真空断路器.pptx

真空断路器 真空断路器 因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名 其具有体积小 重量轻 适用于频繁操作 灭弧不用检修的优点 在配电网中应用较为普及 真空断路器是3 10kV 50Hz三相交流系统中的户内配电装置 可供工矿企业 发电厂 变电站中作为电器设备的保护和控制之用 特别适用于要求无油化 少检修及频繁操作的使用场所 断路器可配置在中置柜 双层柜 固定柜中作为控制和保护高压电气设备用 发展简史 1893年 美国的里顿豪斯提出了结构简单的真空灭弧室 并获得了设计专利 1920年瑞典佛加公司第一次制成了真空开关 1926年等公布的研究成果也显示了在真空中分断电流的可能性 但因分断能力小 又受到真空技术和真空材料发展水平的限制 尚不能投入实际使用 随着真空技术的发展 50年代美国才制成第一批适用于切断电容器组等特殊要求的真空开关 分断电流尚停在4千安的水平 由于真空材料冶炼技术上的进步和真空开关触头结构研究上所取得的突破 1961年 开始生产15千伏 分断电流为12 5千安的真空断路器 1966年试制成15千伏 26千安和31 5千安的真空断路器 从而使真空断路器进入了高电压 大容量的电力系统 80年代中期 真空断路器的分断能力已达100千安 中国从1958年开始研制真空开关 1960年西安交通大学和西安开关整流器厂共同研制成第一批6 7千伏 分断能力为600安的真空开关 随后又制成10千伏 分断能力为1 5千安的三相真空开关 1969年华光电子管厂和西安高压电器研究所制成了10千伏 2千安单相快速真空开关 70年代以后 中国已能独立研制和生产各种规格的真空开关 主要结构 真空断路器主要包含三大部分 真空灭弧室 电磁或弹簧操动机构 支架及其他部件 真空灭弧室按照开关型式不同有外屏蔽罩式陶瓷真空灭弧室 中间封接杯状纵磁场小型化真空灭弧室 内封接式玻璃泡灭弧室 其基本结构如下 气密绝缘系统 外壳 由陶瓷 玻璃或微晶玻璃制成的气密绝缘筒 动端盖板 定端盖板 不锈钢波纹管组成的气密绝缘系统是一个真空密闭容器 为了保证气密性 除了在封接式要有严格的操作工艺 还要求材料本身透气性和内部放气量小 导电系统由定导电杆 定跑弧面 定触头 动触头 动跑弧面 动导电杆构成 触头结构大致有三种 圆柱形触头 带有螺旋槽跑弧面的横向磁场触头 纵向磁场触头 目前采用纵磁场技术 此种灭弧室具有强而稳定的电弧开断能力 屏蔽系统屏蔽罩是真空灭弧室中不可缺少的元件 并且有围绕触头的主屏蔽罩 波纹管屏蔽罩和均压用屏蔽罩等多种 主屏蔽罩的作用是 a防止燃弧过程中电弧生成物喷溅到绝缘外壳的内壁 从而降低外壳的绝缘强度 b改善灭弧室内部电场分布的均匀性 有利于降低局部场强 促进真空灭弧室小型化 c冷凝电弧生成物 吸收一部分电弧能量 有助于弧后间隙介质强度的恢复 操作机构按照断路器型式不同 采用的操作机构不同 常用的操作机构有弹簧操作机构 CD10电磁操作机构 CD17电磁操作机构 CT19弹簧储能操作机构 CT8弹簧储能操作机构 其它部件基座 绝缘支撑件 绝缘子等 工作原理 真空断路器的工作原理是 当动 静触头在操作机构的作用下分闸时 触头间产生电弧 触头表面在高温下挥发出蒸汽 由于触头设计为特殊形状 在电流通过时产生一磁场 电弧在此磁场作用下沿触头表面切线方向快速运动 在金属圆筒 屏蔽罩 上凝结了部分金属蒸汽 电弧在自然过零时就熄灭了 触头间的介质强度又迅速恢复起来 特点 触头开距小 10KV真空断路器的触头开距只有10mm左右 操作机构的操作功就小 机械部分行程小 其机械寿命就长 燃弧时间短 且与开关电流大小无关 一般只有半周波 熄弧后触头间隙介质恢复速度快 对开断近区故障性能较好 由于疏通在开断电流时磨损量较小 所以触头的电气寿命长 满容量开断达30 50次 额定电流开断达5000次以上 噪音小适于频繁操作 体积小 重量轻 适用于开断容