真空断路器机械参数的选择和调试_韩承栋

真空断路器机械参数的选择和调试

韩承栋

(爱迪生电气研发(上海)有限公司,上海　201202)

摘　要:真空断路器的机械特性参数选择正确与否对真空断路器承载额定电流,开断短路电流起着关键性的作用。文章介绍了真空断路器额定开距、额定超程、额定触头工作压力、分合闸速度以及弹跳时间等机械参数的选择方法,为真空断路器试验中机械特性参数调整时提供参考。

关键词:真空断路器;机械特性参数;调试

中图分类号:TM561.2　　文献标识码:B

在使用电磁式电压互感器的系统中,由于电容电感的存在,回路就会有一个自振频率,当系统出现与回路自振频率相同频率的谐波时,PT就会有发生谐振的可能,所以上述消谐措施不能从根本上消除PT谐振的可能。光学电压互感器无油、无电磁电感、频带宽、没有燃烧爆炸的危险、没有铁磁谐振的现象,是替代普通电压互感器的理想产品,也是电网智能化的一个重要技术基础。

参考文献:

[1]　翁利民,陈灵欣,靳剑峰.配电网电压互感器铁磁谐振的特

点与抑制[J].继电器,2004,32(20):40-42.[2]　郑鹏鹏.配电网综合消谐措施的探讨[J].电力设备,2005,

6(3):53-55.

[3]　高　伟,陈连贵,赵军良[J].配电网电磁式电压互感器谐

振过电压抑制方法综述.科技综述,2008,36(10):32-35.

[4]　徐　勇,刘炳尧.电压互感器伏安特性对电网铁磁谐振的

影响[J].湖南大学学报,1998,25(3):101-104.

[5]　李开成,叶妙元,陈乔夫.从电磁式电压互感器到光学式光

纤电压互感器[J].变压器,1995,(11):6-8.

收稿日期:2009-11-13作者简介:唐海燕(1976-),女,本科,主要从事输变电施工工作。

(责任编辑:吕　斌)

1　引言

真空断路器目前在国内外输配电领域使用率逐年提高,尤其是在7.2～40.5kV中压系统中的应用更加广泛。随着真空断路器使用率的增加和使用范围的扩大,持续稳定的安全运行要求被摆在第一的位置。正确的机械特性参数选择对真空断路器承载额定电流,开断短路电流起着关键性的作用。

2　额定开距

额定开距是指真空断路器触头处在完全断开的位置时,动静触头之间的最短距离。它决定于真空断路器的额定电压、使用条件下开断电流的性质、触头材料及其绝缘耐压要求。额定开距的大小主要决定了真空灭弧室的绝缘能力和断路器的机械寿命能力。开距选择的小一点适合于频繁操作的场合,例如真空接触器或真空负荷开关,但会影响一定的绝缘强度;开距选择的大一点适合于绝缘强度大能开断短路电流承受瞬态恢复电压的真空断路器,但过大的开距根据巴申定律并不会显著增强真空灭弧室的绝缘强度,相反太大的开距只会增加操作机构的操作功同时增加对波纹管的冲击力,从而造成机械寿命的降低。因此7. 2kV真空断路器额定开距一般为4～8mm,12 kV一般为9～12mm,40.5kV一般为20～40 mm。

3　额定超程

额定超程是真空断路器触头完全闭合后,动或静触头所能移动的距离。合适的超程能保证触头在电磨损后仍能保持一定的接触压力,提高长期运行的安全系数;能有效的减小合闸弹跳,减小关合短路电流时触头熔焊的产生;能提高一定的刚分速度,减小燃弧时间,增加介质场强恢复速度,提高短路电流开断能力。如果超程太小,就不能保证触头在烧损后应有的合闸触头压力,影响承载短路电流的能力,动热稳定性能相应下降,甚

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至产生重合闸弹振。如果超程太大,会增加操作机构的合闸功,使合闸变得极不可靠,甚至导致真空灭弧室漏气。因此真空断路器的超程通常取额定开距的15%～40%左右,例如12kV真空断路器的超程一般取3～4mm。

