真空断路器的机械特性

一,开距

触点的开口距离主要取决于真空断路器的额定电压和耐压要求。一般来说,当额定电压较低时,触点的开口距离较小。但开口距离过小会影响断路能力和耐压水平。开口距离过大,虽然可以提高耐压水平,但会降低真空灭弧室波纹管的使用寿命。在设计中,开口距离通常尽可能小,以满足运行的耐压要求。10kV真空断路器的开口距离通常在8~12mm之间,35kV在30~40mm之间。

二、接触压力。

在没有外力的情况下,动态接触在大气压下对内腔产生闭合力,称为自闭力,其大小取决于波纹管的端口直径。当灭弧室工作时,这种力太小,不能保证动态和静态接触之间良好的电接触,必须施加额外的压力。外部压力和自闭力之和称为接触压力。接触压力具有以下功能:

(1)保证动静触头接触良好,接触电阻低于规定值。

(2)满足额定短路状态下的动态稳定性要求。当触点压力大于额定短路状态时,触点之间的排斥应使触点压力大于额定短路状态,以确保在此状态下完全关闭和不损坏。

(3)抑制合闸弹跳。闭合碰撞时缓冲触点,将碰撞动能转化为弹性势能,抑制触点弹跳。

(4)为分离器提供加速力。当接触压力较大时,移动接触器获得较大的分离力,容易断裂熔焊点,提高分离器的初始加速度,减少电弧燃烧时间,提高分离能力。接触压力是一个非常重要的参数,在产品的初始设计中经过多次验证,试验更合适。如果接触压力过小,不能满足上述要求;但接触压力过大,一方面需要提高关闭操作技能,另一方面也需要提高灭弧室和整机的机械强度要求,技术不经济。4.3接触行程(或压缩行程)

目前,真空断路器无一例外地采用对接接触方式。触点接触静态接触后,触点接触压力由每极接触压缩弹簧(有时称为闭合弹簧)提供。所谓的接触行程是开关接触开始,接触压缩弹簧的应力端继续移动到最终距离,即接触弹簧的压缩距离,也称为压缩行程。

接触行程有两个功能。一是使接触弹簧受到压力,并向对接触头提供接触压力;二是确保运行磨削后仍保持一定的接触压力,使其可靠接触。一般来说,接触行程0%~30%,10kV真空断路器约3~4mm。

在真空断路器的实际结构中,接触式闭合弹簧设计为相当大的预压缩量和预压力,即使在开关位置。这是为了使接触压力突然跳到预压力值,防止接触弹跳,足以抵抗电动排斥,使接触状态良好;随着接触行程的进展,接触压力逐渐增加,接触压力达到设计值。接触行程不包括合闸弹簧的预压缩范围,实际上是合闸弹簧的第二次压缩行程。

三、平均合闸速度。

平均关闭速度主要影响触点的电磨损。如果关闭速度过低,预击穿透时间长,电弧存在时间长,触点表面电磨损大,甚至使触点焊接粘附,降低灭弧室的电寿命。但速度过高,容易产生关闭弹跳,操作机构的输出功率也应增加,对灭弧室和整机的影响较大,影响产品的可靠性和机械寿命。平均关闭速度通常在0.6m/s左右。

四、平均分闸速度。

一般来说,断路器的开关速度越快越好,这样当电流接近0前2~3ms时,第一个开相可以开关故障电流;否则,第一个开相不能开关,并延续到下一个相。原来的第一个开相变成了后开相,电弧燃烧时间延长,增加了开关的难度,甚至使开关失败。然而,开关速度太快,开关反弹也很大。如果反弹太大,振动太大,很容易重燃。因此,在这方面也应考虑相同的因素。开关速度主要取决于接触弹簧和开关弹簧的储能大学。为了提高开关速度,可以增加开关弹簧的储能量和开关弹簧的压缩量,这必然需要提高操作机构的输出功率和整机的机械强度,降低技术经济指标。经过多年的试验,10kV真空断路器的平均开关速度可以保证在0.95~1.2m/s。

五、合闸弹跳时间。

关闭弹跳时间是断路器在会制造麻烦时,触点刚刚开始计算,然后产生分离,可能再次触摸和离开,直到其稳定的接触时间。

该参数在国外标准中没有明确规定,能源部电力部建议真空断路器的关闭时间必须小于2ms。为什么关闭弹跳时间小于2ms?主要原因是关闭弹跳时间会导致电力系统或设备产生L.C高频振荡,振荡产生的过电压可能会损坏甚至损坏电气设备的绝缘。当关闭弹跳时;当相同小于2ms时,不会产生较大的过电压,设备绝缘不会损坏,关闭时接触之间也不会产生焊接。

六、合闸、分闸不同期性。

由于机构输出的运动冲量仅由首合闸接触头承受,因此合闸的不同期限过大容易导致合闸弹跳。分闸的不同期限可能会延长后开相管的燃弧时间,降低开断能力。

合闸与分闸的不同期性一般同时存在,因此调整了合闸的不同期性,保证了分闸的不同期性。产品要求合闸的不同期性小于2ms。

七、合、分闸时间。

关闭时间是指从操作线圈端子的电源时间计算到三极触点全部关闭或分离的时间间隔。

合闸线圈按短时工作设计,合闸线圈通电时间不到100ms,合闸线圈通电时间不到60ms。合闸时间一般在断路器出厂时调整,无需再次移动。

当断路器用于发电系统并在电源近端短路时,故障电流衰减缓慢。如果开关时间很短,断路器断开的故障电流可能含有较大的直流重量,开关条件较差,这对断路器的开关非常不利。因此,发电系统真空断路器的开关时间应尽可能长。

八、电路电阻。

电路电阻值是指导电电路连接是否良好的参数,各类产品规定了一定范围内的值。如果电路电阻超过规定值,则很可能是导电电路连接处的接触不良。在大电流运行过程中,接触不良部位的局部温度升高,甚至导致恶性循环,导致氧化和燃烧损坏。应特别注意大电流运行的断路器。电路电阻测量不允许采用电桥法测量,必须采用GB763规定的直流压降法。