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真空断路器

真空断路器


触头在高真空的泡内分合的断路器。

“真空断路器”因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名;其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点,在配电网中应用较为普及。

真空断路器的结构


真空断路器主要包含三大部分:真空灭弧室、电磁或弹簧操动机构、支架及其他部件。


真空断路器技术参数


参数名称 单位 型号
ZN28-12/1250-20 ZN27-12/1250-31.5 ZN27A-12/3150-40
电压参数
额定电压 kV 10
最高电压 11.5
绝缘水平
工频耐压 极间、极对地 42
断口间 48
冲击耐压 极间、极对地 75
断口间 84
电流参数 额定电流 A 1250 1250 3150
额定短路开断 kA 20 31.5 40
额定峰值耐受电流 kA 50 80 100
4S短时耐受电流 kA 20 31.5 40
额定短时关合电流(峰值) kA 50 80 100
额定单个电容器组开断电流 A 630 800
额定背对背电容器组开断电流 A 400 400
寿命 额定短路开断电流次数 次 50 50 30
机械寿命 次 10000
其它 额定操作顺序 分-0.5s-合分-180s-合分 分-180s-合分-180-合分
全开断次数 不大于60
配用操动机构 CD或CT机构

真空断路器的机械性


(运行参数) 序号 机械特性参数 单位 ZN28-12/1250-20 ZN27-12/1250-31.5 ZN27A-12/3150-40
1 触头开距 mm 11±1.0 10±1.0 11±1.0
2 接触行程 mm 4±1.0 3±0.5
3 触头接触压力 N 1500±200 3000±200 5000±300
4 平均合闸速度 m/s 0.6±0.2
5 平均分闸速度 m/s 1.1±0.2 1.1±0.3 1.1±0.3
6 合闸弹跳时间 ms <2
7 分、合不同期性 ms <2
8 合闸时间 ms <100
9 分闸时间 ms <60
10 主回路直流电阻 μΩ ≤60 ≤60 ≤20
11 动静触头累积允许磨损厚度 mm 3.0
为满足真空灭弧室对机械参量的要求,保证真空断路器电气机械性能,确保运行可靠性,真空断路器须具有稳定、良好的机械特性。主要机械特性列于上表,亦以三种断路器技术指标为例。 4.各机械特性对产品性能的影响 产品机械特性的优劣,对产品各项电气性能有重要的关系,而且影响产品运行可靠性。衡量真空断路器的性能,真空灭孤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。

真空断路器故障处理


弹簧操作机构合闸储能回路故障

3.1 故障现象
(1) 合闸后无法实现分闸操作;
(2) 储能电机运转不停止,甚至导致电机线圈过热损坏。
3.2 原因分析
(1) 行程开关安装位置偏下,致使合闸弹簧尚未储能完毕,行程开关触点已经转换完毕,切断了电机电源,弹簧所储能量不够分闸操作;
(2) 行程开关安装位置偏上,致使合闸弹簧储能完毕后,行程开关触点还没有得到转换,储能电机仍处于工作状态;
(3) 行程开关损坏,储能电机不能停止运转。
3.3 故障危害
在合闸储能不到位的情况下,若线路发生事故,而断路器拒分闸,将会导致事故越级,扩大事故范围;如储能电机损坏,则真空开关无法实现分合闸。
3.4 处理方法
(1) 调整行程开关位置,实现电机准确断电;
(2) 如行程开关损坏,应及时更换。
3.5 预防措施
运行人员在倒闸操作时,应注意观察合闸储能指示灯,以判断合闸储能情况;检修人员在检修工作结束后,应就地进行2次分合闸操作,以确定断路器处于良好状态。
分合闸不同期、弹跳数值大
4.1 故障现象
此故障为隐性故障,必须通过特性测试仪的测量才能得出有关数据。
4.2 原因分析
(1) 断路器本体机械性能较差,多次操作后,由于机械原因导致不同期、弹跳数值偏大;
(2) 分体式断路器由于操作杆距离较大,分闸力传到触头时,各相之间存在偏差,导致不同期、弹跳数值偏大。
4.3 故障危害
如果不同期或弹跳大,都会严重影响真空断路器开断过电流的能力,影响断路器的寿命,严重时能引起断路器爆炸。由于此故障为隐性故障,所以危险程度更大。
4.4 处理方法
(1) 在保证行程、超行程的前提下,通过调整三相绝缘拉杆的长度使同期、弹跳测试数据在合格范围内;
(2) 如果通过调整无法实现,则必须更换数据不合格相的真空泡,并重新调整到数据合格。
4.5 预防措施
由于分体式真空断路器存在诸多故障隐患,在更换断路器时应使用一体式真空断路器;定期检修工作时必须使用特性测试仪进行有关特性测试,及时发现问题解决问题。

