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高壓開關柜其與斷路器的觸頭彈跳壓力、合閘速度、開距及真空開關管的觸頭材料等有關,同時還與開關管的結構、斷路器的結構及安裝調試有關。觸頭合閘彈跳時間越小,其性能越好,彈跳時間越長,觸頭的電磨損越嚴重,容易產生合閘過電壓,在關合短路電流或電容器時,以及行動、熱穩定試驗時將導致觸頭熔焊。另外,觸頭合閘彈跳時間越長,嚴重危害開關管的波紋管使用壽命。10kV級銅絡觸頭材料的真空斷路器合閘彈跳時間不超2ms,其他觸頭材料的真空斷路器合閘彈跳時間可以相對大一些,但是不得超過5ms。由于真空開關管在額定開距時的靜態耐壓水平比較高,所以真空斷路器的合閘速度比分閘速度明顯低。為了盡量減小觸頭在合閘過程中由于予擊穿造成的電磨。
以及避免發生觸頭熔焊,因此必須具備一定的合閘速度,但過高的合閘速度不僅增加操作機構的合閘功,同時使開關管受到的合閘沖擊增大,大大降低其使用壽命。通常情況下10kV級的真空斷路器的合閘速度為0.4-0.7m/s必要時可取為0.8-1.2m/s。由于真空開關管在額定開距時的靜態耐壓水平比較高,所以真空斷路器的合閘速度比分閘速度明顯低。為了盡量減小觸頭在合閘過程中由于予擊穿造成的電磨損,以及避免發生觸頭熔焊,因此必須具備一定的合閘速度,但過高的合閘速度不僅增加操作機構的合閘功,同時使開關管受到的合閘沖擊增大,大大降低其使用壽命。通常情況下10kV級的真空斷路器的合閘速度為0.4-0.7m/s必要時可取為0.8-1.2m。
當斷路器收到合閘號時,合閘彈簧將解脫合閘閉鎖裝置,以釋放合閘彈簧中儲存的能量。合閘彈簧釋放出來的這部分能量中的一部分通過傳動機構使斷路器的動觸頭動作,實現合閘操作;另一部分通過傳動機構為分閘彈簧儲能,為分閘做好準備。真空斷路器由真空滅弧室、操動機構、傳動機構、底架等組成。真空滅弧由靜觸頭、動觸頭、屏蔽罩、外殼、波紋管、保護冒、導電桿、端蓋板等組成,如圖。10kV真空斷路器動、靜觸頭之間的斷開距離一般為10~15mm。真空斷路器觸頭在分、合閘操縱時必須具有高的抗電弧腐蝕性能;當開斷小電流時,應具有低截流性能。對材料的研究表明,銅、鉻合成材料是、能滿足要求的觸頭材料,而含鉻量為20%~60%的銅、鉻合成。
電容器(或直流屏供電)儲能,用電子控制。永磁機構特別適用于頻繁操作,如可達6萬~15萬次。真空斷路器觸頭的工作壓力對真空斷路器的性能有很大的影響,其壓力等于真空開關管的自閉力與觸頭彈簧力之和。斷路器觸頭的工作壓力選擇應該滿足4方面的要求:1)使真空開關管的觸頭接觸電阻保持在規定的范圍內,2)滿足動穩定試驗的要求,3)合閘彈跳,4)減小分閘彈振。由于真空斷路器在關合短路電流時,觸頭在予擊穿后要產生電弧和電動斥力,觸頭產生彈跳,機構合閘速度也慢,所以,關合短路電流是考核觸頭工作壓力是否滿足要求的苛刻的條件。日本幾家公司另辟路徑,開發出低過電壓真空斷路器。它不用加過電壓吸收裝置而用新開發出的觸頭材料。
將過電壓限制至常規值的十分之一。低過電壓觸頭材料東芝為AgWC日立為Co-Ag-Se,三菱為Cu-Cr-Bi-α,富士為CuCr+高蒸氣材料。這些公司一般做到7.2kV下20kA,只有東芝公司做到7.2kV下40kA。真空間隙中的絕緣強度不僅與間隙的大小,電場的均勻程度有關,而且受電極材料的性質及表面狀況的影響較大。真空間隙在較小的距離間隙(2—3毫米)情況下,有比高壓力空氣與SF6氣體高的絕緣特性,這就是真空斷路器的觸頭開距一般不大的原因。真空間隙中的絕緣強度不僅與間隙的大小,電場的均勻程度有關,而且受電極材料的性質及表面狀況的影響較大。真空間隙在較小的距離間隙(2—3毫米)情況下,有比高壓力空氣與SF6氣體高的絕緣。
這就是真空斷路器的觸頭開距一般不大的原因。真空斷路器合閘時間的大小,是衡量真空斷路器性能好壞的一個重要標志,其與斷路器的觸頭彈跳壓力、合閘速度、開距及真空開關管的觸頭材料等有關,同時還與開關管的結構、斷路器的結構及安裝調試有關。觸頭合閘彈跳時間越小,其性能越好,彈跳時間越長,觸頭的電磨損越嚴重,容易產生合閘過電壓,在關合短路電流或電容器時,以及行動、熱穩定試驗時將導致觸頭熔焊。另外,觸頭合閘彈跳時間越長,嚴重危害開關管的波紋管使用壽命。10kV級銅絡觸頭材料的真空斷路器合閘彈跳時間不超2ms,其他觸頭材料的真空斷路器合閘彈跳時間可以相對大一些,但是不得超過5ms。真空斷路器合閘時間的大小,是衡量真空斷路器性能好壞的一個重要。
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