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      技術答疑

      ZW32戶外高壓真空斷路器概述

       目前在城市中,比較熱的話題那就是智能了,這也是近幾年來比較熱的話題,而這也不僅僅是討論的對話那么簡單,因為已經產生了相關的產品了,其中智能手機就是典型的產品。而逐漸的,我們的家庭中也出現了很多的智能電器和裝置。其中一種比較新穎的wifi墻壁開關就是比較實用和新型的產生,它加入了路由功能的裝置,具有一定的無線連接效果,能夠遠距離的控制室內照明設備,算是比較好用的產品。而相對來說,目前的城市電路也在朝著智能化發展著,其中的真空斷路器與一些隔離開關就實現了配合使用的效果。在使用上,它們各自有各自的特點,其中高壓真空斷路器的作用就是保護電路設備不受電流過載造成的影響。
       
        而高壓隔離開關的作用則是在電力人員需要對電路進行搶修和檢修的時候,能夠暫時的隔絕電路電壓,效果也是比較強的。而目前兩種設備可以連用,起到的效果更加的強了,很多時候,由于斷路裝置的配合能夠讓隔離開關的使用時間更加的延長,對于電路搶修來說,時間更加的充裕了。這也是智能化電路發展的初步化。
      一、概況
        1.1 產品型號及名稱
       
        ZW32-12/630-20戶外高壓真空斷路器。
       
        ZW32-12G/630-20
       
        1.2 主要用途
       
        ZW32-12/630-20戶外高壓真空斷路器(以下簡稱斷路器)為額定電壓12KV,三相交流50Hz的戶外配電設備。主要用于開斷、關合電力系統中的負荷電流、過載電流及短路電流。適用于變電站及工礦企業配電系統中作保護和控制之用,及農村電網頻繁操作的場所。
       
        本安裝使用說明書規定了斷路器的主要技術參數、產品結構、以及操作、安裝、使用維護的原理和方法等內容。
       
        1.3 型號意義
       
        1.4 引用標準
       
        斷路器符合《GB/T11022 高壓開關及其控制設備標準的共用技術條件》、《GB1984-89 交流斷路器》《GB1985-89 交流高壓隔離開關和接地開關》和DL404、IEC56等標準的有關要求。
       
        1.5 使用環境條件
       
      •   1、海拔高度不超過2000米;
      •   2、周圍空氣溫度:-45℃~+65℃;日溫差:日變化25℃;
      •   3、風速不大于35m/s;
      •   4、無易燃、爆炸危險、化學腐蝕及劇烈震動的場所。
       
        二、結構特點
       
        2.1 該斷路器由三相支住、機構箱組成,結構簡單明了,三相支柱及電流互感器采用戶外環氧樹固體或硅橡膠絕緣,具有耐高低溫、耐紫外線、耐老化等優點;采用小型化彈簧操動機構,分合閘能耗低、機構傳動輸出采用主軸滑動方式,無扭力損耗,分合傳動件少,可靠性高;電流互感器安裝于動端出線,二次采用插拔結構,維護更換方便。
       
        2.2 裝有真空來弧室的高壓真空斷路器開斷性能穩定可靠,具有無燃燒和baozha危險、安全、免維護、體積小、重量輕(<100kg)和使用壽命長等特點。
       
        2.3 斷路器采用全封閉結構,密封性能好,有防潮、防凝露性能,適應于高溫潮濕地區使用。
       
        2.4 斷路器的合、分閘可手動或電動操作及遠方操作??膳c控制器配套實現配電自動化,也可與重合控制器配合組成重合器。
       
        2.5 操作機構新穎、簡單、動作可靠、體積小、機械壽命可達1萬次。
       
        2.6 斷路器的安裝方式可采用單桿或雙桿座裝方式。瑞起電力,一站式服務世界電力用戶。長沙瑞起機電設備公司生產電力絕緣子、瓷絕緣子、玻璃絕緣子、復合絕緣子、線路絕緣子、懸式絕緣子、針式絕緣子、盤式絕緣子、拉緊式絕緣子、避雷器、隔離開關、變壓器、負荷開關、箱式變電站、跌落式熔斷器、電纜、電力金具,歡迎垂詢。網址:www.dj-triquatra.com, QQ:179934537。
       
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            三、真空斷路器檢修:
      由于真空斷路器的自身特點其真空火弧室無需檢修,也無法檢修,一旦損壞或壽命終了那么就只能更換。但是真空斷路器所配用的機構,包括電磁操動機構和彈簧操動機構〔配永磁機構例外)。和常規斷路器所配用的機構相同盡暫本體可不用檢修,而機構仍需進行定期檢修.因此.真空斷路器的檢修周期決定于操動機構。大修周期為4~6年一次;小修周期為每年進行一次。當有下列情況發生時,需進行臨時性檢修:
       
