概述

　　真空斷路器是指觸頭在真空中關(guān)合、開斷的斷路器。

　　真空斷路器最初由英、美研究,隨后發(fā)展到日本、德國和原蘇聯(lián)等其他國家。我國從1959年起開始研究真空斷路器的理論,到20世紀70年代初正式生產(chǎn)各類真空斷路器。真空滅弧室、操動機構(gòu)、絕緣水平等制造技術(shù)的不斷創(chuàng)新和改進,使真空斷路器的發(fā)展極為迅速,在大容量、小型化、智能化及可靠性研究方面取得了一系列重大成果。

　　真空斷路器以具備良好的滅弧特性,適宜頻繁操作,電氣壽命長、運行可靠性高、不檢修周期長的優(yōu)勢,在當今我國電力工業(yè)城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造、化工、冶金、-鐵道電氣化以及礦山等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。產(chǎn)品從過去的ZN1-ZN5幾個品種到現(xiàn)在數(shù)十個型號、品種,額定電流達到 4000A,開斷電流達到5OKA,甚至有63kA,電壓達到35kV等級。

　　下面將從真空斷路器的幾個主要方面看它的發(fā)展及特點,分別是真空滅弧室的發(fā)展、操動機構(gòu)的發(fā)展、絕緣結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

真空滅弧室的發(fā)展及特點

真空滅弧室的發(fā)展

　　利用真空介質(zhì)來熄滅電弧的設(shè)想在19世紀末就己提出,20世紀20年代制造出了最早的真空滅弧室。但是由于受真空工藝、材料等技術(shù)水平的限制,當時并未實現(xiàn)實用化。20世紀50年代以后,隨著新技術(shù)的發(fā)展解決了真空滅弧室制造中的很多難題,使真空開關(guān)逐漸達到實用水平。20世紀50年代中期美國通用電氣公司批量生產(chǎn)了額定開斷電流為12KA的真空斷路器。隨后在20世紀50年代末由于發(fā)展了具有橫向磁場觸頭的真空滅弧室,使額定開斷電流提高到3OKA的水平 o20世紀70年代后,日本東芝電氣公司研制成功了具有縱向磁場觸頭的真空滅弧室,使額定開斷電流又進一步提高到5OKA以上。目前真空斷路器己廣泛用于 1OKV、35kV配電系統(tǒng)中,額定開斷電流己能做到5OKA-100KAo有些國家還生產(chǎn)了72kV/84kV級的真空滅弧室,但數(shù)量不多。

　　近年來,我國真空斷路器的生產(chǎn)發(fā)展也很快。目前國內(nèi)真空滅弧室的技術(shù)與國外產(chǎn)品不相上下,有采用縱向、橫向的磁場技術(shù)、采用中央引燃觸頭技術(shù)的真空滅弧室,Cu-Cr合金材料制成觸頭已成功地開斷5OKA、63kAo中國的真空滅弧室已達到較高的水平,真空斷路器完全可以選用國產(chǎn)的真空滅弧室。

真空滅弧室的特點

　　真空滅弧室是真空斷路器的關(guān)鍵部件,它是采用玻璃或陶瓷作支撐及密封,內(nèi)部有動、靜觸頭和屏蔽罩,室內(nèi)有負壓,真空度為133×10九133×lOJPa, 保證其開斷時的滅弧性能和絕緣水平。當真空度降低時,其開斷性能明顯降低,因此真空滅弧室不得受任何外力碰撞,嚴禁敲擊、手拍打,搬動及維護時不得受力o 禁止把任何東西放在真空斷路器上,以防止落下時打壞真空滅弧室。出廠前真空斷路器經(jīng)過嚴格平行度檢查和裝配,維修時應(yīng)緊固滅弧室的各螺栓,以保證其受力均勻。

　　真空斷路器在真空滅弧室內(nèi)開斷電流并進行滅弧,而真空斷路器本身沒有定性、定量監(jiān)測真空度特性的裝置,所以真空度降低故障為隱性故障,同時,真空度降低將嚴重影響真空斷路器開斷過電流的能力,并導致斷路器的使用壽命急劇下降嚴重時會引起開關(guān)爆炸。

　　綜上所述真空滅弧室存在的主要問題真空度降低。真空度降低的主要原因有以下幾點。

　　(1)真空斷路器是一個比較嬌嫩的元件,電子管廠出廠后,經(jīng)過多次運輸顛簸、安裝震動、意外碰撞等,都有可能產(chǎn)生玻璃或陶瓷封接的滲漏。

　　(2)真空滅弧室材質(zhì)或制作工藝存在間題,多次操作后出現(xiàn)漏點。

　　(3)分體式真空斷路器,如使用電磁式操作機構(gòu),在操作時,由于操作連桿的距離比較大,直接影響開關(guān)的同期、彈跳、超行程等特性加快真空度降低。

真空滅弧室真空度降低的處理方法:

　　經(jīng)常觀察真空滅弧室定期使用真空開關(guān)真空度測試儀對真空滅弧室進行真空度的測量,確保真空滅弧室的真空度在規(guī)定范圍內(nèi);當真空度降低時,必須更換真空滅弧室,并做好行程、同期、彈跳等特性試驗。

操動機構(gòu)的發(fā)展

　　操動機構(gòu)是衡量真空斷路器性能優(yōu)劣的重要方面之一,影響真空斷路器可靠性的主要原因就是操動機構(gòu)的機械特性。根據(jù)操動機構(gòu)的發(fā)展可分為以下幾類。

手動操動機構(gòu)

　　靠于動直接合閘的操動機構(gòu)稱為手動操動機構(gòu),它主要用來操動電壓等級低、額定開斷電流很小的斷路器。除工礦企業(yè)用戶外電力部門中手動機構(gòu)已很少采用。手動操動機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、不要求配備復雜的輔助設(shè)備及操動電源缺點是不能自動重合閘,只能就地操作,不夠安全。因此,手動操動機構(gòu)已幾乎被手力儲能的彈簧操動機構(gòu)所代替。

電磁操動機構(gòu)

　　靠電磁力合閘的操動機構(gòu)稱為電磁操動機構(gòu)d配合國產(chǎn)ZN28-12型產(chǎn)品發(fā)展的有CD17型機構(gòu),結(jié)構(gòu)上也采用與真空滅弧室前后布置的方式。

　　電磁操動機構(gòu)的優(yōu)點是機構(gòu)簡單、工作可靠、制造成本低,缺點是合閘線圈消耗的功率太大,需要備價格昂貴的蓄電池、合閘電流較大、結(jié)構(gòu)比較笨重、動作時間較長,市場占有量逐漸減少。