真空泡真空度降低

1.1 故障现象
真空断路器在真空泡内开断电流并进行灭弧,而真空断路器本身没有定性、定量监测真空度特性的装置,所以真空度降低故障为隐性故障,其危险程度远远大于显性故障。
1.2 原因分析
真空度降低的主要原因有以下几点:
(1) 真空泡的材质或制作工艺存在问题,真空泡本身存在微小漏点;
(2) 真空泡内波形管的材质或制作工艺存在问题,多次操作后出现漏点;
(3) 分体式真空断路器,如使用电磁式操作机构的真空断路器,在操作时,由于操作连杆的距离比较大,直接影响开关的同期、弹跳、超行程等特性,使真空度降低的速度加快。
1.3 故障危害
真空度降低将严重影响真空断路器开断过电流的能力,并导致断路器的使用寿命急剧下降,严重时会引起开关爆炸。
1.4 处理方法
(1) 在进行断路器定期停电检修时,必须使用真空测试仪对真空泡进行真空度的定性测试,确保真空泡具有一定的真空度;
(2) 当真空度降低时,必须更换真空泡,并做好行程、同期、弹跳等特性试验。
1.5 预防措施
(1) 选用真空断路器时,必须选用信誉良好的厂家所生产的成熟产品;
(2) 选用本体与操作机构一体的真空断路器;
(3) 运行人员巡视时,应注意断路器真空泡外部是否有放电现象,如存在放电现象,则真空泡的真空度测试结果基本上为不合格,应及时停电更换;
(4) 检修人员进行停电检修工作时,必须进行同期、弹跳、行程、超行程等特性测试,以确保断路器处于良好的工作状态。

真空断路器分闸失灵

2.1 故障现象
根据故障原因的不同,存在如下故障现象:
(1) 断路器远方遥控分闸分不下来;
(2) 就地手动分闸分不下来;
(3) 事故时继电保护动作,但断路器分不下来。
2.2 原因分析
(1) 分闸操作回路断线;
(2) 分闸线圈断线;
(3) 操作电源电压降低;
(4) 分闸线圈电阻增加,分闸力降低;
(5) 分闸顶杆变形,分闸时存在卡涩现象,分闸力降低;
(6) 分闸顶杆变形严重,分闸时卡死。
2.3 故障危害
如果分闸失灵发生在事故时,将会导致事故越级,扩大事故范围。
2.4 处理方法
(1) 检查分闸回路是否断线;
(2) 检查分闸线圈是否断线;
(3) 测量分闸线圈电阻值是否合格;
(4) 检查分闸顶杆是否变形;
(5) 检查操作电压是否正常;
(6) 改铜质分闸顶杆为钢质,以避免变形。
2.5 预防措施
运行人员若发现分合闸指示灯不亮,应及时检查分合闸回路是否断线;检修人员在停电检修时应注意测量分闸线圈的电阻,检查分闸顶杆是否变形;如果分闸顶杆的材质为铜质应更换为钢质;必须进行低电压分合闸试验,以保证断路器性能可靠。

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