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低压电器

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真空断路器在电力系统中的应用与分析

导读: 本文简述了真空断路器的工作原理和主要结构以及其所具有的特点。通过对真空断路器在变电站现场实用性的分析找出优缺点及应用中易出现的故障和处理方法,为真空断路器的运行和检修提供了依据。

  1概述

  在电力系统中变电站上的变压器、线路等元件,由于检修改变运行方式发生故障的需将它们接入或退出,因而进行一些操作。例如,在正常情况下要能可靠地接通和开断电路,在改变运行方式时,要能灵活地进行切换操作,在电路发生故障情况下,能迅速切除故障电流,把事故限制在局部地区并使未故障部分继续运行,以提高电力系统的可靠性。在检修设备时停电和隔离带电部分,保证工作人员的安全等,为完成以上这些操作在电力系统变电站上必须装一些开关电器。它是电力系统的重要设备之一,其中断路器的任务最为重要、地位最重要,其结构也最为复杂,特别是高压断路器尤为重要。

  高压断路器是用来在正常情况下接通和断开电路且在故障情况下能自动迅速开断故障电流的开关设备。所以,对它的基本要求是:在各种情况下应具有足够的开断能力,尽可能短的动作时间和高度的工作可靠性。断路器最重要的任务就是熄灭电弧,所以各种断路器都有不同结构的灭弧装置,它在很大程度上影响断路器的灭弧性能。根据断路器所采用的灭弧介质及作用原理,断路器可分为以下几种类型:油断路器、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器、自产气断路器和磁吹断路器,其中真空断路器是近年来研制的一种新型断路器,在10KV变电设备中广泛应用着,真空断路器是以真空作为灭弧介质和绝缘介质,本文对真空断路器进行介绍和分析。

  2真空断路器的工作原理和主要结构及特点

  2.1真空断路器的工作原理

  真空断路器的工作原理是:当动、静触头在操作机构的作用下分闸时,触头间产生电弧,触头表面在高温下挥发出蒸汽,由于触头设计为特殊形状,在电流通过时产生一磁场,电弧在此磁场作用下沿触头表面切线方向快速运动,在金属圆筒(屏蔽罩)上凝结了部分金属蒸汽,电弧在自然过零时就熄灭了,触头间的介质强度又迅速恢复起来。

  2.2真空断路器的构成

  真空断路器的主要结构由真空灭弧室、操作机构和绝缘支撑件基架等组成

  2.2.1真空灭弧室

  按照开关型式不同有外屏蔽罩式陶瓷真空灭弧室、中间封接杯状纵磁场小型化真空灭弧室、内封接式玻璃泡灭弧室,其基本结构如下:

  ①气密绝缘系统(外壳)

  由陶瓷、玻璃或微晶玻璃制成的气密绝缘筒、动端盖板、定端盖板、不锈钢波纹管组成的气密绝缘系统是一个真空密闭容器。为了保证气密性,除了在封接式要有严格的操作工艺,还要求材料本身透气性和内部放气量小。

  ②导电系统

  由定导电杆、定跑弧面、定触头、动触头、动跑弧面、动导电杆构成。触头结构大致有三种:圆柱形触头、带有螺旋槽跑弧面的横向磁场触头、纵向磁场触头。目前采用纵磁场技术,此种灭弧室具有强而稳定的电弧开断能力。

  ③屏蔽系统

  屏蔽罩是真空灭弧室中不可缺少的元件,并且有围绕触头的主屏蔽罩、波纹管屏蔽罩和均压用屏蔽罩等多种。主屏蔽罩的作用是:a防止燃弧过程中电弧生成物喷溅到绝缘外壳的内壁,从而降低外壳的绝缘强度。b改善灭弧室内部电场分布的均匀性,有利于降低局部场强,促进真空灭弧室小型化。c冷凝电弧生成物,吸收一部分电弧能量,有助于弧后间隙介质强度的恢复。

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