真空斷路器的技術參數
1、額定開距
真空斷路器處於分閘狀態時,真空開關管動、靜觸頭之間的距離選擇與真空斷路器的額定電壓、使用條件、開斷電流的性質及觸頭材料、真空間隙的耐壓強度等因素有關,主要取決於額定電壓和觸頭材料。
由於真空開關管的額定開距對絕緣性能的影響較大,當額定開距從零開距增大時,其絕緣水平也將提高,但當開距增大到壹定數值時,開距對絕緣性能的影響就不大了,若進壹步增大開距,將嚴重影響開關管的機械壽命。
通過對真空斷路器的安裝、運行及檢修得出真空斷路器額定開距壹般選擇範圍為:6kV及以下壹般為4~8mm,10kV及以下壹般為8~12mm,35kV壹般為20~40mm。
2、觸頭接觸行程
觸頭接觸行程的選擇必須保證觸頭在磨損後仍能保持壹定的壓力;在分閘時使動觸頭獲得壹定的初始動能,提高開關的初始分閘速度,拉斷熔焊點,減小燃弧時間,提高介質恢復速度;在合閘時能利用觸頭彈簧得到平滑的緩沖,減小跳。
開關的接觸行程太小,不能保證觸頭在燒毀後具有的觸頭壓力,開關的初始速度太小,影響真空斷路器的開斷和動熱穩定性,同時產生嚴重的合閘彈振。
開關的接觸行程太大,將增加操作機構的合閘功,或者使合閘變的極不可靠。通常真空斷路器的觸頭接觸行程壹般取額定開距的20%~40%,10kV真空斷路器的接觸行程壹般取3~4mm。
3、觸頭工作壓力
真空斷路器觸頭的工作壓力對真空斷路器的性能有很大的影響,其壓力等於真空開關管的自閉力與觸頭彈簧力之和。
如果觸頭的工作壓力太小,將增長觸頭合閘時的彈跳時間,同時,造成壹次回路的電阻增大,直接影響真空斷路器的長期工作溫升。
如果觸頭的工作壓力太大,由於真空開關管的自閉力是壹個恒定值,則工作壓力增大,從而增加觸頭的彈簧力,造成操作機構的合閘功增加,增大對真空管的沖擊和振動。
在實際工作中不僅要考慮觸頭間的電動力除與短路電流峰值有關外,還必須考慮開關的觸頭結構及大小尺寸,同時,還必須考慮觸頭的硬度、分閘速度等因素。
5、分閘速度
由於分閘速度直接影響電流過零後觸頭間介質強度恢復的速度,如果電弧熄滅後,觸頭間介質強度恢復速度小於恢復電壓,將造成電弧重燃,為了防止電弧重燃,以及縮短燃弧時間,必須滿足分閘速度。
分閘速度的大小主要取決於額定電壓,當額定電壓和觸頭開距壹定時,分閘速度的波動範圍取決於開斷電流的大小,負載性質,恢復電壓等因素,開斷電流較大時,分閘速度也應較大。
開斷電容電流時,由於恢復電壓較高,為了減小重燃的幾率,分閘速度也應較大。10kV真空開關分閘速度通常取值為0.8-1.2m/s,必要時還可以高於1.5m/s。
6、合閘速度
由於真空開關管在額定開距時的靜態耐壓水平比較高,所以真空斷路器的合閘速度比分閘速度明顯低。為了盡量減小觸頭在合閘過程中由於予擊穿造成的電磨損,以及避免發生觸頭熔焊。
因此必須具備壹定的合閘速度,但過高的合閘速度不僅增加操作機構的合閘功,同時使開關管受到的合閘沖擊增大,大大降低其使用壽命。通常情況下10kV級的真空斷路器的合閘速度為0.4-0.7m/s必要時可取為0.8-1.2m/s。
7、觸頭合閘彈跳時間
真空斷路器合閘時間的大小,是衡量真空斷路器性能好壞的壹個重要標誌,其與斷路器的觸頭彈跳壓力、合閘速度、開距及真空開關管的觸頭材料等有關,同時還與開關管的結構、斷路器的結構及安裝調試有關。
觸頭合閘彈跳時間越小,其性能越好,彈跳時間越長,觸頭的電磨損越嚴重,容易產生合閘過電壓,在關合短路電流或電容器時,以及行動、熱穩定試驗時將導致觸頭熔焊。
另外,觸頭合閘彈跳時間越長,嚴重危害開關管的波紋管使用壽命。10kV級銅絡觸頭材料的真空斷路器合閘彈跳時間不超2ms,其他觸頭材料的真空斷路器合閘彈跳時間可以相對大壹些,但是不得超過5ms。
8、三極同期性
真空斷路器的三極同期性表示三極不同時閉合或分離的程度,由於分、合閘同期性是相對的,數值也差異不大,所以壹般情況下只考核三極合閘同期性。
三極同期性差的斷路器將嚴重影響開關的分斷能力,容易產生過長的燃弧時間。由於斷路器的分合閘速度較快,開距較小,通過準確調試,達到參數要求並不困難,壹般規定合閘同期性不超過1ms。
擴展資料
真空斷路器的結構
真空斷路器由真空滅弧室、操動機構、傳動機構、底架等組成。真空滅弧由靜觸頭、動觸頭、屏蔽罩、外殼、波紋管、保護冒、導電桿、端蓋板等組成,如圖。10kV真空斷路器動、靜觸頭之間的斷開距離壹般為10~15mm
真空滅弧室觸頭壹般采用對接式,易產生出頭彈跳現象。為了防止因彈跳激發操作過電壓,對觸頭的材質有特殊要求,並要求在合閘過程中,有足夠的初壓力和終壓力。彈跳時間不應超過2ms。
真空斷路器觸頭的材質要求具有抗熔焊、耐電弧、含水量低、截流水平低等特點。以便能可靠地切合短路電流。壹般選用多元合金制作觸頭。常用的有銅-鎢-鉍-鋯四元合金、銅-鎢-鎳-銻四元合金,以及銅-碲-硒、銅-鉍-鈰、銅-鉍-鋁等合金
真空滅弧室各元件密封在玻璃殼內,玻璃殼本身也起絕緣作用。為了密封動導電桿采用波紋管,它是壹個彈性元件,通過它,真空滅弧室在操動機構的作用下可完成分、合閘操作而又不會破壞真空度。
真空斷路器在分閘操作時,由於高真空度的高絕緣強度和在極其稀薄的氣體中觸頭間電弧生成的帶電粒子迅速擴散,因而在電弧過零熄滅後不致重燃。電弧燃燒過程中的金屬蒸氣和帶電粒子在強烈的擴散中被屏蔽罩所吸附而冷凝。
觸頭的跑弧面上有三條阿基米德螺旋槽,使電弧電流在流經的路線上在觸頭間產生壹橫向磁場,使電弧電流在主觸頭上沿切線方向快速移動,從而降低了觸頭的溫度,減輕了觸頭的燒損。
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