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真空断路器真空泡的结构、灭弧室工作原理研究

发表日期:2013-04-13 09:40:05   来源:本站   被阅读[]次

【摘 要】 本文就我厂在运行中的真空断路器真空泡的结构、灭弧室工作原理,运行中的一些问题进行了探索。
【关键词】 真空断路器 性能 研讨

真空间隙的绝缘强度与灭弧性性能非常优越,是真空断路器出现、生存、发展的主要因素。真空断路器可作为配电开关、厂用电开关、高压电动机频繁操作开关,还可用来切合电容器组。真空断路器具有结构简单、体积孝重量轻、寿命长、维修量小和适用于频繁操作等特点。

1 真空断路器的主要部件的工作原理
(1)真空包内的屏敞?;げ?在真空泡内有一层用紫铜片制成的屏敞层,主要作用是防止触头在燃弧过程中生产的大量金属蒸汽和液滴喷溅,污染绝缘外壳的内壁,造成管内绝缘强度下降,其次,可以改善管内电场分布,也可吸收电弧能量,冷凝电弧生成物,提高真空弧室开断电流能力。

(2)真空灭弧室工作原理:真空包内的真空灭弧室是利用高真空工作绝缘灭弧介质,靠密封在真空中的一对触头来实现电力电路的通断功能的一种电真空器件。当其断开一定数值的电流时,动静触头在分离的瞬间,电流收缩到触头刚分离的 一点上,出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,导致极强烈的发射和间隙击穿,产生真空电弧,当工频电流接近零时,同时也是触头开距的增大,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。由于触头的特殊构造,燃弧期间触头间隙会产适当的纵向磁场,这个磁场可使电弧均匀分布在触头表面,维持低的电弧电压,从而使真空灭弧室具有较高弧后介质强度恢复速度,小的电弧能量和小的腐蚀速率。这样,就提高了真空灭弧室开断电流的能力和使用寿命。

2 与小油断路器的优缺点比较:

2.1真空断路器有很多优点:
(1)在密封的容器中灭弧,电弧和炽热气体不外露;
(2)触头间隙很少,仅几毫米至40毫米。我厂运用中的ZN28型是11±1毫;
(3)燃弧时间短,电弧电压低,电弧能量小,触头磨耗少,允许的开断次数多。我厂现在运用的SN10Ⅲ型小油断路器,机械寿命是3000次,ZN28型真空断路器机械寿命是10,000次;
(4)动导电杆的惯性小,适宜频繁操作;
(5)操作机构小及结构简单,整体体积小,重量轻;
(6)控制功率校ZN28型真空断路器配CD17型机构直流电压220V合闸55A、分闸1.5A;SN10Ⅲ型1250A少油断路器配CD10Ⅱ型机构、直流电压220V,合闸147A,分闸2.5A;
(7)操作时噪声??;
(8)由于无油,故无火灾和爆炸燃火的危险;
(9)触头部分为完全密封结构,不容易因潮气、灰尘、有害气体等影响而降低它的性能,工作可靠性提高,开断与并合性能稳定且触头磨耗小,使用期较长。

2.2 真空断路器也有一定的缺点:
(1)容易产生操作过电压,在开断感性电流时,会出现电流截断现象造成较高的过电压,因此要加装过电压吸收装置,这样设备量增加,维护量增加,费用也上升;
(2)运行中不易监测真空度;
(3)国内产品体系不多;
(4)配用的合成绝缘子在火电厂运行易积灰尘,因此,要求厂用电室的环境要相对干净。

