真空断路器主要技术参数和机械参数.ppt
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真空断路器主要参数真空断路器主要参数主要机械参数主要机械参数主要技术参数主要技术参数额定电压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定。
如:
对3220kV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、16000、20000A。
额定开断电流(断流容量)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。
额定关合能力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=1.82INkd=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。
操作性能操作性能操作性能
(1)全全开开断断时间是是指指断断路路器器接接到到分分闸命命令令瞬瞬间起起到到电弧弧熄熄灭为止的止的时间间隔隔。
即。
即tkg=tgf+th式中式中tkg全开断全开断时间,s;tgf分分闸时间,s;从从断断路路器器接接到到分分闸命命令令瞬瞬间到到所有相的触所有相的触头都分离的都分离的时间间隔,亦称隔,亦称为断断路器固有分路器固有分闸时间;th燃弧燃弧时间,s;是指某一相首先起弧瞬;是指某一相首先起弧瞬间到所到所有相有相电弧全部熄弧全部熄灭的的时间间隔。
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:
分合分T合分。
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,一般为0.3s或0.5s;T为强送电时间,一般为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。
真空断路器主要技术参数真空断路器主要技术参数u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真空断路器主要技术参数真空断路器主要技术参数u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;永磁机构机械寿命试验:
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1520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真空断路器的主要机械特性参数及其物理含义1、触触头开距开距2、触触头接触行程接触行程3、额定触定触头压力力4、机械行程特性曲机械行程特性曲线-分分闸速度速度-合合闸速度速度5、(合(合闸时)动触触头弹跳跳时间6、触触头三极合三极合闸及分及分闸不同期不同期性性7、(分(分闸时)动触触头反反弹幅幅值8、分分闸过行程(行程(过冲)冲)9、(空(空载)合)合闸时间10、(空(空载)分)分闸时间真空断路器主要机械参数真空断路器主要机械参数开断开断12kV12kV的真空断路器触头开距为的真空断路器触头开距为3434mmmm时,时,具有各种电流的能力。
具有各种电流的能力。
12kV12kV的真空断路器触头开距一般为的真空断路器触头开距一般为10121012mmmm,近期产品常见的为近期产品常见的为810810mmmm处于分闸位置的开关装置的一极的触头间或任何与其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。
相连的导电部件间的总间距。
电极间的电场分布、电场强度电极间的电场分布、电场强度绝缘水平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电极间的磁场强度、电弧电压、电弧中的等离子体消散时间间开断能力开断能力波纹管的机械寿命波纹管的机械寿命断路器的寿命断路器的寿命触头开距触头接触行程也称触头超行程。
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,中间弹簧的弹簧来提供这个力,中间弹簧的压缩量称为触头接触行程。
压缩量称为触头接触行程。
接触行程的主要作用是:
为真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。
能使开关触头保持良好的接触。
触头接触行程触头压力必须满足开关对接触电触头压力必须满足开关对接触电阻的要求和开关在通过峰值耐受电流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。
时对机械强度的要求。
分闸时动触头的刚分速度主要取决分闸时动触头的刚分速度主要取决于:
触头接触压力于:
触头接触压力触头接触行程。
触头接触行程。
额定触头压力触头压力是用来满足开关对接触电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。
数在规定操作条件下的规定值。
GB1984-2004规定的机械行程(分闸)特性曲线机械行程特性曲线(分闸速度、合闸速度)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。
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。
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时的点,经过运算就可以得出以前定义得平均分闸速度。
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前前23ms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。
术经济指标。
机械行程特性曲线(分闸)该曲线(实测该曲线(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。
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,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。
使用可靠性与机械寿命。
GB1984-2004,对分闸、合闸速度没提出要求。
对分闸、合闸速度没提出要求。
机械行程特性曲线(合闸)(合闸时)动触头弹跳时间(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)。
(合闸时)动触头弹跳时间(合闸时)动触头弹跳时间开关触头合闸(及分闸)时的三极不同期开关触头合闸(及分闸)时的三极不同期性性断路器在工作时,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,以保证这一同期性。
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。
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- 真空 断路器 主要 技术参数 机械 参数