真空斷路器及運行

1、2.3.3真空斷路器真空斷路器真空斷路器是以真空作為滅弧和絕緣介質(zhì)。目前我國真空斷路器是以真空作為滅弧和絕緣介質(zhì)。目前我國10KV35kV中壓配電系統(tǒng)中真空斷路器得到廣泛應用。中壓配電系統(tǒng)中真空斷路器得到廣泛應用。http:/ 真空斷路器1.1.真空斷路器的真空斷路器的滅弧原理滅弧原理 1)1)真空的特性真空的特性所謂的真空是相對而言的，指的是絕對壓所謂的真空是相對而言的，指的是絕對壓力低于力低于1 1個大氣壓的氣體稀薄的空間。個大氣壓的氣體稀薄的空間。由于真空中幾乎沒有什么氣體分子可供游由于真空中幾乎沒有什么氣體分子可供游離導電，且弧隙中少量導電粒子很容易向離導電，且弧隙中少量導電粒子很容易

2、向周圍真空擴散，所以周圍真空擴散，所以真空的絕緣強度比變真空的絕緣強度比變壓器油及在大氣壓下的壓器油及在大氣壓下的SF6SF6或空氣或空氣等絕緣強度高得多等絕緣強度高得多 間隙距離（間隙距離（mm）圖圖. 不同介質(zhì)的絕緣間隙擊穿電壓不同介質(zhì)的絕緣間隙擊穿電壓2)2)真空中的電弧真空中的電弧 真空中的電弧是在觸頭分離時，觸頭電極蒸發(fā)出來的金屬蒸汽中形成的.當觸頭分離時，電極表面即使有微小的突起部分，也將會引起電場能量集中而發(fā)射電子，在極小的面積上，電流密度可達105106A/mm2，使金屬發(fā)熱、熔融，蒸發(fā)出來的金屬蒸汽發(fā)生電離而形成電弧。真空中金屬蒸汽電弧的特性主要決定于觸頭材料的性質(zhì)及其表面情

3、況。 3) 3)真空中的電弧熄滅原理真空中的電弧熄滅原理n(1)(1)依靠高真空的絕緣耐力依靠高真空的絕緣耐力 電弧中的離子和粒子，與周圍高真空比較起電弧中的離子和粒子，與周圍高真空比較起來，形成局部的高壓力和高密度，因而電弧中來，形成局部的高壓力和高密度，因而電弧中的離子和粒子迅速向周圍擴散。當電弧電流到的離子和粒子迅速向周圍擴散。當電弧電流到達零值時，由于電流減少，從而向電弧供給的達零值時，由于電流減少，從而向電弧供給的能量減少，電極的溫度隨之降低。當觸頭間的能量減少，電極的溫度隨之降低。當觸頭間的粒子因擴散而消失的數(shù)量，超過產(chǎn)生的數(shù)量時，粒子因擴散而消失的數(shù)量，超過產(chǎn)生的數(shù)量時，電弧即不

4、能維持而熄滅，燃弧時間一般在電弧即不能維持而熄滅，燃弧時間一般在0.01s0.01s左右。左右。n(2)(2)磁吹觸頭產(chǎn)生的電弧擴散作用磁吹觸頭產(chǎn)生的電弧擴散作用2.真空斷路器的滅弧室 真空滅弧室是真空斷路器的核心部分.外殼大多采用玻璃和陶瓷兩種，如圖2.10所示.在被密封抽成真空(真空度般達到1.3310-31.3310-7Pa)的玻璃或陶瓷容器內(nèi)，裝有靜觸頭、動觸頭、電弧屏蔽罩、波紋管，構成了真空滅弧室。l真空滅弧室的外殼外殼作滅弧室的固定件并兼有絕緣作用。l動、靜觸頭動、靜觸頭連接導電桿，與大氣連接，在不破壞真空的情況下，完成觸頭部分的開、合動作。l動觸桿和動觸頭的密封靠金屬波紋管金屬波

