分析真空斷路器的發(fā)展與表現(xiàn)

時(shí)間：2020-01-05作者：陜西南業(yè)電力設(shè)備有限公司瀏覽：308

一、**真空斷路器

面臨較其不同的開(kāi)斷任務(wù)，新的**斷路器應(yīng)運(yùn)而生。如果用于發(fā)電機(jī)保護(hù)斷路器的特大容量真空斷路器(短路開(kāi)斷電流高達(dá)63～80kA及以上)，標(biāo)準(zhǔn)型真空斷路器(短路開(kāi)斷電流25～50kA)，經(jīng)濟(jì)型真空斷路器(16～25kA)，頻繁型真空斷路器(如操作次數(shù)5～6萬(wàn)次)，**頻繁型真空斷路器(如操作次數(shù) 10～15萬(wàn)次)。如西門(mén)子公司的3AH系列斷路器就按使用場(chǎng)合劃分為5種型號(hào)，其中3AH1和3AH3型為標(biāo)準(zhǔn)型，操作10000次，3AHZ型為頻繁型，操作6萬(wàn)次，3AH4為**頻繁型，操作12萬(wàn)次，3AH5型為經(jīng)濟(jì)型，價(jià)格便宜。

二、低過(guò)電壓型真空斷路器

眾所周知，真空斷路器因截流會(huì)引起截流過(guò)電壓，特別在開(kāi)斷小的感性負(fù)截如電動(dòng)機(jī)時(shí)，一般情況下，為限制過(guò)電壓而給真空斷路器配過(guò)電壓吸收裝置如SicRC 路，ZnO避雷器等，這使斷路器結(jié)構(gòu)龐大且復(fù)雜化，而且有的限制過(guò)電壓不理想。

日本幾家公司另辟路徑，開(kāi)發(fā)出低過(guò)電壓真空斷路器。它不用加過(guò)電壓吸收裝置而用新開(kāi)發(fā)出的觸頭材料，將過(guò)電壓限制至常規(guī)值的十分之一。低過(guò)電壓觸頭材料東芝為AgWC日立為Co-Ag-Se，三菱為Cu-Cr-Bi-α，富士為CuCr+高蒸氣材料。這些公司一般做到7.2kV下20kA，只有東芝公司做到7.2kV下40kA。

三、多功能真空斷路

眾所周知真空斷路器迄今為二I位(即合一分)完成關(guān)合和開(kāi)斷任務(wù)?，F(xiàn)在出現(xiàn)了多功能真空斷路器，賦予了多個(gè)功能，如合—分—隔離—接地等。西門(mén)子公司、 Alstom公司、日立公司均有這樣的產(chǎn)品。西門(mén)子公司較新推出NXACT型模塊式真空斷路器具有多功能：集關(guān)合、開(kāi)斷、隔離、接地及聯(lián)鎖于一體。 Alstom公司配VISAX開(kāi)關(guān)柜的真空斷路器為三I位(合—分—隔離)。日立公司與東京電力公司合作研發(fā)的24kV真空斷路器為四I位(合—分—隔離—接地)。

為使產(chǎn)品多功能化，從現(xiàn)有產(chǎn)品看，有兩種做法：一是真空斷路器相柱在開(kāi)斷后移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，形成隔離和接地;另一是真空滅弧室內(nèi)觸頭旋轉(zhuǎn)完成隔離和接地。西門(mén)子公司NXAct型產(chǎn)品為開(kāi)斷后相柱移動(dòng)完成隔離和接地，而Alstom公司為開(kāi)斷后相柱旋轉(zhuǎn)完成隔離任務(wù)，日立公司通過(guò)滅弧室內(nèi)觸頭旋轉(zhuǎn)完成隔離和接地任務(wù)。

四、同步斷路器

同步斷路器又叫選相真空斷路器或受控真空斷路器。其基本原理是使真空斷路器在電壓或電流較有利時(shí)刻關(guān)合或開(kāi)斷。

與普通真空斷路器相比，同步斷路器具有如下優(yōu)勢(shì)：1.降低了電網(wǎng)瞬態(tài)過(guò)電壓負(fù)荷;2.改善了電網(wǎng)供電質(zhì)量;3.提高了斷路器電壽命及性能;4.簡(jiǎn)化了電網(wǎng)設(shè)計(jì)，從而降低了整個(gè)系統(tǒng)費(fèi)用。

