中压真空断路器综述.doc

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1、.目录1.中压真空断路器概述11.1中压真空断路器的特点及应用现状11.2中压真空断路器的结构12.中压真空断路器关键部件及技术32.1操动机构32.2真空灭弧室52.3固封极柱技术72.4触头结构设计83.国外中压真空断路器典型产品103.1国外产品103.2国产品114.中压真空断路器的发展方向11Word资料.1.中压真空断路器概述1.1中压真空断路器的特点及应用现状真空断路器是以真空为绝缘与灭弧介质，其特点主要体现在以下几方面：安全性——采用高真空，用于绝缘与灭弧，无火灾和爆炸危险；环保性——在密闭的灭弧室熄弧，电弧和炽热气体无泄露，操作噪音小，体积小，重量轻，成本低；节能性——触头间

2、隙小，操作功率小；免维护性——在使用年限，灭弧室不需要维修检查；可靠性——灭弧室完全封闭，不会因受外界环境的影响而降低其性能，工作可靠；寿命长——熄弧时间短，弧压低，电弧能量小，触头损耗小，可用于多次开断。上述优点推动了真空断路器在中压电压等级电力系统中的大力发展，使真空开关在中压领域占主导地位。在国外市场，中压真空断路器在20世纪70年代初仅占比百分之几，1980年约为20%，1990年约为55%，2000年已达70%。在我国，2004年的统计数据显示，12kV真空断路器占同级断路器产量的98.85%，40.5kV真空断路器占同类产品的61.49%。1.2中压真空断路器的结构中压真空断路器一

3、般由导电及灭弧系统、本体、传动系统及操动机构组成。其中真空灭弧室为真空断路器的心脏，操动机构为其神经中枢，两者对真空断路器至为重要。中压真空断路器的结构框图见图1-1。图1-1真空断路器结构框图中压真空断路器从结构演变看，大致可分为3种类型：Word资料.（1）分体式通常采用悬挂布置或综合布置。断路器的灭弧室部分和操动机构部分为分体式，典型产品如ZN28A系列，操动机构配用CD17-CD19等，见图1-2。图1-2分体式真空断路器（2）整体式断路器的灭弧室和操动机构设置在一个几何尺寸尽量小的共同框架上。弹簧操动机构采用平面布置，操动机构的零部件固定在真空断路器的机架上。断路器位置配合精度、整体

4、刚度大为提高，很容易实现断路器功能单元的模块化设计，同时安装、调试、检修均非常方便。典型产品如ZN12系列真空断路器，布置图见图1-3。图1-3整体式真空断路器（3）整体式复合绝缘或全绝缘型Word资料.由一浇注的绝缘框架或管状绝缘体支撑真空灭弧室，有效地防止真空灭弧室受到机械或电气的损害，同时改善了电场分布，使相与地的绝缘可满足湿热及严重污秽环境要求。此类断路器最大的优点在于其结构紧凑、体积小巧，用较小的功即可操动，因而操动机构的磨损也极小。这些特点决定了该类真空断路器不但具有优良的电气、绝缘性能，而且还具有较高的可靠性、较长的使用寿命。典型产品如ZN63A（VS1）真空断路器，结构布置图见

5、图1-4。图1-4整体绝缘式真空断路器1.中压真空断路器关键部件及技术2.1操动机构真空断路器中，真空灭弧室是心脏，而操动机构则为神经中枢。操动机构不仅要完成各种操动任务，而且直接关系到断路器的可靠性。国外运行经验表明，真空断路器的故障（如拒分、拒合等）大多出现在操动机构上。因此，操动机构的选型和维护已引起制造和运行部门的普遍关注。目前，真空断路器的操动机构主要有电磁操动机构、弹簧操动机构及最新的永磁操动机构三种。（1）电磁操动机构电磁操动机构中的螺管电磁铁的出力特性容易满足真空断路器合闸反力特性的要求。常用的电磁操动机构有CD10和CD17型。CD10型操动机构原配SN10—10型少油断路器

6、，真空断路器发展初期因无专用操动机构而被采用。CD17型电磁操动机构是专门为真空断路器设计的操动机构。它有CD17—1、CD17—11、CD17—111Word资料.型，分别配开断能力为20、31.5、40kA的真空断路器，体积、重量都比CD10型操动机构小得多。电磁操动机构的优点是结构简单、零件数少（约为120个）、工作可靠、制造成本低。其缺点是合闸线圈消耗的功率太大，因而要求配用昂贵的蓄电池，加上电磁操动机构笨重，动作时间较长。（2）弹簧操动机构弹簧操动机构是利用已储能弹簧的动力，来操动断路器的机构，如图2-1所示。弹簧操动机构的储能通常由电动机通过减速装置来完成。整个操动机构大致可分为弹

7、簧储能、储能保持、合闸位置保持及分闸操作等四个部分。弹簧操动机构的出力特性基本上就是储能弹簧释能的下降特性。为改善匹配，设计中采用四连杆机构和凸轮机构来进行特性改变。弹簧操动机构的优点是不需要大功率直流电源，电动机功率小，交直流两用，适宜交流操作。其缺点是结构比较复杂，零件数多（多达200个），且加工精度要求高，制造工艺复杂，成本高。图2-1弹簧操作机构（3）永磁操动机构永磁操动机构是电磁系统与永