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    分析真空斷路器的發展與表現發布時間:2020-1-3?|?來源:上海上碩電氣有限公司

         1、專用真空斷路器:

      面臨極其不同的開斷任務,新的專用斷路器應運而生。如用于發電機保護斷路器的特大容量真空斷路器(短路開斷電流高達63~80kA及以上),標準型真空斷路器(短路開斷電流25~50kA),經濟型真空斷路器(16~25kA),頻繁型真空斷路器(如操作次數5~6萬次),超頻繁型真空斷路器(如操作次數10~15萬次)。如西門子公司的3AH系列斷路器就按使用場合劃分為5種型號,其中3AH1和3AH3型為標準型,操作10000次,3AHZ型為頻繁型,操作6萬次,3AH4為超頻繁型,操作12萬次,3AH5型為經濟型,價格便宜。

    zw32真空斷路器1.jpg

      2、低過電壓型真空斷路器:

      眾所周知,真空斷路器因截流會引起截流過電壓,特別在開斷小的感性負截如電動機時,一般情況下,為限制過電壓而給真空斷路器配過電壓吸收裝置如SicRC路,ZnO避雷器等,這使斷路器結構龐大且復雜化,而且有的限制過電壓不理想。

      日本幾家公司另辟路徑,開發出低過電壓真空斷路器。它不用加過電壓吸收裝置而用新開發出的觸頭材料,將過電壓限制至常規值的十分之一。低過電壓觸頭材料東芝為AgWC日立為Co-Ag-Se,三菱為Cu-Cr-Bi-α,富士為CuCr+高蒸氣材料。這些公司一般做到7.2kV下20kA,只有東芝公司做到7.2kV下40kA。

    zw8真空斷路器1.jpg

      3、多功能真空斷路器:

      眾所周知真空斷路器迄今為二I位(即合一分)完成關合和開斷任務?,F在出現了多功能真空斷路器,賦予了多個功能,如合—分—隔離—接地等。西門子公司、Alstom公司、日立公司均有這樣的產品。西門子公司最新推出NXACT型模塊式真空斷路器就具有多功能,集關合、開斷、隔離、接地及聯鎖于一體。Alstom公司配VISAX開關柜的真空斷路器為三I位(合—分—隔離)。日立公司與東京電力公司合作研發的24kV真空斷路器為四I位(合—分—隔離—接地)。

      為使產品多功能化,從現有產品看,有兩種做法:一是真空斷路器相柱在開斷后移動或旋轉,形成隔離和接地;另一是真空滅弧室內觸頭旋轉完成隔離和接地。西門子公司NXAct型產品為開斷后相柱移動完成隔離和接地,而Alstom公司為開斷后相柱旋轉完成隔離任務,日立公司通過滅弧室內觸頭旋轉完成隔離和接地任務。

      4、同步斷路器:

      同步斷路器又叫選相真空斷路器或受控真空斷路器。其基本原理是使真空斷路器在電壓或電流最有利時刻關合或開斷。

      與普通真空斷路器相比,同步斷路器具有如下優勢:

          4.1、降低了電網瞬態過電壓負荷;

          4.2、改善了電網供電質量;

          4.3、提高了斷路器電壽命及性能;

          4.4、簡化了電網設計,從而降低了整個系統費用;

      ABB公司利用數字電子器件和磁力操動機構已開發出了同步真空斷路器,這是一個良好的開端。

      5、智能型真空斷路器;

      真空斷路器智能化是建立在現代傳感技術和數字化控制技術之上。國外制造公司都使自己的產品具有智能,這是配電自動化的需要,也是斷路器本身控制保護的需要。如Alstom公司的DCX型可編程序數字控制裝置,ABB公司的REF542型控制和保護裝置,西門子公司第二代數字保護裝置等。

    真空斷路器3.jpg

      由以上可知,真空斷路器發展很快,究其原因,固然很多,但有兩條是基本的:一是真空滅弧室技術的進步;二是操動機構技術的進步。真空滅弧室是真空斷路器的心臟。真空滅弧室的進步表現在如觸頭材料從CuBi轉變成CuCr,提高了開斷能力,并降低了截流值,同時磁場從橫磁場轉向縱磁場,提高了開斷能力,減少了觸頭的燒損。在工藝上,一次排封工藝的采用,大大提高了滅弧室性能及可靠性。

      操動機構被稱之為真空斷路器的神經中樞。原先用電磁機構,后出現了彈簧機構,最新又出現了永磁機構。彈簧機構結構復雜,零件數多(多達200個),加工精度要求高,且彈簧機構的出力特性與真空斷路器的負載特性不相匹配,要在凸輪輪廓曲線和連桿結構上進行合理設計。永磁機構的機械結構特別簡單,零部件比任何其他機構都要少,運動部件可以減少至一個,因而機械可靠性特別高,而且永磁機構的出力特性能與真空斷路器的負載特性很好的匹配。永磁機構用永磁鎖扣,電容器(或直流屏供電)儲能,用電子控制。永磁機構特別適用于頻繁操作,如可達6萬~15萬次。

      在世界上,特瑞能電氣公司(TAVRIDAELECTRICAG簡稱TEL公司)于1974年首創配永磁機構的真空斷路器模型,1989年配永磁機構的免維護真空斷路器投放市場,1993年配永磁機構的真空斷路器在荷蘭KEMA試驗站通過了型式試驗。1994年配永磁機構的ISM型真空斷路器獲得俄羅斯專利(專利號N.020631)自此以后,ABB、Josly、Cooper、Whipp&Bourn等公司均開發出自己的配永磁機構的真空斷路器。如ABB公司1997年開發成功配永磁機構的VM1型真空斷路器。配永磁機構的真空斷路器不僅用于戶內斷路器,也用于戶外斷路器和重合器,如TEL公司的OSM型重合器和Whipp&Bourne公司的GVR型戶外重合器。

      上世紀90年代后期,配永磁機構的真空斷路器傳入我國,我國許多公司開發出永磁機構,而且有的試驗到10萬次,配永磁機構的真空斷路器如VSM和VSIA型、ZN23-40.5型、ZN65型、ZWD-12型、ZND-40.5型等產品。

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