高压真空断路器的应用

电气时代2007年第12期 | 91 PRODUCT TECHNOLOGY系统装置 产品技术 高压断路器是高压供用电系统中最重要的控制保护电器。高压断路器不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定 时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸， 切除短路故障。高压断路器按其采用的灭弧介质分 为：油断路器、真空断路器、压缩空气断路器、SF6 断路器、磁吹断路器等。我国20世纪八九十年代工 矿企业的高压供用电系统普遍采用的是SN10－10 少油断路器。少油断路器由于用油量少，油易于劣 化，检修周期短，不适合频繁操作。目前，为提高 供用电设备运行的可靠性，少油断路器正逐渐被真 空断路器所替换。 高压少油断路器灭弧存在的缺陷 SN10－10型少油断路器灭弧存在以下缺点： ①油断开和合闸瞬间产生的电弧，其温度可达 4 000～8 000 ℃，在此高温下触头容易烧毁。②油 开关中油面过高或过低，对断路器的安全运行都是 不利的。若油面过高，缓冲空间相对过小，电弧使 油汽化压力过大，容易使油断路器喷油，箱体变形， 甚至因压力过高发生爆炸；若油面过低，因油量 少，断路产生的气压过低，将断弧时间延长，削弱 灭弧效果，容易烧毁触头和灭弧室，甚至弧光会冲 出油面，在缓冲空间和油气及空气相遇，导致燃烧 爆炸。③油开关底部放油，油封容易老化，渗油、漏 油现象经常发生。④少油断路器在事故跳闸3～4次 或正常操作频繁的情况下，由于电弧火花作用在油 中分解出气体及产生炭粒而使油质被炭化，形成很 多黑色渣子沉积在油筒底部，影响它的灭弧能力， 导致经常换油，影响供用电设备的正常运行。 ZN28A－10/1000－20高压真空断路器 的结构和工作原理 1.ZN28A－10/1000－20的结构 高压真空断路器由真空灭弧室、操动机构、绝 缘支持件、传动机构及底座组成，其中真空灭弧室 是断路器的核心部分，灭弧室由动触头、动端跑弧 面、动导电杆、波纹管、动端法兰、静触头、静端 跑弧面、静端法兰，屏蔽罩、瓷柱、不锈钢支撑法 兰和玻璃壳等部件，经清洗、玻璃封接、真空焊、氩 弧焊和排气等工艺处理后封装而成。各主要零部件 均密封在玻璃壳中，玻璃外壳不仅通过动静法兰盘 起到密封作用，而且还起到绝缘作用。波纹管是一 种动态密封的弹性元件，真空灭弧室在操动机构的 作用下可完成分、合闸操作，又不会破坏其真空度。 2.ZN28A－10/1 000－20的灭弧原理 高压真空断路器是将触头装在一个真空容器内 (真空度在10－5 mmHg以下)。在触头初分离时，由 于高电场发射和热电发射，使触头间形成真空电弧， 电弧温度很高，使触头表面 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 蒸发，在触头间形 成很多离子态的金属蒸气，电弧就在这样的金属蒸 气中燃烧。随着触头的分开和电弧电流的减小，触 头间的金属蒸气密度也逐渐减小。当电弧电流过零 时，触头周围的金属离子迅速扩散，凝聚在四周的 屏蔽罩上，以致在电流过零后极短时间(几微秒)内， 触头间隙又恢复了原有的高真空度。也就是说，真 空电弧在电流第一次过零时就被熄灭了。所以燃弧 时间至多只有半个周期。ZN28A－10/1000－20的 技术参数，如附表所示。 3.ZN28A－10/1000－20的主要特点 高压真空断路器是以绝缘强度很高的真空空间 高压真空断路器的应用 文/江西铜业集团公司教育部培训中心 朱望德 高压真空断路器灭弧能力强，寿命长，噪声低，结构稳固，无污染，维护工作 量少，运行可靠性高，且有效提高了控制设备的使用效益，具有良好的性价比，有 较好的推广应用价值。 92 | 电气时代2007年第12期 PRODUCT TECHNOLOGY系统装置产品技术 为熄弧介质。真空开关的触头是在密封的真空腔内 分、合电路的，触头切断电流时，仅有金属蒸气离 子形成的电弧，而无气体的碰撞游离，因金属蒸气 离子的扩散及再复合过程非常迅速，从而能快速灭 弧和恢复原来的真空度，可经受多次分、合闸而不 降低开断能力。