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。
真空斷路器是310kV,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(hù)和控制之用,特別適用于要求無(wú)油化、少檢修及頻繁
操作的使用場(chǎng)所,斷路器可配置在中置柜、雙層柜、固定柜中作為控制和保護(hù)高壓電氣設(shè)備用 。
特點(diǎn):觸頭開距小,10KV真空斷路器的觸頭開距只有10mm左右,操作機(jī)構(gòu)的操作功就小,機(jī)械部分行程小,其機(jī)械壽命就長(zhǎng)。
燃弧時(shí)間短,且與開關(guān)電流大小無(wú)關(guān),一般只有半周波。
熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度快,對(duì)開斷近區(qū)故障性能較好。
由于疏通在開斷電流時(shí)磨損量較小,所以觸頭的電氣壽命長(zhǎng),滿容量開斷達(dá)30-50次,額定電流開斷達(dá)5000次以上,噪音小適于頻繁操作。
體積小、重量輕。
適用于開斷容性負(fù)荷電流。
由于其優(yōu)點(diǎn)很多,所以廣泛應(yīng)用于變電站中,目前型號(hào)主要有:ZN12-10型、ZN28A-10型、ZW7-35型、ZW8-12型、VS1型、ZN30型等。
具體介紹
真空斷路器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)真空斷路器在我國(guó)近十年來(lái)得到了蓬勃的發(fā)展。產(chǎn)品從過(guò)去的ZN1ZN5幾個(gè)品種發(fā)展到數(shù)十多個(gè)型號(hào)、品種,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)。
深圳通用電氣有限公司位于:廣東省 深圳市,近年來(lái)開始加入互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)店行業(yè),首先歡迎登陸我們的店鋪,在此表示感謝。
本公司服務(wù)于電工電氣行業(yè),供應(yīng)各款式高壓斷路器,真空斷路器,SF6斷路器,負(fù)荷開關(guān),隔離開關(guān),少油斷路器,多油斷路器、戶外真空斷路器、戶內(nèi)真空斷路器
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斷升級(jí)適應(yīng)新市場(chǎng)的產(chǎn)品才是客戶真正需要的。服務(wù)前,我們提供真實(shí)精美的產(chǎn)品展示圖;服務(wù)中,我們展示各項(xiàng)產(chǎn)品屬性,運(yùn)費(fèi)情況,如想更詳細(xì)的了解和定制產(chǎn)品,
還可直接聯(lián)系本公司,為您貼心服務(wù);服務(wù)后,我們會(huì)認(rèn)真接受各買家客觀公正的建議和批評(píng),并不斷地加以改進(jìn)。我們的宗旨是在任一環(huán)節(jié)都做客戶的好伙伴,為您
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深圳通用電氣有限公司希望在未來(lái)得到客戶們的認(rèn)可和支持,與您攜手共同打造我們的電氣互聯(lián)網(wǎng)。
公司介紹
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真空斷路器處于合閘位置時(shí),其對(duì)地絕緣由支持絕緣子承受,一旦真空斷路器所連接的線路發(fā)生接地故障,斷路器動(dòng)作跳閘后,接地故障點(diǎn)又未被清除,則有電母線的對(duì)地絕緣亦要由該斷路器斷口的真空間隙承受;各種故障開斷時(shí),斷口一對(duì)觸子間的真空絕緣間隙要耐受各種恢復(fù)電壓的作用而不發(fā)生擊穿。因此,真空間隙的絕緣特性成為提高滅弧室斷口電壓,使單斷口真空斷路器向高電壓等級(jí)發(fā)展的主要研究課題。
真空度的表示方式
