35kV真空断路器机械特性及故障检测方法

断路器机械特性

1. 概述真空断路器的生产厂家比较多,型号也较繁杂。按使用条件分为户内(ZNx)和户外(ZWx)两种类型。主要由框架部分,灭弧室部分(真空泡),和操动机构部分组成。断路器本体部分由导电回路,绝缘系统,密封件和壳体组成。整体结构为三相共箱式。其中导电回路由进出线导电杆,进出线绝缘支座,导电夹,软连接与真空灭弧室连接而成。一般说来,真空断路器必须满足常规断路器的三大部分,即:导电回路及灭弧室、操动机构及传动系统、绝缘,任何一种断路器都要有这三大部分。

2. 机械特性对产品性能的影响衡量真空断路器的性能,真空灭弧室本身的性能固然重要,然而机械特性同样具有举足轻重的作用。下面对各机械特性参数与产品性能的关系分述如下:

   
   

   (1)开距触头的开距主要取决于真空断路器的额定电压和耐压要求,一般额定电压低时触头开距选得小些。但开距太小会影响分断能力和耐压水平。开距大大,虽然可以提高耐压水平,但会使真空灭弧室的波纹管寿命下降。设计时一般在满足运行的耐压要求下尽量把开距选得小一些。12kv真空断路器的开距通常在8一12mm之间,40.5kv的则在30一40mm之间。

   (2)触头接触压力在无外力作用时,动触头在大气压作用下,对体腔产生一个闭合力使其与静触头闭合,称之为自闭力,其大小取决于波纹管的端口直径(注意自闭力和波纹管的关系)。灭弧室在工作状态时,这个力太小不能保证动静触头间良好的电接触,必须施加一个外加压力。这个外加压力和自闭力之和称为触头的接触压力。

   这个接触压力有如下几个作用:

   a、保证动、静触头的良好接触,并使其接触电阻小于规定值。

   b、为满足额定短路状态时的动稳定要求,触头压力应大于额定短路状态时的触头间的斥力,以保证在该状态下动静触头完全闭合,不受损坏。

   c、抑制合闸弹跳。使触头在闭合碰撞时得以缓冲,把碰撞的动能转为弹簧的势能,抑制触头的弹跳。

   d、为分闸提供一个加速力。当接触压力大时动触头得到较大的分闸力,容易拉断合闸熔焊点(冷焊力),提高分闸初始的加速度,减少燃弧时间,提高分断能力。触头接触压力是一个很重要的参数,在产品的初始设计中要经过多次验证、试验才选取得比较合适。触头压力选得太小时,满足不了上述各方面的要求;但触头压力太大时,一方面需要增大合闸操作功,另外灭弧室和整机的机械强度要求也需要提高,技术上不经济。

   (3)接触行程(或称压缩行程)目前真空断路器毫无例外地采用对接式接触方式。动触头碰上静触头之后就不能再前进了,触头接触压力是由每极触头压缩弹簧(有时称作合闸弹簧)提供的。所谓接触行程,就是开关触头碰触开始,触头压簧施力端继续运动至合闸终结的距离,亦即触头弹簧的压缩距离,故又称压缩行程。接触行程有两方面作用,一是令触头弹簧受压而向对接触头提供接触压力;二是保证在运行磨损后仍然保持一定接触压力,使之可靠接触。一般接触行程可取开距的20%一30%左右,12kV的真空断路器约为3一4mm。