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真空断路器技术参数机械参数

时间:2020-4-1 22:58:11点击:

  内真空断路器技术参数机械参数额定电压指断路器长期工作的标准电压(对三相系统指线电压)。电力系统在运行中允许有+5%的波动,断路器必须适应在电压变化范围内能长期工作,为此断路器出厂时都以最高工作电压进行鉴...
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真空断路器技术参数机械参数

额定电压
断路器长期工作的标准电压(对三相系统指线电压)。电力系统在运行中允许有+5 %的波动,断路器必须适应在电压变化范围内能长期工作,为此断路器出厂时都以最高工作电压进行鉴定。如:对3 ~ 220kV范围内,其最高工作电压较额定电压约高15%左右;对330kV以上,规定最高工作电压较额定电压高10%。

额定电流:
指在额定频率下长期通过此电流时,断路器无损伤,且各部分发热不超过长期工作时最高允许发热温度。我国规定额定电流为: 200、 400、 630、(1000) 、1250、1600、(1500)、2000、3150、4000、 5000、6300、8000、10000、12500、 1 6000、20000A。

额定开断电流和额定断流容量
( 1 )断路器在开断操作时,首先起弧的某相电流称为开断电流。在额定电压下,能保证正常开断的最大短路电流称为额定开断电流。它是标志断路器开断能力的一个重要参数。
我国规定额定开断电流为: 1.6、3.15、 6.3、 8、10、12.5、 16、 20、 25、 31.5、 40、 50、 63、 80、 100kA等。( 2 )把额定条件下的开断能力称为额定断流容量。三相电路的额定断流容量,以MVA )表示。我国根据国际电工委员会( IEC )的规定,现只把额定开断电流作为表征开断能力的唯一参数 ,而断流容量仅作为描述断路器特性的一个数值。

关合能力
断路器关合短路故障能力的参数为额定关合电流。其数值以关合操作时,瞬态电流第一个 大半波峰值来表示,制造部门对关合电流一般取额定开断电流的倍即
INg= 1.8v2 INkd= 2.55INKd
式中
INg
额定关合电流,kA;
INKd_
额定开断电流,kA。
断路器关合短路电流的能力除与灭弧装置性能有关外,还与断路器操动机构的合闸功率的大小有关。

耐受性能
断路器应具有足够的耐受短时短路电流作用的能力,简称耐受能力。短时热电流(热稳定电流)在规定的时间内 (规定标准时间为2s,需要大于2s时推荐4s )断路器在合闸位置可能经受的短时热电流有效值( kA ), 称为短时热电流(或短时耐受电流), 断路器标准中规定Ir= INkd短时热电流通过断路器时,各零部件的温度不应超过短时发热最高允许温度,且不致出现触头熔接或软化变形,以及其它妨碍正常运行的异常现象。允许发热最高温度数值随材料而异。

峰值耐受电流
峰值耐受电流亦称动稳定电流,即在规定的使用条件和性能下,断路器在合闸位置时所能经受的电流峰值。它与关合电流不同的是,峰值耐受电流是断路器处于合闸位置时通过的短路电流,而关合电流则是由于断路器关合短路故障所产生的短路电流。峰值耐受电流也是以短路电流的第一个大半波峰值电流来表示,且
Idw=INg=2.55INkd
峰值耐受电流反映了断路器承受由于短路电流产生电动力的耐受性能,它决定断路器的导电部分和绝缘支撑件的机械强度以及触头的结构形式。

操作性能
(1)全开断时间是指断路器接到分闸命 令瞬间起到电弧熄灭为止的时间间隔。即
tkg= tgf+ th
式中
tkg--全开断时间, s;
tgf-分闸时间, s;从断路器接到分闸命令瞬间到所有相的触头都分离的时间间隔,亦称为断
路器固有分闸时间;
th _
燃弧时间,s;是指某-相首先起弧瞬间到所有相电弧全部熄灭的时间间隔。

真空灭弧法
真空具有较高的绝缘强度,如果将开关触头装置置于真空容器,则在电流过零时,即能熄灭
电弧。为防止产生过电压,应当不使触头分开时,电流突变为零。一般应在触头间产生少量
金属蒸汽,形成电弧通道。当交流电流自然下降过零前后,这些等离子态的金属蒸汽便在真
空中迅速飞散而熄灭电弧。

操作顺序
自动重合闸的操作循环:分一θ_ 合分一T一 合 分。θ为断路器开断故障电路,从电弧熄灭起到电路重新接通的时间,称为无电流间隔时间,-般为0.3s或0.5s ;
T为强送电时间,-般为180s。
断路器开断时间与无电流间隔时间之和称为自动重合闸时间。金属短接时间系指断路器重合闸操作后,触头闭合到第二次触头分开所需用的时间。

开断时间示意图
全开断时间是说明断路器开断过程快慢的主要参数,它直接影响故障对设备的损坏程度、故障范围、传输容量和系统的稳定性。
断路器开断时间示意图
(2 )合闸时间处于分闸位置的断路器,从接到合闸命令瞬间起到所有相的触头均接触为止的时间称为合闸时间。

