【正文】 程 (或稱壓縮行程 ) (4).平均合閘速度 (5).平均分閘速度 (6).合閘彈跳時間 (7).合、分閘不同期性 (8).合、分閘時間 (9).回路電阻 [] 真空滅弧室的 工作 原理 真空斷路器的滅弧室每一只為一不可拆卸的整體，動、靜能為分別焊在動、靜導電桿上。靜導電桿焊在上法蘭盤上，動導電桿上焊一波紋管在導向套內運動。波紋管及導向套焊在下法蘭盤上，由瓷柱支撐的金屬圓筒屏蔽罩在動靜觸頭外面，再與玻璃外殼形成一密封的腔體。該腔體經(jīng)過抽真空，真空度一般在 106Pa 以上。當合、分閘操作時，動導 電桿上下運動，波紋管被壓縮或拉伸，使真空滅弧室內的真空度得到保持。在真空中由于氣體分子的平均自由行程很大，氣體不容易產(chǎn)生游離，真空的絕緣強度比大氣的絕緣強度要高得多。 真空斷路器中的觸頭斷開過程中，依靠觸頭產(chǎn)生的金屬蒸氣使觸頭畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 4 頁 共 55 頁 間產(chǎn)生電弧。當電流接近零值時，電弧熄滅。一般情況下，電弧熄滅后，弧隙中殘存的帶電質點繼續(xù)向外擴散，在電流過零值后很短時間內弧隙便沒有多少金屬蒸氣，立刻恢復到原有的 “ 真空 ” 狀態(tài)，使觸頭之間的介質擊穿電壓迅速恢復，達到觸頭間介質擊穿電壓大于觸頭間恢復電壓條件，使電弧徹底熄滅 ， 觸頭間的介質強度 又迅速恢復起來。 真空斷路器真空度降低原因分析 真空滅弧室漏氣的原因分析 ： 國產(chǎn)各種型號的 10kV 真空斷路器滅弧室的觸頭超行程是在 4mm左右，開距 11mm 左右應嚴格測量控制。真空斷路器在安裝或檢修時，嚴格按照產(chǎn)品安裝說明書中觸頭行程要求準確測量，調整拉桿，防止行程超越。 真空斷路器的觸頭多為對接式結構，在分合閘操作中可能產(chǎn)生不同程度的反彈現(xiàn)象，不論分閘反彈還是合閘反彈都會給運行帶來危害：波紋管經(jīng)受強迫振動可能產(chǎn)生裂紋，使滅弧室漏氣；分合閘時的沖擊速度及沖擊力較大，發(fā) 生彈跳，可能產(chǎn)生觸頭和導電桿的變形，甚至產(chǎn)生裂紋；切合電容器組的真空斷路器如果發(fā)生合閘彈跳，還會導致電容器的損壞。 斷路器在投運前應測量分合閘速度，可以及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質量和調試上的一些問題，防止分合閘速度過大，對滅弧室產(chǎn)生嚴重震動和撞擊。 應仔細檢查緩沖器行程，不應有變形損傷現(xiàn)象或壓縮超量，須留緩沖裕度。 不同型號容量的開關，須配置不同容量的操作機構，在安裝或改造時，應按制造廠家的要求配置，如果容量偏大，將對滅弧室產(chǎn)生嚴重撞擊，造成真空滅弧室波紋管損壞 。 運行和檢修中應注意的事項 ： 真空滅弧室管內的真空度通常是在 104~106Pa，隨著真空滅弧室使用時間的增長和開斷次數(shù)增多，以及受外界因素的影響，其真空度逐步下降，下降到一定程度，將會影響它的開斷能力和耐壓水平。因此，真空斷路器在使用過程中必須定期檢查滅弧室管內的真空度。 對玻璃外殼真空滅弧室，巡視檢查時可以定期目測。正常時內部的屏蔽罩等部件表面顏色應很明亮，在開斷電流時發(fā)出淺藍色弧光；當真空度下降很嚴重時，內部顏色就會變得灰暗，開斷電流時將發(fā)出暗紅色弧光。 