5、紋管實現(xiàn)，波紋管一般由不銹鋼制成。l在觸頭外面四周裝有金屬屏蔽罩金屬屏蔽罩，可以防止因燃弧產(chǎn)生的金屬蒸汽附著在絕緣外殼的內(nèi)壁而使絕緣強度降低。同時，它又是金屬蒸汽的有效凝聚面，能夠提高開斷性能。屏蔽罩使用的材料有Ni、Cu、Fe、不銹鋼等。磁吹觸頭滅弧原理磁吹觸頭滅弧原理: :真空開關觸頭的開距較小，電壓為10KV時，只有121mm 。觸頭材料大體有二類：一類是銅基合金，如銅鉍合金、銅碲硒合金等；另一類是粉末燒結的銅鉻合金。觸頭結構形式目前多是螺旋式葉片觸頭和枕狀觸頭，兩者均屬磁吹觸頭，即利用電弧電流本身產(chǎn)生的磁場驅(qū)使電弧運動，以熄滅電弧。螺旋式葉片觸頭:中部是一圓環(huán)狀的接觸面，接觸面周圍是由

6、螺旋葉片構成的吹弧面，觸頭閉合時，只有接觸面接觸。觸頭的特殊結構可利用開斷的電流產(chǎn)生縱向磁場或橫向磁場以驅(qū)動電弧高速旋轉(對于大容量的真空斷路器一般為縱向磁場), 避免觸頭過熱。因為在燃燒過程中產(chǎn)生的金屬蒸汽、電子和離子在很短的時間擴散并被吸附到觸頭和屏蔽罩上，所以其絕緣恢復速度很快，從而在電流過零時迫使電弧熄滅。圖2.11 螺旋式葉片觸頭（a）縱向剖面圖；（b）動觸頭頂視圖；（c）電流線與磁場（a）（b）（c）橫向磁場作用在真空電弧上可橫向磁場作用在真空電弧上可以使真空斷路器的開斷電流提以使真空斷路器的開斷電流提高到高到4060KA4060KA3.真空斷路器的結構 真空斷路器的結構主要由導電

7、部分、真空滅弧室、絕緣部分、傳動部分、框架和操動機構等組成。v操動機構：配用彈簧操動機構，可進行手動和電動儲能。也有配用電磁操動機構的圖2.12 ZN28斷路器結構圖1操動機構；2-分閘彈簧；3-油緩沖器；4-框架；5-觸頭彈簧6-操作絕緣子7-上支架；8-真空滅弧室；9-絕緣桿；10-下支架；11-絕緣子；12-輪；13-面板；14-計數(shù)器圖2.12為ZN28-10型真空斷路器的外形圖。斷路器為手車式。ZN28系列真空斷路.器，系三相交流50HZ額定電壓12kv及以下的戶內(nèi)高壓配電裝置，可配用于GG-1A（F）、XGN2、JYN2、KYN1型開關柜。適用于發(fā)電廠、變電廠等輸配電系統(tǒng)的控制與保

8、護，尤其適用于頻繁操作的場所。該系列產(chǎn)品可分為：分裝式、固定式、手車式三種結構。操作機構選用電磁操動機構或彈簧操動機構。圖2.13 ZN12型真空斷路器總體結構圖1絕緣子；2-上出線端；3-下出線端；4-軟連接；5-導電夾6-萬向桿端軸承；7-軸銷；8-杠桿；9-主軸；10-絕緣拉桿11-機構箱；12-真空滅弧室；13-觸頭彈簧圖圖2.13為為ZN12-12型真空斷路器外型真空斷路器外形圖。該系列真空形圖。該系列真空斷路器為額定電壓斷路器為額定電壓12kV，三相交流，三相交流50Hz的戶內(nèi)高壓的戶內(nèi)高壓開關設備，是引進開關設備，是引進德國西門子公司德國西門子公司3A技術制造的產(chǎn)品。技術制造的產(chǎn)

