù)試驗(yàn)后的真空斷路器,其斷口間絕緣能力應(yīng)不低于初始絕緣水平的80%,即工頻1min33.6kV和沖擊60kV。
(3)觸頭合閘彈跳時(shí)間:IEC無規(guī)定,而我國(guó)規(guī)定要求不大于2ms。
(4)溫升試驗(yàn)的試驗(yàn)電流:IEC標(biāo)準(zhǔn)中,試驗(yàn)電流就等于產(chǎn)品的額定電流。我國(guó)DL403-91中規(guī)定試驗(yàn)電流為產(chǎn)品額定電流的110%。
2.真空斷路器的主要技術(shù)參數(shù)真空斷路器的參數(shù),大致可劃分為選用參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)兩個(gè)方面。前者供用戶設(shè)計(jì)選型時(shí)使用;后者則是斷路器本身的機(jī)械特性或運(yùn)動(dòng)特性,為運(yùn)行、調(diào)整的技術(shù)指標(biāo)。
下表是選用參數(shù)的列項(xiàng)說明,并以三種真空斷路器數(shù)據(jù)為例。
表中所列各項(xiàng)參數(shù),均須按JB3855和DL403標(biāo)準(zhǔn)的要求,在產(chǎn)品的型式試驗(yàn)中逐項(xiàng)加以驗(yàn)證,終數(shù)據(jù)以型式試驗(yàn)報(bào)告為準(zhǔn)。


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為滿足真空滅弧室對(duì)機(jī)械參量的要求,保證真空斷路器電氣機(jī)械性能,確保運(yùn)行可靠性,真空斷路器須具有穩(wěn)定、良好的機(jī)械特性。主要機(jī)械特性列于上表,亦以三種斷路器技術(shù)指標(biāo)為例。4.各機(jī)械特性對(duì)產(chǎn)品性能的影響產(chǎn)品機(jī)械特性的優(yōu)劣,對(duì)產(chǎn)品各項(xiàng)電氣性能有重要的關(guān)系,而且影響產(chǎn)品運(yùn)行可靠性。衡量真空斷路器的性能,真空滅孤室本身的性能固然重要,然而機(jī)械特性同樣具有舉足輕重的作用。下面對(duì)各機(jī)械特性參數(shù)與產(chǎn)品性能的關(guān)系分述如下:
開距
觸頭的開距主要取決于真空斷路器的額定電壓和耐壓要求,一般額定電壓低時(shí)觸頭開距選得小些。但開距太小會(huì)影響分?jǐn)嗄芰湍蛪核?。開距太大,雖然可以提高耐壓水平,但會(huì)使真空滅弧室的波紋管壽命下降。設(shè)計(jì)時(shí)一般在滿足運(yùn)行的耐壓要求下盡量把開距選得小一些。10kV真空斷路器的開距通常在8~12mm之間,35kV的則在30~40mm之間。
接觸壓力
在無外力作用時(shí),動(dòng)觸頭在大氣壓作用下,對(duì)內(nèi)腔產(chǎn)生一個(gè)閉合力使其與靜觸頭閉合,稱之為自閉力,其大小取決于波紋管的端口直徑。滅弧室在工作狀態(tài)時(shí),這個(gè)力太小不能保證動(dòng)靜觸頭間良好的電接觸,必須施加一個(gè)外加壓力。這個(gè)外加壓力和自閉力之和稱為觸頭的接觸壓力。這個(gè)接觸壓力有如下幾個(gè)作用:
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