ABB公司利用數(shù)字電子器件和磁力操動(dòng)機(jī)構(gòu)已開(kāi)發(fā)出了同步真空斷路器，這是一個(gè)良好的開(kāi)端。

五、智能型真空斷路器

真空斷路器智能化是建立在現(xiàn)代傳感技術(shù)和數(shù)字化控制技術(shù)之上。國(guó)外制造公司都使自己的產(chǎn)品具有智能，這是配電自動(dòng)化的需要，也是斷路器本身控制保護(hù)的需要。如Alstom公司的DCX型可編程序數(shù)字控制裝置，ABB公司的REF542型控制和保護(hù)裝置，西門(mén)子公司*二代數(shù)字保護(hù)裝置等。

由以上可知，真空斷路器發(fā)展很快，究其原因，固然很多，但有兩條是基本的：一是真空滅弧室技術(shù)的進(jìn)步;二是操動(dòng)機(jī)構(gòu)技術(shù)的進(jìn)步。真空滅弧室是真空斷路器的心臟。真空滅弧室的進(jìn)步表現(xiàn)在如觸頭材料從CuBi轉(zhuǎn)變成CuCr，提高了開(kāi)斷能力，并降低了截流值，同時(shí)磁場(chǎng)從橫磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向縱磁場(chǎng)，提高了開(kāi)斷能力，減少了觸頭的燒損。在工藝上，一次排封工藝的采用，大大提高了滅弧室性能及可靠性。

操動(dòng)機(jī)構(gòu)被稱之為真空斷路器的神經(jīng)**。原先用電磁機(jī)構(gòu)，后出現(xiàn)了彈簧機(jī)構(gòu)，較新又出現(xiàn)了永磁機(jī)構(gòu)。彈簧機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件數(shù)多(多達(dá)200個(gè))，加工精度要求高，且彈簧機(jī)構(gòu)的出力特性與真空斷路器的負(fù)載特性不相匹配，要在凸輪輪廓曲線和連桿結(jié)構(gòu)上進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。永磁機(jī)構(gòu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)單，零部件比任何其他機(jī)構(gòu)都要少，運(yùn)動(dòng)部件可以減少至一個(gè)，因而機(jī)械可靠性特別高，而且永磁機(jī)構(gòu)的出力特性能與真空斷路器的負(fù)載特性很好的匹配。永磁機(jī)構(gòu)用永磁鎖扣，電容器(或直流屏供電)儲(chǔ)能，用電子控制。永磁機(jī)構(gòu)特別適用于頻繁操作，如可達(dá)6萬(wàn)～15萬(wàn)次。

在世界上，特瑞能電氣公司(TAVRIDA ELECTRIC AG簡(jiǎn)稱TEL公司)于1974年**配永磁機(jī)構(gòu)的真空斷路器模型，1989年配永磁機(jī)構(gòu)的免維護(hù)真空斷路器投放市場(chǎng)，1993年配永磁機(jī)構(gòu)的真空斷路器在荷蘭KEMA試驗(yàn)站通過(guò)了型式試驗(yàn)。1994年配永磁機(jī)構(gòu)的ISM型真空斷路器獲得俄羅斯**(**號(hào)N.020631)自此以后，ABB、 Josly、Cooper、Whipp&Bourn等公司均開(kāi)發(fā)出自己的配永磁機(jī)構(gòu)的真空斷路器。如ABB公司1997年開(kāi)發(fā)成功配永磁機(jī)構(gòu)的VM1型真空斷路器。配永磁機(jī)構(gòu)的真空斷路器不僅用于戶內(nèi)斷路器，也用于戶外斷路器和重合器，如TEL公司的OSM型重合器和Whipp&Bourne公司的GVR 型戶外重合器。

上個(gè)世紀(jì)90年代后期，配永磁機(jī)構(gòu)的真空斷路器傳入我國(guó)，我國(guó)許多公司開(kāi)發(fā)出永磁機(jī)構(gòu)，而且有的試驗(yàn)到10萬(wàn)次，配永磁機(jī)構(gòu)的真空斷路器如VSM和VSIA型、ZN23-40.5型、Z**5型、ZWD-12型、ZND-40.5型等產(chǎn)品。


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