工頻耐壓試驗：定期 （ 1～ 3年左右）進行一次工頻耐壓試驗（ 42kV/min）。當動靜觸頭滿足額定開距條件時，如果耐壓很低，達不到規(guī)定耐壓標準，就說明真空滅弧室真空度已嚴重下降，不能繼續(xù)使用。 真空度測試儀檢查：用真空度測試儀定期測量滅弧室真空度，真空度下降超過規(guī)定數(shù)值，可再做一次真空的耐壓試驗，進行再次確認其完好性。 雖然真空斷路器不進行周期大修，但檢查維護必須開展，對斷路器的各項技術進行定期實際測量，以判斷其傳動系統(tǒng)的狀況。 4.斷路器的特性試驗 定期對斷路器的特性進行試驗，以檢查行程、彈跳、速度等關鍵數(shù)據(jù)的 變化，及時調整，消除隱患 [1 1 18]。 畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 5 頁 共 55 頁 2 真空斷路器 結構 、 分類與真空度 檢測方法 真空斷路器 類型 真空斷路器的類型，可從不同角度來劃分，一般情況下主要從以下兩個方面劃分： (1)按使用場所劃分 可分為戶內式和戶外式，分別用 ZN和 ZW 來表示。 (2)按斷路器主體與操動機構的相關位置劃分 可分為整體式和分體式。 整體式真空斷路器操動機構與開關本體安裝在同一骨架上，體積小、重量輕、安裝調整方便、機械性能穩(wěn)定。 分體式真空斷路 器操動機構與開關本體分別裝于開關柜的不同位置上 ，斷路器的各項機 械特性參數(shù)必須安裝在開關柜上調整試驗才有實際意義，這種安裝方式主要受我國少油斷路器的安裝方式的社響，比較適合于少油開關柜的無油化改造，優(yōu)點是巡視和檢修方便，缺點是安裝調整稍麻煩，機械特性的穩(wěn)定性和可靠性稍遜 [1618]。 真空斷路器的結構 真空斷路器的基本要求 (1)機械性能穩(wěn)定，例如合閘彈跳時間，希望在壽命全程中保持同一狀態(tài)，不要初期無彈跳，后期則彈跳。 (2)足夠的機械強度，使斷路器本身具有足夠的動穩(wěn)定度。 (3)高壓區(qū)和低壓區(qū)的分隔，最好是前后布置，有助于保證 運行中人員的人身安全。 (4)操動機構的檢查、調整、維修要有足夠空間。方便。 (5)配用機構的可選擇性，有的型號可配 CD 和 CT兩種機構，有的只能配用一種。 (6)結構簡單、工作可靠、價格低廉。 (7)易于實現(xiàn)防誤聯(lián)鎖。 所有真空斷路器，不論是何種結構，斷路器本體中均裝設有分閘拉力彈簧。合閘過程中操動機構既要提供驅動開關運動的功，又要同時將分閘彈簧貯能。當需要分閘時，操動機構只需完成脫扣解鎖任務，由分閘彈簧釋能完成分閘運動 [18]。 功能部件 畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 6 頁 共 55 頁 真空斷路器按 其結構的功能可分為六個部分： (1)支架：安裝各功能組件的架體。 (2)真空滅弧室：實現(xiàn)電路的關合與開斷功能的熄弧元件。 (3)導電回路：與滅弧室的動端及靜端連接構成電流通道。 (4)傳動機構：把操動機構的運動傳輸至滅弧室，實現(xiàn)滅弧室的合、分閘操作。 (5)絕緣支撐：絕緣支持件將各功能元件，架接起來滿足斷路器的絕緣要求。 (6)操動機構：斷路器合、分間的動力驅動裝置 [17] 真空斷路器的操動機構 操動機構是真空斷路器的驅動裝置，主要有電磁操動機構 與彈簧操動機構。 (1)真空斷路器對操動機構的要求 ： 1)機構的輸出特性盡量與真空斷路器的反力特性相匹配。 