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    简述高压真空断路器的工作原理及使用方法

    添加时间:2016-4-7 8:40:30 作者:浙江荣发电气有限公司
          据了解,高压真空断路器的操动机构最早采用的是电磁机构,而后改进为弹簧机构,目前应用在电力市场中的断路器产品仍以弹簧机构为主。但是在最近几年,一种采用新技术的操动机构的诞生和不断推广正在逐渐使断路器的故障率降低,可靠性和耐用性大幅度提高,它就是永磁机构。
          高压真空断路器采用了一种全新的高可靠永磁操动结构。这种结构工作时只有一个主要运动部件,无需机械脱、锁扣装置,故障源少,可靠性较高,且使用寿命长,一般达10万次以上,可同时控制分合闸相位,实现同步控制,从而减少过电压和涌流对系统的冲击,提高系统整体寿命。
            实际上,与其他电力设备一样,高压真空断路器最早也是从国外进入中国的。早在20世纪90年代末,配永磁机构的真空断路器就传入我国。真空断路器最初由英、美研究,随后发展到日本、德国和原苏联等其他国家。我国从1959年起开始研究真空断路器的理论,到20世纪70年代初正式生产各类真空断路器。真空灭弧室、操动机构、绝缘水平等制造技术的不断创新和改进,使真空断路器的发展极为迅速,在大容量、小型化、智能化及可靠性研究方面取得了一系列重大成果。真空断路器以具备良好的灭弧特性,适宜频繁操作,电气寿命长、运行可靠性高、不检修周期长的优势,在当今我国电力城乡电网改造、化工、冶金、-铁道电气化以及矿山等行业得到了广泛的应用。产品从过去的ZN1-ZN5几个品种到现在数十个型号、品种,额定电流达到4000A,开断电流达到5OKA,甚至有63kA,电压达到35kV等级。ZW32-12型永磁真空重合器采用了独特设计的永磁机构和高可靠性的MGK智能控制器构成。该装置主要应用于中压架空线电网,作为分、合负荷电流、过载电流、短路电流之用,并具有0~3次自动重合闸。根据我国目前使用的0.6-35kV真空断路器的操作机构都是弹簧机构和电磁机构的现状,鉴于弹簧机构存在零部件多,制造工艺复杂,运行容易引起机械故障,而电磁机构存在驱动功率较大,接触力较小且合闸时容易引起触头跳动等问题,严重影响真空断路器的性能和可靠性。为了克服弹簧机构和电磁机构的不足,提高6-35kV系列真空断路器的可靠性、安全性及使用寿命,降低驱动功率。MDS系列0.6-35Kv永磁机构真空断路器具有高可靠性、结构简单、安全性、使用寿命长、低驱动功率、性价比高等技术特点,可以满足电网安全稳定运行的要求。永磁机构是一种用于中压真空断路器的永磁保持,电子控制的电磁操作机构,与断路器使用的传统弹簧机构和电磁机构相比,永磁机构采用了一种全新的工作原理和结构,工作时主要运动部件极少,无需机构脱、锁扣装置,故障源少,具有较高的可靠性,因而已成为开关制造企业与电网企业及高新重工企业关注的热点,具有非常广阔的市场前景。克服传统弹簧机构和电磁机构的不足,将永久磁铁应用于操动机构中,使真空断路器分、合闸位置的保持通过永久磁铁实现,取代传统的锁扣装置。这种磁力机构具有永久磁铁和分闸、合闸控制线圈,这种机构的特点是:(1)永久磁铁与分闸、合闸控制线圈结合,解决了合闸时需要大功率能量的问题。(2)真空灭弧室的动触头靠永久磁铁产生的力通过拐臂、绝缘拉杆使其保持在合闸、分闸位置上,取代传统的机械锁扣方式,机械结构大为简化,仅有几个活动部件,零件总数约为50件左右,耗材少,节能且成本低。(3)操动机构无需机械锁扣和辅助电器,机械动作的可靠性大大提高,能够实现免维护,节省维修费用。(4)真空断路器采用永磁操动机构,永磁力可保证100年不消失,该机构寿命高达10万次,以电磁力进行分合闸操作,以永磁力进行双稳态保持,简化了传动链,降低了能耗和噪音。

