真空断路器基本知识

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,真空断路器,一、概述,真空断路器利用真空度约为,10,-4,Pa,（运行中不低于,10,-2,Pa,）的高真空作为内绝缘和灭弧介质。当灭弧室内被抽成,10,-4,的高真空时，其绝缘强度要比绝缘油、一个大气压力下的,SF6,和空气的绝缘强度高很多。所以，真空击穿产生电弧，是由触头蒸发出来的金属蒸气帮助形成的。,目前在我国，真空断路器主要应用在,35kV,及以下电压等级的配电网中。,二、基本结构,以,ZN28A-12,型真空断路器的结构为例,1.,开距调整片,16.,连接弹簧或电磁操动机构的大轴（正面）,二、基本结构,（侧面）2.触头压力弹簧 3.弹簧座 4.接触行程调整螺栓 5.拐臂 6.导向板 7.螺钉 8.导电夹紧固螺栓 9.下支座 10.真空灭弧室 11.真空灭弧室 12.上支座 13.绝缘子固定螺丝 14.绝缘子 15.螺栓 16.连接弹簧或电磁操动机构的大轴,二、基本结构,（一）基本组成元件及作用,（,1,）支架：安装各功能组件的架体。,（,2,）真空灭弧室：实现电路的关合与开断功能的熄弧元件。,（,3,）导电回路：与灭弧室的动端及静端连接构成电流通道。,（,4,）传动机构：把操动机构的运动传输至灭弧室，实现灭弧室的合、分闸操作。,（,5,）绝缘支撑：绝缘支持件将各功能元件，架接起来满足断路器的绝缘要求。,（,6,）操动机构：断路器合、分间的动力驱动装置,二、基本结构,（二）,真空灭弧室,真空灭弧室是真空断路器中最重要的部件。真空灭弧室的外壳是由绝缘筒、两端的金属盖板和波纹管所组成的密封容器。灭弧室内有一对触头，静触头焊接在静导电杆上，动触头焊接在动导电杆上，动导电杆在中部与波纹管的一个断口焊在一起，波纹管的另一端口与动端盖的中孔焊接，动导电杆从中孔穿出外壳。由于波纹管可以在轴向上自由伸缩，故这种结构即能实现在灭弧室外带动动触头作分合运动，又能保证真空外壳的密封性。,二、基本结构,真空灭弧室的原理结构,1动触杆 2波纹管 3外壳 4动触头 5屏蔽罩 6静触头,二、基本结构,（,1,）外壳：整个外壳通常由绝缘材料和金属组成。对外壳的要求首先是气密封要好；其次是要有一定的机械强度；再是有良好的绝缘性能。,（,2,）波纹管：波纹管既要保证灭弧室完全密封，又要在灭弧室外部操动时使触头作分合运动，允许伸缩量决定了灭弧室所能获得的触头最大开距,（,3,）屏蔽罩：触头周围的屏蔽罩主要是用来吸附燃弧时触头上蒸发的金属蒸气，防止绝缘外壳因金属蒸气的污染而引起绝缘强度降低和绝缘破坏，同时，也有利于熄弧后弧隙介质强度的迅速恢复。在波纹管外面用屏蔽罩，可使波纹管免遭金属蒸气的烧损。,二、基本结构,（4）导电系统：定导电杆、定跑弧面、定触头、动触头、动跑弧面、动导电杆构成了灭弧室的导电系统。其中定导电杆、定跑弧面、定触头合称定电极，动触头、动跑弧面、动导电杆合称动电极，由真空灭弧室组装成的真空断路器合闸时，操动机构通过动导电杆的运动，使两触头闭合，完成了电路的接通。,二、基本结构,（,5,）触头：触头结构对灭孤室的开断能力有很大影响。采用不同结构触头产生的灭弧效果有所不同的，早期采用简单的圆柱形触头，结构虽简单，但开断能力不能满足断路器的要求，仅能开断,10kA,以下电流。目前，常采用的有螺旋糟型结构触头、带斜槽杯状结构触头和纵磁场杯状结构触头三种，其中以采用纵磁场杯状结构触头为主。,三、工作原理,真空灭弧室是用密封在真空中的一对触头来实现电力电路的接通与分断功能的一种电真空器件，是利用高真空作绝缘介质。当其断开一定数值的电流时，动、定触头在分离的瞬间，电流收缩到触头刚分离的某一点或某几点上，表现电极间电阻剧烈增大和温度迅速提高，直至发生电极金属的蒸发，同时形成极高的电场强度，导致剧烈的场致发射和间隙的击穿，产生了真空电弧，当工作电流接近零时，同时触头间距的增大，真空电弧的等离子体很快向四周扩散，电弧电流过零后，触头间隙的介质迅速由导电体变为绝缘体，于是电流被分断，开断结束。