9、品。戶外35KV真空斷路器zw32-12真空斷路器 3真空斷路器的特點和用途 1) 優(yōu)點： 結構簡單，維護、檢修工作量小(真空滅弧室只可更換,不需檢修)； 使用壽命長，運行可靠； 能頻繁操作，噪聲小； 真空熄弧效果好，電弧不外露； 無爆炸危險。 2) 用途： 目前在10kV35KV系統(tǒng)中廣泛使用，戶內(nèi)、戶外都有。 3 3）運行中應檢查和保證滅弧室的真空度。）運行中應檢查和保證滅弧室的真空度。為了使真空滅弧室具有足夠的真空度，且在運行中保持真空度不變，因此，要求真空滅弧室的外殼不漏氣和內(nèi)部零件不產(chǎn)氣。為了保持高的真空度，不少真空滅弧室內(nèi)裝有吸氣劑以吸收真空滅弧室在儲存和運行期間內(nèi)部零件釋放出的氣

10、體。真空斷路器的滅弧室因制造質(zhì)量或運輸中震動、儲存和運行中個別元件老化，均可能使真空度不足，導致影響斷路器開斷和關合能力。因此，在維修工作中，需要檢驗滅弧室的真空度。檢驗真空滅弧室的真空度，一般采用工頻耐壓試驗法，為了提高檢驗的準確度，還可采用專用儀器即磁控真空計測量。真空斷路器是一種少維護的開關設備。對于動作不太頻繁的使用場所，投入運行的初期，每12年檢查一次，檢查維護兩次后，便可延長檢查期限，對于動作頻繁的使用場所，運行初期每動作10002000次應檢查維護一次。檢查維護兩次后，可適當延長檢查期限。2.3.4 操動機構(oprating mechanism)1. 作用：為開閉裝置提供操作能

11、量,使斷路器合閘、維持合閘和分閘.2. 分類：根據(jù)正常操動合閘所直接利用的動能形式的不同，操動機構分為電磁型、彈簧型電磁型、彈簧型、液壓型、液壓型、電電動型動型、氣動型、氣動型等多種類型等多種類型。目前目前斷路器常用的操動斷路器常用的操動機機構構是是彈簧操動機構彈簧操動機構和液和液壓操動機構。壓操動機構。 能源輸入操動機構后轉變?yōu)闄C械能,操動機構的機械運動通過傳動機構,把位移傳遞給提升機構,最終使斷路器觸頭運動達到合閘和分閘的目的.3. 選擇:一種型號的操動機構可以使用在不同型號的斷路器上,同一型號的斷路器有時也可采用幾種不同種類的操動機構.斷路器采用何種形式的操動機構應根據(jù)制造廠家的推薦由用

12、戶自選,但大多數(shù)是由制造廠配套供應.4.基本要求 ： （1）具有足夠的操作功 （2）有維持合閘裝置 （3）有可靠的分閘裝置和足夠的分閘速度 （4）具有自由脫扣裝置自由脫扣：是指操動機構在合閘過程中接到分閘命令時，機構將不再自由脫扣：是指操動機構在合閘過程中接到分閘命令時，機構將不再執(zhí)行合閘命令而立即分閘，這樣就避免了跳躍。執(zhí)行合閘命令而立即分閘，這樣就避免了跳躍。 （5）結構簡單、體積小、價格低廉5.基本部分組成：作功（合閘）元件、合閘維持裝置、分閘與自由脫扣裝置、緩沖元件及部分操作電路等。 操動機構是獨立的設備,有相應的型號.略.簡介:彈簧操動機構利用已儲能的彈簧為動力使斷路器動作。彈簧儲能通常由電動機通過減速裝置來完成。對于某些操作功不大的彈簧操動機構，為了簡化結構、降低成本，也可用于手力來儲能。彈簧操動機構的優(yōu)點是不需要大功率的直流電源；電動機功率?。◣装偻叩綆浊撸?；交直流兩用；機械壽命可達數(shù)萬次。缺點是結構比較復雜；零件數(shù)量多；加工要求高；隨著機構操作功的增大，重量顯著增加。彈簧操動機構一般只用于操作126kV及以下的斷路器，彈簧儲能為幾百焦耳到幾千焦耳。視頻視頻液壓操動機構的工作壓力高，一般在20MPa30MPa左右。因此，