壓力低于一個(gè)大氣壓的氣體稀薄的空間,稱為真空空間,真空度越高即空間內(nèi)氣體壓強(qiáng)越低。真空度的單位有三種表示方式:托(即1個(gè)mm水銀柱高),毫巴(103bar)或帕(帕斯卡:Pa)。(1托=131。6Pa,1毫巴=100Pa)我們通常所說(shuō)真空滅弧室內(nèi)部的真空度要達(dá)10-4托是指滅弧室內(nèi)的氣體壓強(qiáng)僅為"萬(wàn)分之一mm水銀柱高",亦即是1。31x10-2Pa。
"派森定理"亦有譯為"巴申定律",是指間隙電壓耐受強(qiáng)度與氣體壓力之間的關(guān)系。派森定理的關(guān)系曲線呈"V"字形,即充氣壓力的增加或降低,都能提高極間間隙絕緣強(qiáng)度。其擊穿機(jī)理至今還不清楚,因?yàn)檎婵諟缁∈覂?nèi)部真空度高于10-4托,這樣稀薄空氣的空間,氣體分子的自由行程為103mm,在真空滅弧室這么大小的容積內(nèi),發(fā)生碰撞的機(jī)率幾乎是零。因此不會(huì)發(fā)生碰撞游離而使真空間隙擊穿。派森定理的"V"形曲線是實(shí)驗(yàn)得出的,條件是在均勻電場(chǎng)的情況下,其間隙擊穿電壓Uj可表示為:
Uj=KLa
L------間隙距離;
a------間隙系數(shù)(間隙<5mm時(shí)a=1,>5mm時(shí),a=0。5)
由派森定理的"V"形關(guān)系曲線中看出,當(dāng)真空度達(dá)103托時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn),拐點(diǎn)附近曲線變得平坦,擊穿電壓幾乎無(wú)變化。
當(dāng)真空度和間隙距離相同時(shí),其擊穿電壓則隨觸頭電極材料發(fā)生變化,電極材料機(jī)械強(qiáng)度高,熔點(diǎn)高時(shí),真空間隙的擊穿電壓亦隨之提高。
真空絕緣的破壞機(jī)理
前面已說(shuō)過(guò),在真空滅弧室這樣高度真空度的空間內(nèi),氣體分子的自由行程很大,不會(huì)發(fā)生碰撞分離而使真空間隙在高壓電作用下會(huì)擊穿又是客觀存在,于是就有種解釋真空絕緣會(huì)破壞的機(jī)理,場(chǎng)致發(fā)射引起擊穿,微塊引起擊穿和微放電導(dǎo)致?lián)舸?/span>
場(chǎng)致發(fā)射論對(duì)真空間隙所以能發(fā)生擊穿的解釋
間隙電場(chǎng)能量集中,在電極微觀表面的突出部分發(fā)生電子發(fā)射或蒸發(fā)逸出,撞擊陽(yáng)極使局部發(fā)熱,繼續(xù)放出離子或蒸汽,正離子再撞擊陰極發(fā)生二次發(fā)射,相互不斷積累,后導(dǎo)致間隙擊穿。
的Fowler and Noraheim場(chǎng)發(fā)射電流I表達(dá)式為:
I=AE2e-B/E
式中 E------電場(chǎng)強(qiáng)度;
A------常數(shù),與發(fā)射點(diǎn)的面積有關(guān);
B------常數(shù),與電極表面的逸出有關(guān)。
在小的間隙(<1mm)及短脈沖電壓情況下,可以合理地認(rèn)為真空間隙擊穿是由場(chǎng)致發(fā)射引起的,但在長(zhǎng)間隙及連續(xù)加壓與長(zhǎng)脈沖電壓下,有的學(xué)者認(rèn)為真空的擊穿尚存在其它機(jī)理:
(1)陰極引起的擊穿;在強(qiáng)電場(chǎng)下,由于場(chǎng)發(fā)射電流的焦耳發(fā)熱效應(yīng),使陰極表面突出物的溫度升高,當(dāng)溫度達(dá)到臨界點(diǎn)時(shí),突出物熔化產(chǎn)生蒸汽引起擊穿。
(2)陽(yáng)極引起的擊穿:由于陰極發(fā)射的電子束,轟擊陽(yáng)極使某點(diǎn)發(fā)熱產(chǎn)生熔化和蒸汽而發(fā)生間隙擊穿。產(chǎn)生陽(yáng)極引起擊穿的條件與電場(chǎng)提高系數(shù)和間隙距離有關(guān)。
微塊引起擊穿的解釋
假設(shè)在電極表面附著較輕松的微塊,在電場(chǎng)作用下,微塊脫落而且加速,這微塊撞擊對(duì)面的電極時(shí),由于沖擊發(fā)熱可使其本身熔化產(chǎn)生蒸汽,引起擊穿。
微放電導(dǎo)致真空間隙擊穿的解釋
電極的陰極表面沾污,將發(fā)生微放電現(xiàn)象。微放電是一種小的自抑制熄滅的電流脈沖,它的總放電電荷3107C,存在時(shí)間由50ms到幾ms,放電一般發(fā)生在大于1mm的間隙中。
這些真空間隙的擊穿機(jī)理表明,真空電極的材料與電極的表面狀況對(duì)真空間隙的絕緣都是非常關(guān)鍵的因素。