    开断能力强,安全可靠。与传统的弹簧机构和电磁机构相比,机械寿命至少提高3倍。(5)采用先进的真空灭弧室,额定电流为630A-3150A,额定短路开断电流为31.5kA—40kA,技术性能达到世界领先水平。(6)断路器机构简单,布局合理。真空灭弧室纵向安装在绝缘筒内,即使在恶劣的环境下,仍能保持很高的抗爬电性能及绝缘性能。本产品无爆炸、无污染、噪音低、体积孝重量轻、寿命长。真空断路器作为控制和分配电能的开关元件越来越广泛的应用于电力行业。达到提高6-35kV系列真空断路器可靠性、安全性及使用寿命的目的。随着社会科技程度的提高,电力行业及广大终端用户对开关设备的性能要求愈来愈高。目前,6-35Kv系列永磁机构真空断路器在发达国家作为中压断路器已被广泛使用,国内已开始进口永磁机构真空断路器,并投入财力、人力进行相关的研究和开发,一些国际知名企业(如:AAB公司,日本三菱,东芝公司)已经开始销售他们的产品。由于永磁机构真空断路器具有高可靠性、长寿命、免维护等突出优势,相信6-35kV系列永磁机构真空断路器将逐步取代传统的电磁机构和弹簧机构断路器。永磁操动机构所具有的特点:

    (1)采用双稳态机构设计。这种磁力机构具有永久磁铁和分闸、合闸控制线圈。当合闸控制线圈通电后,它使动铁心向下运动,并由永久磁铁保持在合闸位置。当分闸控制线圈通电后,动铁心向反方向运动,同样由永磁铁将它保持在另一个工作位置即分闸位置上。合闸和分闸位置均采用永磁锁扣。

    (2)由动铁心的上下运动,通过拐臂杆,绝缘拉杆作用于真空灭弧室的动触头,实现合闸或分闸。
    (3)双线圈分别控制分合闸操作。即分闸通过分闸线圈控制,合闸通过合闸线圈控制。提高了机构的可靠性。
    (4)新的磁路设计。增大合、分闸的保持力,减小对合、分闸时线圈电流的要求。
    (5)解决合闸弹跳问题。设计软连接、触头辅助压簧和聚碳酸脂模铸外壳,解决合闸弹跳问题。
    (6)控制首开相燃弧时间,使首开相燃弧时间控制在1ms。

    (7)解决分闸反弹问题。设计中增加动触头压簧,保证分闸时动触头不反弹。

    (8)保证三相操作的同期性。设计操作机构的下部基座联动轴。保证三相同时进行分合闸操作的同期性。同时可利用此联动轴实现闭锁等辅助功能。

    (9)用磁控开关做辅助触点,辅助触点装在联动轴上,不需机械元件,简便可靠设备绝缘水平高、结构简单、开断能力强、断路开断电流大、寿命长、且具有无爆炸、无污染、噪音低、体积孝重量轻、免维护等特点。MDS系列0.6-35kV永磁机构真空断路器具有寿命长、可靠性高、开断能力强、断路开断电流大、体积孝重量轻、结构简单、免维护等显著优点。因此,可作为220kV、110kV、35kV变电站、发电厂和10kV的变电所及煤炭、冶金等重工行业的配电系统的主要开关设备。永磁机构采用了一种全新的工作原理和结构,工作时主要运动部件只有一个,无需机构脱、锁扣装置,故障源少,与传统的弹簧机构和电磁机构相比具有较高可靠性,因而成为开关制造企业和电网企业关注的热点。
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