◆额定频率
在规定的使用和性能条件下能连续运行的电网频率数值我国大部分为:50HZ

真空断路器的寿命
电寿命- +额定工作电流电寿命
- +额定短路电流电寿命
→不同开断电流的寿命
机械寿命-机械传动的可靠性。电磁机构:弹簧机构;永磁机

机械寿命试验:在不更换零件及规定的机械特性条件下,验证开关设备能否承受规定的分合空载操作次数的试验真空寿命→15~20年真空寿命
-→影响因素:外壳、波纹管、钎焊封接

真空断路器的主要机械特性参数及其物理含义
1、触头开距
2、触头接触行程
3、额定触头压力
4、机械行程特性 曲线-----分闸速度-----. 合闸速度
5、_(合闸时)动触头弹跳时间
6、触头三极合闸及分闸不同期

触头开距
处于分闸位置的开关装置的一极的触头间或任何与其相连的导电部件间的总间距。
电极间的电场分布、电场强度.....绝缘水平
电极间的磁场强度、电弧电压、电弧中的等离子体消散时间..... 开断能力
波纹管的机械寿命.....断路器的寿命
开断12kV的真空断路器触头开距为3^ 4mm时,具有各种电流的能力。
12kV的真空断路器触头开距一-般为10~ 12mm,近期产品常见的为8 ~10mm

触头接触行程
触头接触行程也称触头超行程。对接式开关管的两触头间必须有一定的压力才能正常工作,故当两触头接触时,还需要一个中间弹簧来提供这个力,中间弹簧的压缩量称为触头接触行程。接触行程的主要作用是:为真空开关的一对平面对接式触头提供足够大的压力,在触头烧损后和传动系统产生机械形变后,仍能使开关触头保持良好的接触

额定触头压力
触头压力是用来满足开关对接触电阻和在通过峰值耐受电流时对机械强度的要求。额定触头压力是制造厂对该参数在规定操作条件下的规定值。阻的要求和开关在通过峰值耐受电流时对机械强度的要求。分闸时动触头的刚分速度主要取决于:触头接触压力x触头接触行程。

机械行程特性曲线(分闸速度、合闸速度)
GB1984-2004规定的机械行程(分闸)特性曲线

高压真空断路器机械行程特性曲线(分闸)
参考的机械行程特性可以用来确定:该参考曲线上下允许偏差的限值。根据该参考曲线,可以从分闸时的触头分离时刻和合闸时的触头接触时刻到触头行程终止时刻划出两条包络线。
在该曲线上找到触头刚分6mm时的点,经过运算就可以得出以前定义得平均分闸速度。
断路器的分闸速度一般而 言越高越好,这样可以使首开相在电流趋近于0前2~ 3ms时能开断故障电流:否则首开相不能开断而延至下一相,原来首开相变为后开相,燃弧时间加长了。增加了开断难度,甚至使开断失败。但分闸速度太高,分闸时动触头的反弹幅值也大,容易产生重燃。另外分闸速度高,必然是机构的输出功增大,这就要求整机的机械强度提高,降低了技术经济指标。35KV真空断路器

高压真空断路器机械行程特性曲线(合闸)
该曲线(实测)上可以找到以前定 义的任一点的速度和某区间的平均合闸速度。
平均合闸速度主要影响触头的电磨蚀。如果合闸速度太低,首先是有可能合不上闸,使断路器作一次不正常的合分操作。其次是预击穿时间过长,电弧存在的时间长,触头表面电磨损大,甚至使触头熔焊而粘住,降低灭弧室的电寿命。但速度太高,容易产生合闸弹跳,操动机构输出功也要增大,对灭弧室和整机机械冲击大,影响产品的使用可靠性与机械寿命。GB1984-2004,对分闸、合闸速度没提出要求。

高压真空断路器(合闸时)动触头弹跳时间
从触头第一次接触开始到触头稳定接通时刻的时间。合闸弹跳大大加剧了触头的电磨损:同时它也会引起电力系统或设备产生LC高频振荡,振荡产生的过电压对电气设备的绝缘可能造成伤害甚至损坏。当合闸弹跳时间小时,不会产生较大的过电压,设备绝缘不会受损,在关合时动静触头之间也不会产生熔焊。影响合闸弹跳时间的因素: 1. 动触头运动速度(尽可能小)2.断路器运动部分惯量(尽可能小)3.触头工作压力与触头接触行程(压力大一些,行程长一点)4.各运动部件的传动配合情况(配合要好一点,触头压簧要有一定的裕度, 不能压到极限)。