2)要有足夠的合閘輸出功；保證真空斷路器具有關合短路故障電流的能力。 3)合閘后，即使在事故狀態(tài)下也能穩(wěn)定地保持合閘（即令開關具有動穩(wěn)定性）。 4)要保證在 85%～ 110%合；同操作電壓下能正常合閘；在 65%～ 120%分閘電壓下能正常分閘，而在 30%額定操作電壓下不得分閘。 5)可以電動或手動操作。 6)電磁機構應具有自由脫扣的功能。 (2)真空斷路器的電磁操動機構 由于電磁操動機構螺管電磁鐵的出力特性容易滿足真空斷路器合閘反力特性的要求，所以在真空斷路器的發(fā)展初期主要是配用電磁操動機構。此外電磁機構具有構造簡單、使用簡便、造價低廉等優(yōu)點，是目前配電系統(tǒng)各類斷路器的主要配用機構，運行部門不但十分熟悉而且積累了很多使用維護的寶貴經(jīng)驗。 常用的電磁操動機構有 CD CD1 CD19 型等。 CD10 型電磁操動機構原是配用 SＮ 1010 型少油斷路器的操動機構，為族傳式輸出。真空斷路器發(fā)展初期因無專用操動機構而被采用?，F(xiàn)仍有配 CD10 型操動機構的真空斷路 器在生產(chǎn)。目前少油開關拒的無油化改造，也可采用 CD10 型操動機構。 CD17 電磁機構是專門為真空斷路器設計的操動機構，為直推式輸出。它有 CD17－ Ⅰ 、 CD17－ Ⅱ 、 CD17－ Ⅲ 型，分別配用分斷能力為 、 40kA 真空斷路器。其體積、重量都比 CD10 型機構小得多，合。分閘操作電流也僅是 CD10 型機構的 2/3，安裝占用空間小。 (3)真 空斷路器的彈簧操動機構 彈簧操動機構可交、直流操作，操作電流很小，一般僅為 ～ 3A，即便采用直流操作時所需的直流蓄電裝置容量也小。它可手動儲能合閘、 分閘，并且具有過流脫畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 7 頁 共 55 頁 扣功能。在一般的終端配電室可以取消直流蓄電裝置而節(jié)省投資。國外一般中壓等級的斷路器大多配用彈簧操動機構。 國內初期真空斷路器的彈簧操動機構常用 CT CT8，由于這些產(chǎn)品投入運行以來，故障較多，維修不便，體積較大，因而不夠理想。對于使用于頻繁操作的真空斷路器來說，不但要求彈簧操動機構壽命高，而且工作要十分可靠。 我國目前多采用兩種新型的彈簧機構，一種是 CT17 型，另一種是 CT19 型。前者為直推式輸出，后者為轉動式輸出。這二種產(chǎn)品都小巧玲瓏，體積。重量比電磁機構都小得多，如 CT17 機構的重量僅為 CD17 型機構的 2/3。從多家工廠進行產(chǎn)品型式試驗看來，產(chǎn)品在安裝時幾乎不用調整，運行可靠，機械壽命長，特別是 CT19，在多次研究性試驗中都達到 2～ 3 萬次，被認為是具有 90 年代先進水平的產(chǎn)品，是真空斷路器的理想配用操動機構。 彈簧機構的結構比較復雜，零件的加工精度河裝配要求高，所以價格較貴，增加了真空斷路器的成本與售價。但對整個配電站來說，可以節(jié)省直流蓄電裝置的投資，且對電壓穩(wěn)定性要求不高，提高了運行的安全性，減少了維護工作量 [18][19]。 真空斷路器優(yōu)缺點 真空斷路器優(yōu)點 （ 1） 在密封的容器中滅弧 ,電弧和熾熱氣體不外露； （ 2）觸頭間隙很少 ,僅幾毫米至 40毫米。我廠運用中的 ZN28 型是 11177。