4　额定触头工作压力

真空断路器额定触头工作压力等于真空灭弧室的自闭力与合闸弹簧力之和。真空断路器触头工作压力的合适选择能使真空灭弧室的触头接触电阻保持在规定的范围内,在一定的触头压力范围内,压力越大接触电阻越小,较小的接触电阻能减少开关在长期运行情况下的发热,保证开关的安全运行。同时足够的触头工作压力能满足动稳定试验的要求,承受较大的电动力,还能抑制合闸弹跳,减小分闸反弹。由于真空断路器在关合短路电流时,触头在预击穿后要产生电弧和电动斥力,触头产生弹跳,机构合闸速度也最慢,所以,关合短路电流是考核触头工作压力是否满足要求的最苛刻的条件。

如果触头的工作压力太小,将增长触头合闸时的弹跳时间,同时,造成一次回路的电阻增大,直接影响真空断路器的长期工作温升。如果触头的工作压力太大,由于真空灭弧室的自闭力是一个恒定值,则工作压力增大,从而增加触头的弹簧力,造成操作机构的合闸功增加,增大对真空灭弧室的冲击和振动,长期以往会使真空灭弧室发生漏气。真空断路器的触头工作压力根据额定短路开断电流大小得出经验数据见表1。

表1　真空断路器触头工程压力

和额定短路开断电流经验数值

额定短路开断电流/kA额定触头工作压力/N

12.5500

16700

20900～1200

31.51400～1800

402300～2500

5　分闸速度和合闸速度

分闸速度通常是指触头分开运动时的平均分闸速度。由于分闸速度直接影响电流过零后触头间介质强度恢复的速度,如果电弧熄灭后,触头间绝缘介质强度恢复速度小于瞬态恢复电压,将造成电弧重燃。

为了防止电弧重燃,以及缩短燃弧时间,真空断路器必须有足够快的分闸速度。分闸速度的大小主要取决于额定电压,当额定电压和触头开距一定时,分闸速度的波动范围取决于开断电流的大小以及负载的性质。开断电流较大时,分闸速度也应较大,开断电容电流时,由于恢复电压较高,为了减小重燃的几率,分闸速度也应较大。但是分闸速度并不是越大越好,当分闸速度过大时,操作过程中的振动(弹跳和弹振)也越严重,对真空灭弧室波纹管的冲击也就越严重,甚至会提前损坏波纹管导致灭弧室漏气。同时,整机的振动也越大,易造成整机零部件的损坏。因此,必须根据真空断路器的工作任务作出适当的选择。12 kV真空断路器分闸速度通常取值为0.8～

1.2 m/s,必要时还可以提高到1.5m/s。实际在短路开断过程中,对开断能力影响最大的是初始分闸速度,即刚分速度。因此,一些大容量的真空断路器以及40.5kV电压等级的真空断路器,通常测量并考核刚分速度或者触头刚分点后2～6mm 参考行程内的速度来判定真空断路器的分闸速度特性。

图1　真空断路器分闸行程曲线

真空断路器分闸行程曲线如图1所示。速度点A至速度点C之间触头运动的行程即为平均分闸速度,速度点A处的速度即为刚分速度,速度点A至速度点B之间触头运动的行程即为刚分点后2mm参考行程速度。

合闸速度通常是指触头闭合运动时的平均合闸速度。由于真空灭弧室在额定开距时的绝缘能力比较高,因而真空断路器的合闸速度要比分闸速度相应低些。但为了提高短路电流关合的能力,真空断路器也必须具备一定的合闸速度,以减小触头在短路关合过程中由于预击穿造成的电磨

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损,避免产生触头熔焊。但是,过高的合闸速度会增加操作机构的合闸功,导致合闸弹跳而且使真空断路器每次合闸操作时受到的合闸冲击力增大,降低真空灭弧室的使用寿命。12kV 真空开关的合闸速度通常取0.4～0.7m /s ,根据工作任务的不同,必要时可取0.8～1.2m /s 。实际在短路关合过程中,只有在触头预击穿发生时即触头刚合点的速度是最重要的,因此一些大容量的真空断路器通常测量并考核刚合速度或者 …… 此处隐藏：2943字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……