真空断路器浅析(2)

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1、真空断路器浅析收藏此信息打印该信息添加：用户发布来源：未知摘　要：中国现在生产的真空断路器型号很多，如何提高设计质量，保证电网的安全、可靠运行。介绍中压真空断路器的发展、优化设计等。　　关键词：真空断路器；发展历史；设计质量；优化设计；可靠性措施　　真空断路器在中国运行有近30年的历史，真空断路器的开发有两次大的技术飞跃，一次是20世纪70年代，出现了中国第一代真空断路器。它采用的是阿基米德螺旋槽的触头结构，触头材料为铜铋银及铜铋铝两大类，受其材料性能限制，开断能力只能达到20kA。另一次是20世纪80年代初期，在杯形触头上刻槽，使其在开断时产生横向磁场，让电弧在触头上旋转，减

2、少触头烧损，提高触头寿命，同时触头材料上研制了铜铋锑、铜铋铝及铜铬材料等，使其断路器在电寿命、机械寿命等方面有了较大的飞跃。在其20世纪80年代中后期，由北京开关厂引进德国西门子3AF，广州南洋电器厂引进日本东芝公司VK10J，比利时EIB公司VB5及其ABB公司VD4等为代表，采用在杯状圆盘触头上刻槽，在开断时产生纵向磁场，使电弧呈扩散性，最大限度地减少烧损。触头材料全都采用铜铬（CuCr）新材料，此种触头材料具有很低的截流值，一般仅为3～5A。因此在感性电路中能限制其操作过电压产生，开断容性负载重击穿几乎不发生，弧后工频耐压基本不降低，克服了真空开关在20世纪70年代及20

3、世纪80年代初的三大缺陷：①开断故障电弧后工频耐压特别低；②开断容性负载经常发生重击穿现象；③在感性电路中其操作过电压特别高。这样在国内掀起了真空开关热，生产真空断路器的厂家目前已突破350家，真空断路器型号已达50多种，可称位居世界之首。1　现阶段国产真空断路器种类和区别1．1　种类　　目前中国生产的真空断路器可粗略分为三大类：   第一类为分体型结构，完全是按原少油断路器SN10型模仿设计出来的，主要是为了旧少油断路器开关设备的改造，也有安装在新开关设备上的，如ZN7－10X、ZN13－10X、ZN19－10X、ZN28－10A等；第二类为具有独立型号机构的拼凑型结构，由C

4、D10、CD17、CT8、CT17、CT19等机构与真空灭弧室及转轴、弹簧等拼凑成一台断路器，如ZN7－10、ZN13－10、ZN19－10、ZN28－10等；第三类为整体型结构，其特点是没有独立的机构，传动损耗少的真空断路器，此类断路器主要以引进技术占主体，如ZN12－10真空断路器是以北京开关厂为代表引进的西门子公司3AF真空断路器，ZN18－10真空断路器为广州南洋电器厂引进的东芝公司VK10J真空断路器，厦门ABB开关有限公司的VD4真空断路器、VM1永磁真空断路器以及森源公司设计的VS1型真空断路器等。1．2　第三类与一、二类真空断路器区别　　1）整体型结构的断路器一

5、般为1套四连杆传动系统；而分体型结构与拼凑型结构均为2套四连杆相联传动系统或者1套五连杆与1套四连杆相联的传动系统。　　2）整体型结构的断路器的触头压缩行程一般为3～4mm；而分体型结构与拼凑型结构的断路器的触头压缩行程一般为6～10mm。　　3）整体型结构的断路器是从断路器在控制回路中的整体要求设计的；而分体型结构与拼凑型结构的断路器是仿型（分体仿SN10－10）及凑合（将分体与操动机构凑合起来）出来的设计。2　真空断路器的优化设计2．1　处理好断路器可靠性　　真空断路器的可靠性对用户最有切身利益。真空断路器从问世那一天，其机械寿命就从传统断路器的2000次跃升增为10000

6、次，这几年已有20000次及30000次的产品，国外西门子公司已有60000次及120000次的长寿命真空断路器，这主要是在真空状态下的低压电弧无与伦比的特性，使用寿命增加的缘故。因此与其配合的操动机构的机械寿命及可靠性就成了很突出的问题。一个产品的可靠性，主要由制造质量和设计质量来保证，前者要求制造者有严格的质量保证体系，其涉及到管理、人员素质和培训，新设备的采用等诸因素。因此在中国目前人员素质还不很高、责任心还不很强、管理相对落后、设备陈旧的情况下，把产品的可靠性过多地依赖制造质量本身是不现实的。产品的可靠性便落在设计者的肩上。一个高可靠性的产品设计，必定是最简单的设计结构

7、，即用最少的零部件达到产品必要的功能。另外，经过优化设计后的产品应做到批量化生产，这样有利于质量的提高和生产成本的降低。国外真空断路器都是贯彻此原则，可以从两方面的工作来提高可靠性。2．1．1　简化连杆系统设计　　在上面阐述过，国内真空断路器普遍采用原少油开关操动机构CD10、CT8及其改进型CD17、CT17、CT19等。他们均为五连杆结构体系，其设计意图是为了满足具有自由脱扣功能，结构复杂。其中某些限位连杆极其脆弱。如CD10的死区连杆，CD17的半轴结构，CT17及CT19的各种半轴和