斷路器觸頭一般彈簧操念頭構(gòu)有上百個零件,且傳動機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜,故障率較高,運(yùn)動部件多,斷路器觸頭制造工藝要求較高。另外,彈簧操念頭構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,滑動摩擦面多,而且多在關(guān)頭部位,斷路器觸頭在持久運(yùn)行歷程中,這些零件的磨損、銹蝕以及潤滑劑的流失、固化等城市致使操作失誤。主要存在著以下缺點(diǎn)。 (1)斷路器拒動,即給斷路器發(fā)出操作信號而不合閘或分閘。 (2)合不上閘或合上后即分?jǐn)唷? (3)斷路器觸頭事故時繼電呵護(hù)動作、斷路器分不下來。 (4)斷路器觸頭燒壞合閘線圈。 操作機(jī)構(gòu)故障原因分析: 斷路器拒動,多是操作電壓失壓或欠壓、操作回路斷開、適用線圈或分閘線圈斷線、機(jī)構(gòu)上的輔助開關(guān)觸點(diǎn)接觸不良。 合不上閘或合上后即分?jǐn)?多是操作電源欠壓、斷路器動觸頭接觸行程過大、輔助開聯(lián)系關(guān)系鎖接點(diǎn)斷開、操作機(jī)構(gòu)的半軸與掣子扣接量太小; 事故時繼電呵護(hù)動作、斷路器分不下來,多是分閘鐵心內(nèi)有異物使鐵心受阻動作不靈、分閘脫扣半軸轉(zhuǎn)動不靈活、分閘操作回路斷線。 燒壞合閘線圈,多是原因有:合閘后直流接觸器不克不及斷開、輔助開關(guān)在合閘后沒有聯(lián)動轉(zhuǎn)至分閘位置、輔助開關(guān)松動。 3.3 斷路器觸頭永磁機(jī)構(gòu) 永磁機(jī)構(gòu)采取新的工作原理將電磁機(jī)構(gòu)與永久磁鐵有機(jī)地組合起來,避免了合分閘位置機(jī)械脫扣、鎖扣系統(tǒng)所造成的晦氣因素元需任何機(jī)械能而通過永久磁鐵發(fā)生的連結(jié)力即可使真空斷路器連結(jié)在合、分閘位置上。配以控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)真空斷路器所要求的全部功能。主要可以分為兩個類型:單穩(wěn)態(tài)永磁操念頭構(gòu)和雙穩(wěn)態(tài)永磁操念頭構(gòu)口其中雙穩(wěn)態(tài)永磁操念頭構(gòu)的工作原理為分閘與合閘及連結(jié)都靠永磁力;單穩(wěn)態(tài)永磁操念頭構(gòu)的工作原理為在儲能彈簧的幫忙下快速分閘,并連結(jié)分閘位置,只有合閘連結(jié)靠永磁力。特瑞德電氣主要產(chǎn)品就是單穩(wěn)態(tài)永磁操念頭構(gòu),國內(nèi)企業(yè)自行研發(fā)的主要是雙穩(wěn)態(tài)永磁操念頭構(gòu)。 雙穩(wěn)態(tài)永磁操念頭構(gòu)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變多樣但其原理只有兩種:即雙線圈式(對稱式)和單線圈式(非對稱式),以下對這兩種結(jié)構(gòu)作簡單介紹。 (1)斷路器觸頭雙線圈永磁機(jī)構(gòu) 雙線圈式永磁機(jī)構(gòu),它的特點(diǎn)為:采取永久磁鐵使真空斷路器分袂連結(jié)在分閘和合閘極限位置上,使用激磁線圈將機(jī)構(gòu)的鐵心從分閘位置推動到合閘位置,使用另一激磁線圈將機(jī)構(gòu)的鐵心從合閘位置推動到分閘位置。例如ABB公司的VMl開關(guān)的機(jī)構(gòu)即采取此種結(jié)構(gòu)。 (2)單線圈永磁機(jī)構(gòu) 單線圈式永磁機(jī)構(gòu),也是采取永久磁鐵使真空斷路器分袂連結(jié)在分閘和合閘極限位置上,但分合閘用一個激磁線圈。也有分合閘用兩個激磁線圈,但兩個線圈在同一側(cè),并線圈的通流標(biāo)的目的相反。