真空断路器地发展和应用(修改)

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1、实用标准真空断路器开断与关合不同负载时的操作过电压第一节真空断路器的发展和应用一、真空断路器的发展断路器在电力工业上的应用和发展已有很长历史。由在大气中自然拉长电弧、分断电流的断路器开始，发展到各种形式的多油断路器和少油断路器、产气断路器和压缩空气断路器，直到后来又出现真空断路器和SF6断路器。1893年日德赫斯(Rittenhause)就发现了真空对交流电弧有很强的灭弧能力，并为此获得一项专利。1926年加里福尼亚工学院的索锐琛(Sorensen)教授发表了关于真空断路器的试验数据及分析结果，井预言应用真空断路器的年代不久就会到来。由于当时的真空断路器技术还

2、很落后，这使真空断路器在工业中的实际应用被推迟了许久。直到1956年克锐斯(H.C.Ross)精彩文档实用标准对杰宁无线电公司生产的用于高频回路的真空灭弧室进行了改造，试制出用于电力系统的真空断路器以后，真空断路器才真正商品化。在真空断路器研制过程中，GE公司一直走在前列，后来又有许多制造厂家从事真空断路器产品的研制以及基础理论的研究，从而使真空断路器得以发展起来。真空断路器由真空灭弧室、传动机构及操动机构组成。真空灭弧室的结构原理图如图1所示。外壳由玻璃、陶瓷或微晶玻璃等无机绝缘材料做成，呈圆筒形状，两端用金属盖板封接组成一个密封容器。外壳内部有一对触头，其

3、中静触头固定在静导电杆的端头，动触头固定在动导电杆的端头。动导电杆通过波纹管和金属板的中心孔，伸出灭弧室外。动导电杆在中部与波纹管的一个端口焊接在一起，波纹管的另一个端口与金属盖板焊接。波纹管是一种弹性元件，其侧壁呈波纹状，它可以纹向伸缩。由于在动导电杆和金属盖板之间引入了一个波纹管，真空灭弧室的外壳就被完全密封，动导电杆可以左右移动，但不会破坏外壳的密封性。真空灭弧室内部的气压低于1.33×10-2Pa，一般为1.33×10-3Pa左右，因而动触头和静触头始终是处在高真空状态下。在触头和波纹管周围都设有屏蔽罩，触头周围的屏蔽罩称为全屏蔽罩，由瓷柱支撑，波纹管

4、周围的屏蔽罩称作辅助屏敲罩或波纹管屏蔽罩。精彩文档实用标准图1真空断路器灭弧室结构原理图1—静电导杆；2—支持屏蔽罩；3—主屏蔽罩；4—外壳；5—触头；6—波纹管；7—动导电杆如果真空断路器接入图2所示的电路中，当操动机构使动导电杆向上运动时，动触头和静触头就会闭合，电源、与负载接通，电流就流过负载。如果这时动导电杆向相反方向动作，即向下运动，动触头和静触头就会分离，在刚分离的瞬间，触头之间将会产生真空电弧。真空电弧是依靠触头上蒸发出来的金属蒸汽来维持的，直到工频电流接近零时，真空电弧的等离子体很快向四周扩散，电弧就被熄灭，触头间隙由导电体变为绝缘体，于是电流

5、被分断。真空断路器具有下列优点:（1)熄弧过程在密封的真空容器中完成，电弧和炽热气体不会向外界喷溅，因此不会污染周围环境。(2)真空的绝缘强度高，熄弧能力强，所以触头的行程很小，一般均在几毫米以内，精彩文档实用标准因此操动机构的操作功率小，使整个断路器小而轻。(3)熄弧时间短，电弧电压低，电弧能量小，触头损耗少，因而分断次数多，使用寿命长，适合频繁操作。(4)断路器操作时，振动轻微，几乎没有噪声，适用于城市区域和要求安静的场所。(5)灭弧介质为真空，因而与海拔高度有关，同时没有火灾和爆炸的危险。(6)在真空灭弧室的使用期限内，触头部分不需要维修、检查，即使机构

6、维修检查，也十分简便，所花费的时间也很短。图2真空断路器设备接入负载的电路1—电源；2—真空断路器；3—负载精彩文档实用标准真空断路器正向高压、大容量方向发展。通用电器公司1980年生产出168kV开断电流为40kA的双断口真空断路器；明电舍公司1980年开始生产123kV开断电流为31.5kA的单断口真空断路器；东芝公司根据国内外市场的需要，于1987年在日本首次研制出145kV、开断电流为31.5kA的单断口真空断路器及168kV双断口真空断路器；西屋公司研制的双断口121～145kV真空断路器已开始取代同等级少油断路器。触头结构的改进是真空断路器技术发展

7、的最积极因素之一。在日本首先发明了纵磁场触头，开始为线圈型，后来出现了多种结构形式。西门子公司开发的是杯状纵磁场触头。目前，所有先进的真空灭弧室都采用纵磁场触头，用的最多的是线圈型纵磁场触头和杯状纵磁场触头。与横磁场触头相比，纵磁场触头在直径相间条件下，具有大得多的开断能力。在开断电流相同时，纵磁场触头的电腐蚀速率比横磁场触头小得多，因而其电寿命比横磁场触头长得多，同时在开断短路电流后，其触头表面比较平整光滑，所以触头间隙的耐压强度高。东芝公司采用纵磁场触头后，开发出开断能力100kA的真空断路器，实验室中已成功开断了200kAo精彩文档实用标准西门子公司已将

8、63kA真空断路器商品化，还用三台63