,四、安装调整,（一）安装要求,（,1,）安装前对真空断路器应进行外观及内部检查，真空灭弧室、各零部件、组件要完整、合格、无损、无异物；,（,2,）严格执行安装工艺规程要求，各元件安装的紧固件规格必须按照设计规定选用；,（,3,）检查极间距离，上下出线的位置距离必须符合相关的专业技术规程要求；,（,4,）所使用的工器具必须清洁，并满足装配的要求，在灭弧室附近紧固螺丝，不得使用活扳手；,（,5,）各转动、滑动件应运动自如，运动磨擦处应涂抹润滑油脂；,（,6,）整体安装调试合格后，应清洁抹净，各零部件的可调连接部位均应用红漆打点标记，出线端接线处应涂抹有防腐油脂。,四、安装调整,（二）机械特性的调整,（,1,）三相同期的调整,针对测试中合、分闸开距差异最大的一相，如该极合闸过早或过迟，将该极的开距稍许调大或者调小点，只需把该极绝缘拉杆的可调活接头旋入或者旋出半圈，一般可调整使合、分闸不同期性达到,1mm,以内，获得比较理想的同期参数最佳值。,四、安装调整,（,2,）合、分闸速度的调整：,合、分闸的速度受到多方面因素的影响，而在使用现场可调整的部位仅是分闸弹簧和接触行程。分闸弹簧松紧程度，对合、分闸速度产生直接的影响，而接触行程,(,指触头压力弹簧的压缩量,),，仅对分闸速度产生主要的影响。如果合闸速度偏高而分闸速度偏低时，可以将接触行程稍许增大，或者将分闸弹簧拉紧一点即可；反之调松一些。如果合闸速度比较合适，而分闸速度偏低，则可调整总行程使其增大,0.1,0.2mm,，此时各级的接触行程均增大了,0.1,0.2mm,左右。其分闸速度也会上升；反之分闸速度过高时，也可将接触行程调小,0.1,0.2mm,，分闸速度也会降低。,四、安装调整,（,3,）合闸弹跳的消除,真空断路器普遍存在着合闸过程中触头的弹跳问题。分析其产生的主要原因：一是合闸冲击刚性过大，致使动触头发生轴向反弹；二是动触杆导向不良，晃动过大；三是传动环节间隙过大；四是触头平面与中心轴垂直度不好，碰合时产生横向滑动等所致。,对于异轴式结构的真空断路器，触头弹簧与动触杆之间有一个转向用的三角拐臂，用三个销钉连结，这就存在三个间隙，容易出现合闸过程中的弹跳，这是消除弹跳的重点。同时还应重视触头弹簧始压端到导电杆之间传动间隙的调整，使传动环节尽可能紧凑，无缓冲间隙；如果因为灭弧室触头端面垂直度不好而产生弹跳，则可以将灭弧室分别转动,90,、,180,、,270,安装，寻找上下接触面吻合位置，实在不行时则需要更换灭弧室。,四、安装调整,（,4,）开距与超行程,断路器的开距与超行程的测量可以根据图三所示，在分合闸状态测量出的,X,值之差为断路器的开距，,Y,值之差为断路器的超行程。调整的方法为放长或缩短绝缘操作杆,3,或机构与主轴的连杆。,五、检修与维护,对真空断路器应每年进行一次停电检查维护，以保证正常运行。正常的年检做好如下工作：,1.,灭弧室应进行断口工频耐压试验，并予记录。对耐压不好或真空度较低的管子应及时更换。,2.,抹净绝缘件，对绝缘件应作工频耐压试验，绝缘不好的绝缘件应立即更换。,3.,对真空断路器的开距、接触行程应测量记录在册，如有变化应找出原因处理,(,如可能是连接件松动或机械磨损等原因,),，有条件的应对断路器测试机械特性并记录。对机械特性参数变化较大的应找出原因并及时调整处理。,4.,对各连接件的可调整处的连接螺栓、螺母等应检查有否松动，特别是辅助开关拐臂处的连接小螺钉、灭弧室动导电杆连接的锁紧螺母等应检查有否松动。,五、检修与维护,5.,对各转动关节处应检查各种卡簧、销子等有否松脱，并对各转动、滑动部分加润滑油脂。,6.,对使用在电流大于,1600A,以上的真空断路器，应对每极作直流电阻测量，记录在册，发现电阻值变大的应检查原因并排除。,7.,如需更换灭弧室应按产品说明书的要求进行，更换后应进行机械特性的测试和耐压试验。,8.,年检后，在投运前应连续空载操作,8,10,次，检查应动作正常，无异常声音，无异常晃动，合、分闸线圈无发热等后方可投入运行。,