其原理與單線圈式永磁機(jī)構(gòu)相同。合閘的能量主要來自激磁線圈,分閘的能量主要來自分閘彈簧。如英國Whipp&Bourne公司推出的GVR柱上真空斷路器就是采取這種機(jī)構(gòu)。 依照斷路器觸頭永磁機(jī)構(gòu)的以上特點(diǎn)可以歸納出它的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡單與彈簧機(jī)構(gòu)相比其部件削減約60%;由于部件少,則故障率也隨之削減,故靠得住性高;機(jī)構(gòu)壽命長;體積小、重量輕。缺點(diǎn)是在分閘特性方面因動鐵心介入分閘運(yùn)動使分閘時運(yùn)動系統(tǒng)的運(yùn)動慣量明顯增大對提高剛分速度很晦氣;因操作功率大而受到電容器容量的限制。 4 絕緣結(jié)構(gòu)的成長 據(jù)相關(guān)的歷史資料對全國電力系統(tǒng)高壓斷路器運(yùn)行中的事故類型統(tǒng)計分析拒分事故占22.67%;拒合事故占6.48%;開斷關(guān)合事故占9.07%;絕緣事故占35.47%;誤動事故占7.02%;截流事故占7.95%;外力及其他事故占11.439毛,其中以絕緣事故和拒分事故最為突出,約占全部事故的60%。所以絕緣結(jié)構(gòu)也是真空斷路器的一大體點(diǎn)依照相柱絕緣履歷的轉(zhuǎn)變成長,可根基上劃分為三代:空氣絕緣體例、復(fù)合絕緣體例、固封極柱絕緣體例。 4.1 空氣絕緣體例 產(chǎn)品的相間絕緣、對地絕緣和滅弧室外絕緣均為空氣介質(zhì)。這樣斷路器的真空滅弧室多采取懸掛支撐體例,而且要遵循嚴(yán)格的安裝調(diào)試工藝。典型產(chǎn)品國內(nèi)有江蘇長江股分公司的ZN68-12,國外有西門子公司的3AFJAG及3AH等系列產(chǎn)品。 斷路器觸頭清潔清潔的空氣是良好的絕緣介質(zhì),使用歷史最悠久。斟酌到情況的影響對純真以空氣作為絕緣介質(zhì)的斷路器及開關(guān)柜的空氣絕緣凈距和爬電比距作出了規(guī)定,在相應(yīng)試驗(yàn)根本上,對12kV開關(guān)設(shè)備要求各相導(dǎo)體相間和對地凈距達(dá)到125mm,對瓷質(zhì)和有機(jī)材料絕緣件的爬電比距分袂要求18mm/kV、2Omm/kVD但有時還免不了發(fā)生絕緣事故,在絕緣凈距和爬電比距滿足上述規(guī)定外最好對裸露母線增加硅橡膠套,以進(jìn)一步提高絕緣水平。 為了斷路器觸頭包管空氣絕緣凈距和爬電比距致使該類型產(chǎn)品的小型化比較困難。 4.2 復(fù)合絕緣體例 產(chǎn)品的絕緣結(jié)構(gòu)采取固體絕緣和空氣絕緣相連系的體例,一方面提高了絕緣性能,另一方面可以削減設(shè)備的尺寸。采取絕緣套筒式結(jié)構(gòu),真空滅弧室通過螺栓固定在環(huán)氧樹脂絕緣套筒內(nèi)然后與機(jī)構(gòu)組裝成斷路器。這種斷路器手藝日趨成熟,具有代表性的產(chǎn)品如國產(chǎn)ZN63A、ZN63B型和ABB公司手藝產(chǎn)品VD4型斷路器。 這些法子提高了相間和對地的絕緣,可以避免外部機(jī)械力對滅弧室的矛盾觸犯,斷路器尺寸也能減小,可是情況氣候條件對滅弧室外絕緣的影響還不成避免,對極柱的裝配仍是有比較高的工藝要求。 4.3 固封極柱絕緣體例 固封極柱又稱為澆注式極柱結(jié)構(gòu),這是中壓真空斷路器絕緣結(jié)構(gòu)的重大轉(zhuǎn)變。固封式真空斷路器的研究工作始于上個世紀(jì)末,德國ABBCalorEIIlang公司為成長免維護(hù)真空斷路器而開辟在國內(nèi),2003年7月西安高壓電器研究所與廈門華電開關(guān)有限公司聯(lián)合開辟的ZN96(VEP)-12/1250-315型固封式真空斷路器率先通過國度級判定,之后該產(chǎn)品成長很快,高參數(shù)產(chǎn)品不竭推生產(chǎn)品正在完成系列化,它已經(jīng)成為最近幾年來成長最快的一類高壓電器產(chǎn)品。 