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貴州變壓器帶你了解真空斷路器的原理與特性

2020-03-16 17:12:41

貴州變壓器帶你了解真空斷路器的原理與特性。


一、真空的絕緣特性


真空具有很強的絕緣特性,在真空斷路器中,氣體很是稀薄,氣體分子的自由行程相對較大,發生相互碰撞的幾率很小,因此,碰撞游離不是真空間隙擊穿的主要原因,而在高、強電場作用下由電極析出的金屬質點才是引起絕緣破壞的主要因素。


真空間隙中的絕緣強度不只與間隙的大小,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。


電極材料對擊穿電壓的影響主要表現在材料的機械強度(抗拉強度)和金屬材料的熔點上??估瓘姸群腿埸c越高,電極在真空下的絕緣強度越高。


通過實驗知道,真空度越高,氣體間隙的擊穿電壓越高,但在 10-4 托以上,就基本保持不變了,所以,要保持真空滅弧室的絕緣強度,其真空度應不低于 10-4托。


二、真空中電弧的形成與熄滅


真空電弧和我們以前學習的氣體電弧放電現象有很大的差別,氣體的游離現象不是產生電弧的主要因素,真空電弧放電是在觸頭電極蒸發出來的金屬蒸汽中形成的。同時,開斷電流的大小不同,電弧表現的特點也不同。我們一般把它分為小電流真空電弧和大電流真空電弧。


1、小電流真空電弧


觸頭在真空中開斷時,產生電流和能量很是集聚的陰極斑點,從陰極斑點上大量地蒸發金屬蒸汽,其中的金屬原子和帶電質點的密度都很高,電弧就在其中燃燒。同時,弧柱內的金屬蒸汽和帶電質點不斷地向外擴散,電極也不斷的蒸發新的質點來補充。在電流過零時,電弧的能量減小,電極的溫度下降,蒸發作用減少,弧柱內的質點密度減低,然后,在過零時陰極斑消失,電弧熄滅。


有時,蒸發作用不能維持弧柱的擴散速度,電弧突然熄滅,發生截流現象。


2、大電流真空電弧


在觸頭斷開大的電流時,電弧的能量變大,陽極也嚴重發熱,形成很強的集聚型的弧柱。同時,電動力的作用也表現了,因此,對于大電流真空電弧,觸頭間的磁場分布就對電弧的穩定性和熄弧性能有決定性的影響。如果電流太大,多過了限度開斷電流,就會造成開斷失敗。此時,觸頭發熱嚴重,電流過零以后仍然蒸發,介質恢復困難,不能斷開電流。


三、斷路器的結構和工作原理


真空斷路器的生產廠家比較多,型號也較繁雜。按使用條件分為戶內( ZNx—**)和戶外(ZWx—**)兩種類型。主要由框架部分,滅弧室部分(真空泡),和操動機構部分組成。


斷路器本體部分由導電回路,絕緣系統,密封件和殼體組成。整體結構為三相共箱式。其中導電回路由進出線導電桿,進出線絕緣支座,導電夾,軟連接與真空滅弧室連接而成。


機構為電動儲能,電動分合閘,同時具有手動功能。整個結構由合閘彈簧,儲能系統,過流脫扣器,分合閘線圈,手動分合閘系統,輔助開關,儲能指示等部件組成。


工作原理


貴州變壓器利用高真空中電流流過零點時,等離子體速度快的擴散而熄滅電弧,完成切斷電流的目的。


動作原理


儲能過程:當儲能電機 14接通電源時,電機帶動偏心輪轉動,通過緊靠在偏心輪上的滾子10帶動拐臂9及連板7擺動,推動儲能棘爪6 擺動,使棘輪11 轉動,當棘輪11 上的銷與儲能軸套32的板靠住以后,二者一起運動,使掛在儲能軸套上32 上的合閘彈簧21 拉長。儲能軸套32 由定位銷13 固定,維持儲能狀態,同時,儲能軸套32 上的拐臂推動行程開關5切斷儲能電機14 的電源,并且儲能棘爪被抬起,與棘輪靠譜脫離。


合閘操作過程:當機構接到合閘信號后(開關處于斷開,已儲能狀態),合閘電磁鐵 15 的鐵心被吸向下運動,拉動定位件13 向逆時針方向轉動,解除儲能維持,合閘彈簧21 帶動儲能軸套32逆時針方向轉動,其凸輪壓動傳動軸套 30,帶動連板29及搖臂27 運動,使搖臂27 扣住半軸25,使機構處于合閘狀態。此時,連鎖裝置28 鎖住定位件,使定位牛不能逆時針方向轉動,達到機構聯銷的目的,保障了機構在合閘位置不能合閘操作。


分閘操作過程:斷路器合閘后,分閘電磁鐵接到信號,鐵芯吸合,分閘脫扣器 19 中的頂桿向上運動,使脫扣軸16 轉動,帶動頂桿18向上運動,頂動彎板26 并帶動半軸25 向反時針方向轉動。


半軸25 與搖臂27 解扣,在分閘彈簧的作用下,斷路器完成分閘操作。

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