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“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,在配電網(wǎng)中應(yīng)用較為普及。真空斷路器是3~10kV,50Hz三相交流系統(tǒng)中的戶內(nèi)配電裝置,可供工礦企業(yè)、發(fā)電廠、變電站中作為電器設(shè)備的保護和控制之用,特別適用于要求無油化、少檢修及頻繁操作的使用場所,斷路器可配置在中置柜、雙層柜以及固定柜中作為控制和保護高壓電氣設(shè)備用。




為滿足真空滅弧室對機械參量的要求,保證真空斷路器電氣機械性能,確保運行可靠性,真空斷路器須具有穩(wěn)定、良好的機械特性。主要機械特性列于上表,亦以三種斷路器技術(shù)指標為例。4.各機械特性對產(chǎn)品性能的影響產(chǎn)品機械特性的優(yōu)劣,對產(chǎn)品各項電氣性能有重要的關(guān)系,而且影響產(chǎn)品運行可靠性。衡量真空斷路器的性能,真空滅孤室本身的性能固然重要,然而機械特性同樣具有舉足輕重的作用。下面對各機械特性參數(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,一般額定電壓低時觸頭開距選得小些。但開距太小會影響分斷能力和耐壓水平。開距太大,雖然可以提高耐壓水平,但會使真空滅弧室的波紋管壽命下降。設(shè)計時一般在滿足運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,動觸頭在大氣壓作用下,對內(nèi)腔產(chǎn)生一個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,這個力太小不能保證動靜觸頭間良好的電接觸,必須施加一個外加壓力。這個外加壓力和自閉力之和稱為觸頭的接觸壓力。這個接觸壓力有如下幾個作用:


合閘速度 平均合閘速度主要影響觸頭的電磨蝕。如合閘速度太低,則預(yù)擊穿時間長,電弧存在的時間長,觸頭表面電磨損大,甚至使觸頭熔焊而粘住,降低滅弧室的電壽命。但速度太高,容易產(chǎn)生合閘彈跳,操動機構(gòu)輸出功也要增大,對滅弧室和整機機械沖擊大,影響產(chǎn)品的使用可靠性與機械壽命。平均合閘速度通常取0.6m/s左右為宜。 分閘速度 斷路器的分閘速度一般而言速度越快越好,這樣可以使首開相在電流趨近于0前2~3ms時能開斷故障電流;否則首開相不能開斷而延續(xù)至下一相,原來首開相變?yōu)楹箝_相,燃弧時間加長了,增加了開斷的難度,甚至使開斷失敗。但分閘速度太快,分閘的反彈也大,反彈太大震動過劇亦容易產(chǎn)生重燃,所以分間速度亦應(yīng)考慮這方面因素。分閘速度的快慢,主要取決于合閘時動觸頭彈簧和分閘彈簧的貯能大小。為了提高分閘速度,可以增加分閘彈簧的貯能量,也可以增加合閘彈簧的壓縮量,這都必然需要提高操動機構(gòu)的輸出功和整機的機械強度,降低了技術(shù)經(jīng)濟指標。經(jīng)過多年試驗認為,10kV的真空斷路器,平均分閘速度能保證在0.95~1.2m/s比較合適。



真空斷路器作用 真空斷路器之所以在電力系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用,這主要得益于真空斷路器作用,具體如下: 1、提高真空滅弧室絕緣耐受能力 真空斷路器要向高電壓使用領(lǐng)域發(fā)展,提高真空滅弧室斷口極間絕緣耐受能力。慎困制成額定電壓較高的單獨斷口真空滅弧室的經(jīng)濟意義是巨大的,不但可以減少串聯(lián)斷口的數(shù)量,而且能使斷路器結(jié)構(gòu)簡單,從而提高了設(shè)備可靠性,并使設(shè)備造價相應(yīng)的降低。 2、提高真空槐孝腔滅弧室內(nèi)觸頭間耐壓強度 真空間隙實際擊穿時,有可能是幾種機理同時發(fā)生作用,而且擊穿途徑中總是有游離氣體存在,這是由施加電壓后產(chǎn)生的金屬蒸汽或觸頭釋放了所吸附的氣體提供的。在使用了真空斷路器之后,就能提高真空滅弧室觸頭間隙的耐壓性能。 3、提高開斷電流后觸頭極間的絕緣恢復(fù)速度 在使用了真空斷路器之后,通常斷路開斷電流成功的關(guān)鍵在于電弧電流過零后,觸頭間隙絕鉛衫緣恢復(fù)速度快于觸頭間隙間的暫態(tài)恢復(fù)電壓速度,就不會發(fā)生重燃情況而達到成功開斷。




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額定電流達到5000A,開斷電流達到50kA的較好水平,并已發(fā)展到電壓達35kV等級。 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)標準,直到1985年后才制定相關(guān)的產(chǎn)品標準。 國內(nèi)主要依據(jù)標準: 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標準中并無與我國JB3855相對應(yīng)的專用標準,只是套用《IEC56交流高壓斷路器》。因此,我國真空斷路器的標準至少在下列幾個方面高于或嚴于IEC標準: (1)絕緣水平:試驗電壓IEC中國 1min工頻耐壓(kV)2842(極間、極對地)48(斷口間) 1.2/50沖擊耐壓(kV)7575(極間、極對地)84(斷口間) (2)電壽命試驗結(jié)束后真空滅弧室斷口的耐壓水平:IEC56中無規(guī)定。我國JB3855一96規(guī)定為:完成電壽命次數(shù)試驗后的真空斷路器,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)觸頭合閘彈跳時間:IEC無規(guī)定,而我國規(guī)定要求不大于2ms。 (4)溫升試驗的試驗電流:IEC標準中,試驗電流就等于產(chǎn)品的額定電流。我國DL403-91中規(guī)定試驗電流為產(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)和運行參數(shù)兩個方面。前者供用戶設(shè)計選型時使用;后者則是斷路器本身的機械特性或運動特性,為運行、調(diào)整的技術(shù)指標。 下表是選用參數(shù)的列項說明,并以三種真空斷路器數(shù)據(jù)為例。 表中所列各項參數(shù),均須按JB3855和DL403標準的要求,在產(chǎn)品的型式試驗中逐項加以驗證,終數(shù)據(jù)以型式試驗報告為準。




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