1 毫； （ 3）燃弧時間短 ,電弧電壓低 ,電弧能量小 ,觸頭磨耗少 ,允許的開斷次數(shù)多。我廠現(xiàn)在運用的 SN10Ⅲ 型小油斷路器 ,機械壽命是 3000 次 ,ZN28 型真空斷路器機械壽命是10,000 次； （ 4）動導電桿的慣性小 ,適宜頻繁操作； （ 5）操作機構小及結構簡單 ,整體體積小 ,重量輕； （ 6）控制功率校 ZN28 型真空斷路器配 CD17 型機構直流 電壓 220V 合閘 55A、分閘； SN10Ⅲ 型 1250A少油斷路器配 CD10Ⅱ 型機構、直流電壓 220V,合閘 147A,分閘 ； （ 7）操作時噪聲?。? （ 8）由于無油 ,故無火災和爆炸燃火的危險； （ 9）觸頭部分為完全密封結構 ,不容易因潮氣、灰塵、 有害氣體等影響而降低它的性能 ,工作可靠性提高 , 開斷與并合性能穩(wěn)定且觸頭磨耗小 ,使用期較長 [1820]。 真空斷路器缺點 畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 8 頁 共 55 頁 （ 1）容易產(chǎn)生操作過電壓 ,在開斷感性電流時 ,會出現(xiàn)電流截斷現(xiàn)象造成較高的過電壓 ,因此要加裝過電壓吸 收裝置 ,這樣設備量增加 ,維護量增加 ,費用也上升； （ 2）運行中不易監(jiān)測真空度； （ 3）國內產(chǎn)品體系不多； （ 4）配用的合成絕緣子在火電廠運行易積灰塵 ,因此 ,要求廠用電室的環(huán)境要相對干凈 [19][20] 真空斷路器真空度檢測方法介紹 真空斷路器真空度檢測的方法有很多，不同方法適合的場合也不盡相同。歸總來說可以分為兩大類：離線檢測和在線檢測。 比如離線檢測主要有工頻耐壓法 、磁控放電法、吸氣劑膜法、德斯拉線圈法等 ；在線檢測主要有耦合電容法和電光變換法 [ 6]。 離線檢測 離線檢測的方法很多，而且發(fā)展也比較成熟。只是離線檢測需要把斷路器拆卸下來，工作繁重。 (1)工頻耐壓法 工頻耐壓試驗是指 對 220kV 及以下電氣設備也用它來檢驗絕緣耐受操作過電壓，暫時過電壓的能力。試驗時，按規(guī)定將被試品接入試驗回路，逐步升高電壓至標準規(guī)定的額定工頻耐受電壓值，保持 1 min，然后迅速、均勻地降壓到零。在規(guī)定的時間內，被試品絕緣未發(fā)生擊穿或表面閃絡，則認為通過了該項試驗。工頻交流耐壓試驗所施電壓高出電氣設備額定工作電壓，通過這一試驗可以發(fā)現(xiàn)很多絕緣缺陷，尤其對局部缺陷更為有效，其缺點是可能在 耐壓試驗時給絕緣帶來一定損傷，所以應在絕緣電阻、介質損耗因數(shù)等項目試驗合格后，才可進行工頻交流耐壓試驗。 [2] (2) 脈沖磁控放電法 脈沖磁控放電法的基本原理是 :真空滅弧室的觸頭處于額定開距狀態(tài)時，在兩觸頭間施加一直流高壓，使兩觸頭的間距空間處于強電場中，同時在兩觸頭間施加一軸向強磁場，滅弧室內的電子在強電場與強磁場的共同作用下，將從觸頭的一端以螺旋軌跡向觸頭另一端運動，并與滅弧室內殘余氣體分子碰撞，產(chǎn)生電離，電離出的離子在強電場的作用下形成離子電流。理論與試驗證明，該離子電流與滅弧室內殘余氣體分子濃度基畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 9 頁 共 55 頁 本成 正比關系，因此，通過對該離子電流的測量，便可推算出滅弧室內的真空度。