其特点为：①结构紧凑，体积小，重 量轻，动作快，分、合闸所需功率小。②电气、机 械寿命长，触头寿命一般比少油开关长50倍，维修 工作量少。③开断容量大，允许开断次数多，适合 于频繁操作的场合。④不产生高压气体及有毒气体， 无火灾及爆炸危险，不污染环境。 高压真空断路器使用注意事项 1.防止过电压 高压真空断路器具有良好的开断性能，在开断 感性负载时，因回路电流急剧变化会在电感负载两 端产生很高的过电压。在开断高压电动机时起动电 流较大，应采取降低起动电流的方法进行电动机起 动控制。对变压器而言，不同结构的变压器是有所 区别的。油浸变压器对冲击电压耐压值较高，而且 杂散电容也大，不需加装专门保护；对于冲击电压 耐压值不高的干式变压器，最好加装保护。对出线 保护用真空断路器，由于线路较长，杂散电容也较 大，加上有多种设备连接在线路上，是不会产生很 高的载流过电压的，使用中一般不需采取特别的保 护 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 。 2.严格控制真空断路器的合、分闸速度 高压真空断路器的合闸速度过低时，会由于预 击穿时间加长，而增大触头的磨损量。又由于真空 断路器灭弧室一般采用铜焊工艺，并且经高温下去 气处理，所以它的机械强度不高，耐振性差。如果 断路器合闸速度过高会形成较大的振动，还会对波 纹管产生较大冲击，降低波纹管寿命。一般情况真 空断路器的合闸速度为0.6～2 m/s。不同结构的真 空断路器有着不同的最佳分、合闸速度。真空断路 器断路时的燃弧时间短，其最大燃弧时间不超过 1.5个工频半波，并要求电流第一次过零时，灭弧室 要有足够的绝缘强度，通常希望断路时在工频半波 内触头的行程达到全行程的50%～80%，这时，需 要严格控制断路器的分闸速度。 3.严格控制触头行程 不能误以为开距大对灭弧有利，而随意增加高 压真空断路器的触头行程。因为真空断路器的行程 比较短。一般额定电压为10～15 kV的真空断路器 触头行程仅为8～12 mm，触头超行程仅为2～3 mm。如果过多增加触头的行程，会使断路器合闸 后，在波纹管上产生过大的应力，引起波纹管损坏， 破坏断路器密封外壳内的真空。 断路器合闸，测量超行程，然后分闸，调整 超行程，超行程调整螺栓放出1/2周，超行程增 加0.625 mm，反之减少0.625 mm。超行程调整后， 用手动分、合闸手柄缓慢手动分合闸，用灯光法检 查三相分闸的同期性，若不能达到要求，可分别调 整各相触头超行程，使三相分闸同期性小于2 ms。 4.严格控制负荷电流 高压真空断路器过载能力差。由于真空断路器 触头与外壳之间的真空形成了热绝缘，所以触头和 导电杆上的热量主要沿导电杆传导走，为使真空断 路器运行温度不超过允许值，必须严格限制它的工 作电流，使其低于额定电流。 5.严格进行交接验收 高压真空断路器出厂前已经过严格的检验，但 在运往现场安装完毕后，必须进行有关参数的测试 和复核，以防止设备在运输中的变化及机构高速后 出现的不配套现象，特别是操动机构与真空断路器 连接后的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。主要复测的参数有：合闸弹跳、分 闸同期、开距和压缩行程，合、分闸速度，合、分 闸时间，直流接触电阻、绝缘水平和传动验收试验 等均应满足真空断路器的要求。 6.高压真空断路器的维护 高压真空断路器的维护：①加强巡视，各活动 部件要动作灵活，各坚固件不应有松动现象。②断 路器应经常保持清洁，尤其要注意清理绝缘部件 上的灰尘。③检查真空灭弧室屏蔽罩的颜色。正常 时内部的屏蔽罩等部件表面颜色应很明亮，在开 断电流时发出浅蓝色弧光，当真空度下降很严重 时，内部颜色就会变得灰暗，开断电流时将发出暗 红色弧光。EA (收稿日期：2007.08.03) 附 表 序号 项 目 数 值 1 触头开距/mm 11±1 2 接触行程/mm 4±1 3 各相导电回路电阻/μΩ ≤40.00 4 合闸时间/s ≤0.20 5 分闸时间/s 0.06 6 三相分闸同期性/ms ≤2.00 7 工频耐压(1 min)/kV 42.00 8 冲击耐压/kV 75.00