开关触头合闸(及分闸)时的三极不同期性
断路器在工作时,三极不能同时闭合或分离,分别称为合闸不同期性和分闸不同期性,用时间来表示。
工人在进行装配时一定要考虑对断口开距的调整,以保证这同期性。同期性相差很大时,难免对开断能力产生影响,但在正常情况下是不会发生的,开距差异不会超过1mm,由于分闸速度较高,故同期性不难保证2ms。合闸不同期性太大容易引起合闸弹跳,因为机构输
出的运动冲量仅由首合闸触头承受。分闸不同期性太大可能使后开相灭弧室燃弧时间加长,降低开断能力。
合闸与分闸不同期性一般同时存在, 所以调整好了合闸不同期性分闸不同期性也就有了保证。产品中要求合分闸不同期性小于2ms

高压真空断路器分闸时(动触头)反弹幅值
在分闸操作过程中,动触头达到分闸位置后返向静触头方向运动的最大距离。
分闸时(动触头)反弹幅值会影响:开关管的机械寿命。分闸时(动触头)反弹幅值存在等于增大了触头开距。过大的触头开距,使电弧不稳定,从而引起开断能力的下降和截流值的提高。分闸反弹在往回运动时,由于触头开距变小等原因,在切断容性负载时可能会导致重击穿。
影响因素: 1. 分闸终了前的即时速度(要小)。2. 触头弹簧的初压力不足,由于惯性力将使弹簧产生较大压缩而增大弹振。3.传动部分的配合间隙。4. 分闸缓冲器。

高压真空断路器分闸过行程(过冲)
在分闸操作过程中,动触头达到分闸位置后,继续向远离静触头方向运动的最大距离。

合闸时间、分闸时间
合闸时间(空载)
处于分闸位置的断路器,从合闸回路带电时刻到所有极的触头都接触时刻的时间间隔。
分闸时间(空载)
处于合闸位置的断路器,从分闸脱扣器带电时刻到所有各极的弧触头分离时刻的时间间隔。(不含自脱扣断路器)

高压真空断路器特性参量术语
1.额定电压在 规定的使用和性能的条件下能连续运行的最高电压,并以它确定高压开关设备的有关试验条件。
2.额定电流_在 规定的正常使用和性能条件下,高压开关设备主回路能够连续承载的电流数值。
3.额定频率在 规定的正常使用和性能条件下能连续运行的电网频率数值,并以它和额定电压、额定电流确定高压开关设备的有关试验条件。
4.额定电流开断电流在规定条件 下,断路器能保证正常开断的最大短路电流。
5.额定短路关合电流-在额定电压以及规定使用和性能条件下,开关能保证正常开断的电大短路峰值电流。
6.额定短时耐受电流(额定热稳定电流)一在规定的使用和性能条件下,在确定的短时间内,开关在闭合位置所能承载的规定电流有效值。
7.额定峰值耐受电流(额定热稳定电流)一在规定的使用和性能条件下,开关在闭合位置所能耐受的额定短时耐受电流第一个大半波的峰值电流。
8.额定短路持续时间(额定动稳定时间)一-开关在合位置所能承载额定短时耐受电流的时间间隔。
9.温升一开关设备通过电流时各部位的温度与周围空气温度的差值。
10.功率因数(回路的)一开 关设备开合试验回路的等效回路,在工频下的电阻与感抗之比,不包括负荷的阻抗。
11.额定短时工频耐受电压一按规定的条件和时间进行试验时,设备耐受的工频电压标准值(有效值)。
12.额定操作(雷电)冲击耐受电压一在 耐压试验时,设备绝缘能耐受的操作(雷电)冲击电压的标准值。

高压真空断路器操作术语
1.操作一-动触头从- -个位置转换至另一个位置的动作过程。
2.分(闸)操作开关从台位置转换到分位置的操作。
3.合(闸)操作一开关从分 位置转换换到合位置的操作。
4.“合分”操作-_开关合后, 无任何有意延时就立即进行分的操作.如有多位置,则需通过所有的其他位置。
6.操作顺序--具 有规定时间间隔和顺序的一连串操作。
7.自动重合(闸)操作_开关分后经预定时间自动再次合的操作顺序。
8.关合(接通)__用 于建立回路通电状态的合操作。
9.开断(分断) _在通电状态 下,用于回路的分操作。
10.自动重关合在 带电状态下的自动重合(闸)操作。
11.开合开断和关 合的总称。
12.短路开断一对短路故障电流的开断。
13.短路关合一对短路故障电流的关合。
16.行程触头的一分、 合操作中,开关动触头起始位置到任一- 位置的距离。
17.超行程一合闸操作中, 开关触头接触后动触头继续运动的距离。
18.分闸速度一开关分 (闸)过程中,动触头的运行速度。
19.触头刚分速度一 开关合(闸)运程中,动触头与静触头的分离瞬间运动速度。
20.合闸速度一开 关合(闸)过程中,动触头的运动速度。
21.触头刚合速度一开关合 (闸)过程中,动触头与静触头的接触瞬间运动速度。
22.开断速度一开 关在开断过程中,动触头的运动的速度。
23.关合速度一开 关在关合过程中,动触头的运动的速度。

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