3 运行操作操作、维护、试验的注意问题:
3.1 真空断路器运行检查内容及异常处理:
(1)每次将开关小车推入(或拉出)工作位置及班中检查时,对于采用玻璃包的要详细检查真空包内铜片是否有氧化变色、壳体有无裂纹,如有氧化变色现象或裂纹,则应更换真空包;若采陶瓷包,主要检查其表面是否有裂纹,有细微的裂纹也应将其更换。
(2)检查真空包外壳应无变形。
(3)支持绝缘子应无裂痕及放电异声。
(4)运行中的真空包应无放电声。一旦出现放电异声,应汇报上级,停止该断路器的运行操作,进行检修。
(5)引线接触部分无过热,引线驰度适中。
(6)检查各部位螺钉有无松动,弹簧有无损坏。
(7)定期检查辅助开关触点, 若烧损严重及时通知检修人员。
(8)记录(抄录)开断短路电流,通断负荷电流,小电流和空载电流时,断路器的动作次数。
(9)当断路器在热备用状态,“有电显示”装置的“有电”灯亮,应迅速汇报,并检查有关设备。

3.2 “五防”功能及注意事项:
(1)开关柜及开关小车具有完善的“五防”功能:a:防止带负荷拉、插主回路隔触头;b:防止误分、误合断路器;c:防止接地开关闭合时,切合断路器;d:防止带电时误合接地刀;e:防止误入带电间隔。
(2)当接地刀在合上位置时,断路器小车只能推至“试验”位置,拉开接地刀后,开关小车才允许继续向工作位置移动。
(3)当断路器小车置于试验位置时,应插入二次插头,当断路器小车在工作位置时,二次插座上的压板被小车上档板挡住,压板不能掀开,二次插头不能被拨下。
(4)开关柜后下盖板与接地开关间隔有联销装置,当接地开关闭合时,才允许打开盖板。当盖板关紧时,接地开关才允许进行分合操作。
(5)当小车开关推入柜内过程中,自动拉开母线侧触头前的绝缘隔板。
(6)为方便运行人员测量高压电机绝缘,在电动机开关柜内下桩头(电缆侧静触头)档板上开了绝缘检测孔,每次进行绝缘测量时,仍须按规定验明无电后,方能进行绝缘测量工作。
(7)有电显示装置不得作为设备无电的根据。但如果指示有电,则禁止在该设备上工作。

3.3 试验注意事项:
(1)每年小修时,尽量安排进行绝缘电阻及真空度测试,当有怀疑,应作进一步的检查,如进行交流耐压等。
(2)进行交流耐压试验应在绝缘电阻试验合格后才能进行,相间、相对地及断口的耐压值应相同。
(3)导电回路电阻用直流压降法测量,电流不小于100A,应在电动合闸后测量导电回路电阻,测得结果应符合制造厂家规定,建议不大于1.2倍的出厂值,当三相之间差别较大时,应引起注意。
(4)断路器大修后要进行合闸时间和分闸时间,分、合闸的同期性,合闸时的弹跳过程,断路器的直流操作电压应为额定值,合闸时触头的弹跳时间不应大于2ms。

4 关于真空包运行中需要继续探讨的问题:
(1)真空包是真空断路器的核心部件。进行断口工频耐压(36KV/一分钟)试验,检验真空度有否降低,是目前唯一可靠的手段。
(2)除了施加36KV工频电压外,是否仍有其他可靠手段呢?我们对玻璃包采用真空测量仪检查其真空度。紫铜片表面对于氧化是比较敏感的,一旦有小量氧气(空气)进入,真空包内的紫铜片表面便会开始逐渐变色。这一点有利于我们使用玻璃包的单位监视其真空的变化;但是,由于陶瓷的硬度优于玻璃,大量陶瓷包代替了玻璃包,真空测量仪的使用就受到限制。
为了防止真空包爆炸伤及邻相,扩大为相间故障,目前普遍使用的是将真空包包裹起来的密封式断路器,真空度测量仪更不能使用。如何检测真空包问题是值得我们运行单位进行探讨的。
(3)除了“加电压”、“玻璃包观察紫铜片的颜色”、“有限度地使用真空测量仪”外,我们将断路器送入“工作位置”前,用2500V摇表检查真空包两端绝缘情况的工作。一旦测得的数值比上次下降20%就汇报,并作详细的检查直至更换真空包,这种跟踪检查是很有益的。
真空断路器在生产现场将受到广泛的使用,我们要继续探讨有关问题,总结经验,以提高设备的利用率和安全性。

(作者:admin)
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