真空間隙的絕緣耐受能力與在先的分合閘操作工況有關(guān)
真空斷路器接觸間隙的擊穿電壓,因耐壓實(shí)驗(yàn)前不同工況的分合閘操作有相應(yīng)的不同結(jié)果,意大利哥倫布(Colombo)工程師在設(shè)備討論會(huì)上有文論述過(guò)這方面的問題:試驗(yàn)對(duì)象是24KV斷路器,銅鉻觸頭,額定開斷電流16KA,額定電流630A,觸頭開距15。8mm,觸頭分閘速度1。1m/s,合閘速度為0。6m/s。試驗(yàn)程序列于表1。
在關(guān)合---分閘操作(試驗(yàn)系列2~5)后產(chǎn)生的大擊穿電壓比空載循環(huán)(試驗(yàn)系列1)后給出的數(shù)值低,這意味著觸頭擊穿距離受電弧電流的影響而減小;同時(shí),系列2和系列5所測(cè)得的數(shù)值亦小于系列3和系列4的試驗(yàn)值,而電流過(guò)零波形和極性似乎無(wú)明顯影響。試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了開閉操作的形式對(duì)斷路器觸頭之間的絕緣耐受能力有影響,擊穿電壓在30~50kV范圍內(nèi),擊穿距離為0。6~2mm之間,擊穿時(shí)觸頭的電場(chǎng)強(qiáng)度為25~44kV。
意大利哥倫布工程師上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明,真空開關(guān)在開斷大電流后,其真空減小絕緣強(qiáng)度會(huì)下降是一種普遍現(xiàn)象。因此,我國(guó)早期的真空斷路器在開斷故障后,間隙絕緣會(huì)下降,達(dá)不到產(chǎn)品技術(shù)條件的絕緣水平,故能源部對(duì)戶內(nèi)高壓真空斷路器訂貨要求(部標(biāo)DL403--91)允許在真空斷路器電壽命試驗(yàn)后,極間耐壓值降為原標(biāo)準(zhǔn)的80%作試驗(yàn),如果通過(guò),就認(rèn)為該斷路器的型式試驗(yàn)合格。那么,如何解釋目前許多真空斷路器制造廠在作產(chǎn)品介紹時(shí),反復(fù)強(qiáng)調(diào)它們的真空斷路器電壽命試驗(yàn)后,間隙的絕緣強(qiáng)調(diào)不降低呢?我們以10kV真空斷路器為例來(lái)對(duì)此作說(shuō)明:真空滅弧室經(jīng)過(guò)技術(shù)和工藝改進(jìn),極間絕緣水平同早期產(chǎn)品比較,提高很多例如可達(dá)到A值,遠(yuǎn)比產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的耐壓值C(工頻42kV,沖擊75kV)高得多,出廠新品按C值試驗(yàn)當(dāng)然不會(huì)擊穿,電壽命試驗(yàn)后,間隙絕緣水平由A值降為B值,但B值>C值,故按C值去校核其絕緣,試驗(yàn)時(shí)亦不會(huì)發(fā)生擊穿。而老產(chǎn)品的A值是大于C值,出廠新品按C值考核,當(dāng)然能通過(guò),開斷故障后,由A值降到B值。熱B
提高真空滅弧室絕緣耐受能力的措施
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制成額定電壓較高的單獨(dú)斷口真空滅弧室的經(jīng)濟(jì)意義是巨大的,不但可減少串聯(lián)斷口的數(shù)量,而且使斷路器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,從而提高了設(shè)備可靠性并使設(shè)備造價(jià)亦相應(yīng)降低。提高單斷口真空滅弧室的絕緣耐受能力主要在下列三方面采取措施。
真空滅弧室內(nèi)觸頭間耐壓強(qiáng)度的提高
前面以說(shuō)過(guò),在滅弧室內(nèi)部高度真空的情況下,觸頭間存在的氣體非常稀少,不會(huì)受極間電壓而產(chǎn)生游離,但極間發(fā)生擊穿是客觀存在,從而產(chǎn)生幾種真空絕緣破壞機(jī)理的解釋。真空間隙實(shí)際擊穿時(shí),有可能是幾種機(jī)理同時(shí)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。基于此點(diǎn)出發(fā),采取下列措施以提高真空滅弧室觸頭間隙的耐壓性能:
(1)選擇熔點(diǎn)或沸點(diǎn)高,熱傳導(dǎo)率小,機(jī)械強(qiáng)度和硬度大的觸頭材料;
(2)預(yù)先向觸頭間隙施加高電壓,使其反復(fù)放電,使觸頭表面附著的金屬或絕緣微粒熔化,蒸發(fā),即所謂"老煉處理";
(3)清除吸附在觸頭或滅弧室表面上的氣體,即進(jìn)行加熱脫氣處理;
(4)選擇合適的觸頭形狀,改善觸頭的電場(chǎng)分布。
提高開斷電流后觸頭極間的絕緣恢復(fù)速度
通常斷路開斷電流成功的關(guān)鍵在于電弧電流過(guò)零后,觸頭間隙絕緣恢復(fù)速度快于觸頭間隙間的暫態(tài)恢復(fù)電壓速度,就不會(huì)發(fā)生重燃而達(dá)到成功開斷。真空滅弧室開斷電流時(shí),電弧放出的金屬蒸汽在電弧電流過(guò)零時(shí)會(huì)迅速擴(kuò)散,遇到觸頭或屏蔽罩表面會(huì)立即凝結(jié)。因此欲求在開斷電流相應(yīng)的觸頭尺寸,材質(zhì),形態(tài),觸頭間隙以及電流開斷時(shí)產(chǎn)生的金屬蒸汽密度,帶電粒子密度等影響因素進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)取得試驗(yàn)數(shù)據(jù)作分析研究。發(fā)現(xiàn)觸頭直徑越大且觸頭間隙越小,電流開斷后的絕緣強(qiáng)度恢復(fù)越快;縱向磁場(chǎng)觸頭結(jié)構(gòu)的采用,有極為良好的弧后絕緣恢復(fù)特性。
提高真空滅弧室的外部絕緣
真空滅弧室的外部表面,如處于正常的大氣之中,則絕緣耐壓是很低的,不能適合高電壓條件下使用,隨著真空斷路器向高電壓,小型化方向發(fā)展,對(duì)真空滅弧室外部表面采取下列強(qiáng)化措施:
(1)用環(huán)氧樹脂絕緣包裹真空滅弧室陶瓷外殼表面,環(huán)氧樹脂具有高絕緣性能,其沖擊電壓為50kV/mm,工頻耐壓為30kV/mm,而且其制品機(jī)械強(qiáng)度高,澆注加工性能好,可以較容易成型復(fù)蓋于陶瓷外殼表面,從而達(dá)到滅弧室外表面絕緣強(qiáng)化的目的。并提高了耐污性能,使所需對(duì)地絕緣更趨合理化。戶外真空斷路則往往采用帶有裙邊的硅膠外套作管,復(fù)蓋于陶瓷外殼的表面,具有更好的抗霧閃性能,但機(jī)械強(qiáng)度則不如環(huán)氧樹脂制間。
(2)將真空滅弧室置于SF6氣體之中,使陶瓷外殼為SF6氣體所包圍,由于SF6氣體只起絕緣作用,其充氣壓力一般是不高的。
高壓斷路器在高壓電路中起控制作用,是高壓電路中的重要電器元件之一。斷路器用于在正常運(yùn)行時(shí)接通或斷開電路,故障情況在繼電保護(hù)裝置的作用下迅速斷開電路,特殊情況(如自動(dòng)重合到故障線路上時(shí))下可靠地接通短路電流。高壓斷路器是在正常或故障情況下接通或斷開高壓電路的專用電器。
斷路器的工作狀態(tài)(斷開或者閉合)是由他的操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制的。
高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓隔離開關(guān)和高壓斷路器的區(qū)別:
1、高壓負(fù)荷開關(guān)是可以帶負(fù)荷分?jǐn)嗟?,有自滅弧功能,但它的開斷容量很小很有限。
2、高壓隔離開關(guān)一般是不能帶負(fù)荷分?jǐn)嗟?,結(jié)構(gòu)上沒有滅弧罩,也有能分?jǐn)嘭?fù)荷的高壓隔離開關(guān),只是結(jié)構(gòu)上與負(fù)荷開關(guān)不同,相對(duì)來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單一些。
3、高壓負(fù)荷開關(guān)和高壓隔離開關(guān),都可以形成明顯斷開點(diǎn),大部分高壓斷路器不具隔離功能,也有少數(shù)高壓斷路器具隔離功能。
4、高壓隔離開關(guān)不具備保護(hù)功能,高壓負(fù)荷開關(guān)的保護(hù)一般是加熔斷器保護(hù),只有速斷和過(guò)流。
5、高壓斷路器的開斷容量可以在制造過(guò)程中做的很高。主要是依靠加電流互感器配合二次設(shè)備來(lái)保護(hù)??删哂卸搪繁Wo(hù)、過(guò)載保護(hù)、漏電保護(hù)等功能。
