高压断路器是用来在正常情况下接通和断开电路且在故障情况下能自动迅速开断故障电流的开关设备。所以,对它的基本要求
是:在各种情况下应具有足够的开断能力,尽可能短的动作时间和高度的工作可靠性。断路器最重要的任务就是熄灭电弧,所
以各种断路器都有不同结构的灭弧装置,它在很大程度上影响断路器的灭弧性能。根据断路器所采用的灭弧介质及作用原理,
断路器可分为以下几种类型:油断路器、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器、自产气断路器和磁吹断路器,其中真空断
路器是近年来研制的一种新型断路器,在10KV变电设备中广泛应用着,真空断路器是以真空作为灭弧介质和绝缘介质,本文对
真空断路器进行介绍和分析。
2真空断路器的工作原理和主要结构及特点
2.1真空断路器的工作原理
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。
2.2真空断路器的构成
真空断路器的主要结构由真空灭弧室、操作机构和绝缘支撑件基架等组成
2.2.1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:
①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。
②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。
③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。
2.2.2断路器的操作机构
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。
2.2.3其它部件:基座、绝缘支撑件、绝缘子等
2.3真空断路器的特点有以下几种
①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。
②燃弧时间短,且与开关电流大小无关,一般只有半周波。
③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。
④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。
⑤体积小、重量轻。
⑥适用于开断容性负荷电流。
由于其优点很多,所以广泛应用于变电站中,目前型号主要有:ZN12-10型、ZN28A-10型、ZN65A-12型、ZN12A-12型、VS1
型、ZN30型等。
3真空断路器应用中常发生的故障及处理方法
真空断路器具有很多优点,所以在变电站上应用很多。由于采用了特殊的真空元件,随着近年来制造水平的提高,灭弧室