        (1)當設備存在缺陷影響安全運行時。
       
        (2〕正常操作次數達到2 000次時。
       
        (3)更換真空滅弧室時。

           四、真空度的表示方式
       
        壓力低于一個大氣壓的氣體稀薄的空間,稱為真空空間,真空度越高即空間內氣體壓強越低。真空度的單位有三種表示方式:托(即1個mm水銀柱高),毫巴(103bar)或帕(帕斯卡:Pa)。(1托=131。6Pa,1毫巴=100Pa)我們通常所說真空滅弧室內部的真空度要達10-4托是指滅弧室內的氣體壓強僅為"萬分之一mm水銀柱高",亦即是1。31x10-2Pa。
       
        "派森定理"亦有譯為"巴申定律",是指間隙電壓耐受強度與氣體壓力之間的關系。圖1表示派森定理的關系曲線呈"V"字形,即充氣壓力的增加或降低,都能提高極間間隙絕緣強度。其擊穿機理至今還不清楚,因為真空滅弧室內部真空度高于10-4托,這樣稀薄空氣的空間,氣體分子的自由行程為103mm,在真空滅弧室這么大小的容積內,發生碰撞的機率幾乎是零。因此不會發生碰撞游離而使真空間隙擊穿。派森定理的"V"形曲線是實驗得出的,條件是在均勻電場的情況下,其間隙擊穿電壓Uj可表示為:
       
              Uj=KLa
       
      •       L------間隙距離;
      •       a------間隙系數(間隙<5mm時a=1,>5mm時,a=0。5)
       
      由派森定理的"V"形關系曲線中看出,當真空度達103托時出現拐點,拐點四周曲線變得平坦,擊穿電壓幾乎無變化。
       
        當真空度和間隙距離相同時,其擊穿電壓則隨觸頭電極材料發生變化,電極材料機械強度高,熔點高時,真空間隙的擊穿電壓亦隨之提高。
       
           五、真空絕緣的破壞機理
       
        前面已說過,在真空滅弧室這樣高度真空度的空間內,氣體分子的自由行程很大,不會發生碰撞分離而使真空間隙在高壓電作用下會擊穿又是客觀存在,于是就有種解釋真空絕緣會破壞的機理,場致發射引起擊穿,微塊引起擊穿和微放電導致擊穿。
       
        場致發射論對真空間隙所以能發生擊穿的解釋
       
        間隙電場能量集中,在電極微觀表面的突出部分發生電子發射或蒸發逸出,撞擊陽極使局部發熱,繼續放出離子或蒸汽,正離子再撞擊陰極發生二次發射,相互不斷積累,后導致間隙擊穿。
       
        聞名的FowlerandNoraheim場發射電流I表達式為:
       
                   I=AE2e-B/E
       
               式中 E------電場強度;
       
                  A------常數,與發射點的面積有關;
       
                  B------常數,與電極表面的逸出有關。
       
        在小的間隙(<1mm)及短脈沖電壓情況下,可以合理地認為真空間隙擊穿是由場致發射引起的,但在長間隙及連續加壓與長脈沖電壓下,有的學者認為真空的擊穿尚存在其它機理:
       
      • (1)陰極引起的擊穿;在強電場下,由于場發射電流的焦耳發熱效應,使陰極表面突出物的溫度升高,當溫度達到臨界點時,突出物熔化產生蒸汽引起擊穿。
      • (2)陽極引起的擊穿:由于陰極發射的電子束,轟擊陽極使某點發熱產生熔化和蒸汽而發生間隙擊穿。產生陽極引起擊穿的條件與電場提高系數和間隙距離有關。
       
        六、微塊引起擊穿的解釋
       
        假設在電極表面附著較輕松的微塊,在電場作用下,微塊脫落而且加速,這微塊撞擊對面的電極時,由于沖擊發熱可使其本身熔化產生蒸汽,引起擊穿。
       
        微放電導致真空間隙擊穿的解釋
       
        電極的陰極表面沾污,將發生微放電現象。微放電是一種小的自抑制熄滅的電流脈沖,它的總放電電荷3107C,存在時間由50ms到幾ms,放電一般發生在大于1mm的間隙中。
       
        這些真空間隙的擊穿機理表明,真空電極的材料與電極的表面狀況對真空間隙的絕緣都是非常要害的因素。
       
        真空間隙的絕緣耐受能力與在先的分合閘操作工況有關
       
        真空斷路器接觸間隙的擊穿電壓,因耐壓實驗前不同工況的分合閘操作有相應的不同結果,意大利哥倫布(Colombo)工程師在設備討論會上有文論述過這方面的問題:試驗對象是24KV斷路器,銅鉻觸頭,額定開斷電流16KA,額定電流630A,觸頭開距15。8mm,觸頭分閘速度1。1m/s,合閘速度為0。6m/s。
       
        在關合---分閘操作(試驗系列2~5)后產生的擊穿電壓比空載循環(試驗系列1)后給出的數值低,這意味著觸頭擊穿距離受電弧電流的影響而減??;同時,系列2和系列5所測得的數值亦小于系列3和系列4的試驗值,而電流過零波形和極性似乎無明顯影響。試驗結果證實了開閉操作的形式對斷路器觸頭之間的絕緣耐受能力有影響,擊穿電壓在30~50kV范圍內,擊穿距離為0。6~2mm之間,擊穿時觸頭的電場強度為25~44kV。

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