它的主要特點(diǎn)是將真空滅弧室及導(dǎo)電端子等零件用環(huán)氧樹脂通過APG工藝(環(huán)氧樹脂自動壓力凝膠工藝)包封成極柱,然后與機(jī)構(gòu)組裝成斷路器。 斷路器觸頭固封式真空斷路器的結(jié)構(gòu)在機(jī)構(gòu)部分依照選用分歧的機(jī)構(gòu)可能差別比較大些,但極柱的外形、結(jié)構(gòu)差別不大,但其功能都是一樣的,它的優(yōu)點(diǎn)主要有: (1)提高了產(chǎn)品的絕緣水平及抗污能力。 (2)小型化,減小了斷路器及其配用的開關(guān)柜體積。 (3)避免了真空滅弧室易受外界撞擊的危險。 (4)增強(qiáng)了主回路的外爬距,提高了滅弧室耐受電壓水平。 (5)滅弧室的免維護(hù),為斷路器免維護(hù)創(chuàng)作發(fā)現(xiàn)了條件。 固封式真空斷路器的電氣性能除決定真空滅弧室外,極柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計也至關(guān)重要。極柱結(jié)構(gòu)除斟酌絕緣外,還應(yīng)斟酌強(qiáng)度及散熱問題。大電流情況下,甚至要與真空滅弧室一并斟酌。從性能、成本上綜合斟酌,真空滅弧室亦零丁設(shè)計成一個系列較為公道。 5 展望成長 從國內(nèi)外真空斷路器新產(chǎn)品品種的發(fā)生上及展覽會上,德國漢諾威展覽會為世界上最大的工業(yè)展覽會,素有新產(chǎn)品櫥窗之美,可以看出真空斷路器的成長趨向于專用化、小型化、智能化、低過電壓幾大雅向。 5.1 專用化 面臨極其分歧的開斷任務(wù)新的專用斷路器應(yīng)運(yùn)而生。如用于發(fā)電機(jī)呵護(hù)斷路器的特大容量真空斷路器(短路開斷電流高達(dá)3~8OKA及以上),尺度型真空斷路器(短路開斷電流25~5OKA),經(jīng)濟(jì)型真空斷路器(16KA~25KA),頻繁型真空斷路(如操作次數(shù)54萬次),超頻繁型真空斷路器(如操作次數(shù)1615萬次)。 5.2 小型化、高靠得住性 真空斷路器的小型化研究工作進(jìn)行了良多年,并取得了一定成效。雖然真空斷路器零件數(shù)較少,但列國為了提高靠得住性、下降成本一直努力削減零件數(shù)、縮小管徑。 5.3 智能化 智能化真空斷路器在保存斷路器原有的各類功能外,必須具有對電路的異常狀況進(jìn)行檢測與判定以及具有一定的指令功能等也就是把計較機(jī)插手機(jī)械系統(tǒng),使開關(guān)系統(tǒng)有了"大腦",再加"傳感器"收集信息,用光纖傳導(dǎo)信息,使開關(guān)系統(tǒng)有了"知覺",大腦依照"知覺"做出判斷與決定使系統(tǒng)有了"智能",這是配電自動化的需要,也是斷路器自己控制呵護(hù)的需要。如Alstorn公司的DCX型可編法度數(shù)字控制裝置,ABB公司的REF542型控制和呵護(hù)裝置,西門子公司第二代數(shù)字呵護(hù)裝置等。 5.4 低過電壓 真空斷路器開斷小電流容易發(fā)生截流,引起過電壓。過電壓是人們使用真空斷路器最關(guān)心的問題。斷路器觸頭一般解決體例有兩種:第一種是加裝過電壓吸收裝置(RC回路、ZnO避雷器),但它作為真空斷路器的附加裝置,不但使真空斷路器結(jié)構(gòu)復(fù)雜化,而且增加成本;另一種斷路器觸頭體例也是此后要致力研究的課題,采取低電壓觸頭材料。研究采取低電壓觸頭材料日本幾家公司走在前列。富士康公司開辟了CuCr添加高蒸氣材料、三菱公司開辟了CuCrBiα多元觸頭材料,東芝公司開辟了新型的AgWC觸頭材料開斷短路電流達(dá)40KA斷路器觸頭。
