断路器直流电阻增大的关键因素则是触头电磨损和断路器触头开距的变化。 5、断路器合闸跳时间增大 一般情况下,真空断路器合闸时常常会出现触头跳的情况,然而如果说跳的范围超出了规定的话就会造成触头烧伤或者熔焊。簧性能下降、拐臂和轴磨损往往会导致真空断路器合闸跳时间的增长。 6、断路器中间箱ct表面对支架放电 要断路器对支架放电是由于电流互感器(ct)表面产生的不
均匀电场。真空断路器中间箱装有电流互感器,当电流互感器不采取措施,在断路器运转时ct表面就会产生不平衡的电场。因此要尽可能的阻止这样的情况的出现就要在互感器出厂之前在其表面涂上一层半导体胶,这样就可以保证电场平衡均匀。在装配断路器时若半导体胶要是受影响出现剥落的话依然会使得断路器工作过程之中互感器表面出现不均匀电场,由此造成互感器表面对支架放电。 7、断路器灭弧室不能断开 一般
状况下,造成断路器电路断开,电流切断的主要原因是手动分闸操作以及保护动作跳闸。真空断路器的灭弧原理区别于别的类型的断路器,因为该断路器一般是将真空作为绝缘及灭弧介质。 真空泡的真空度要是无法满足要求的话常常会促成真空泡内出现电离,这必然会导致电离子出现,电离子无疑将减弱灭弧室内绝缘作用,因为这些因素断路器灭弧室就会一直处在连接状态。 8、断路器真空泡真空度降低 真空泡
的材质要是出现了故障常常说明真空泡本身也出现的细小的漏点。真空泡内波形管的材质或制作装配工艺出现故障的时候,由于真空灭弧室使用时期不断的加长和开断的次数增加真空度就会慢慢的减少,当真空度下降到无法维持规定的度数的时候就会使得它自身的开断能力减弱和耐压水平降低。
众所周知,跳、合闸线圈设计时都是按短时通电而设计的。跳、合闸线圈的烧毁,主要是由于跳、合闸线圈回路的电流不能正常切断,至使跳、合闸线圈长时间通电造成的。一、分闸线圈长时间通电的原因 1、断路器拒分 控制回路正常时,断路器出现拒分的
故障均为连杆机构问题,死点调整不当,使断路器分闸铁芯顶杆的力度不能使机构及时脱扣,使线圈过载,造成分闸线圈烧毁。 2、分闸电磁铁机械故障 线圈松动造成断路器分闸时电磁铁芯位移,使铁芯卡涩,造成线圈烧毁。或是由于铁芯的活动冲程过小,当接通分闸回路电源时,铁芯顶不动脱扣机构而使线圈长时间通电烧毁。 3、辅助开关分合闸状态位置调整不当 在断路器分合闸状态时,应调整
辅助开关使其指示到标示的范围内,然而实际调整断路器开距和超行程等参数时,会改变断路器分合闸的初始状态,而辅助开关分合位置的初始状态未做相应的调整,将导致辅助开关不能正常切换分合闸回路而使分闸线圈烧毁。 4、分闸控制回路辅助开关接点使用不当 分闸控制回路上接有一对延时动合接点,该延时目的是为了保证断路器在合闸过程中出现短路故障时能完成自由脱扣。然而,当断路器合闸时间极短,远小于断
路器的分闸时间,断路器未来得及脱扣时就已合闸到位,此时,分闸控制回路的延时接点的延时作用将失去意义。相反,该延时接点在分闸过程中,由于辅助开关动静触头绝缘间隙较小,经常出现拉弧现象,频繁拉弧,久而久之使辅助开关的触头烧毁,继而引起分闸线圈烧毁。 5、分闸回路电阻偏大 分闸线圈回路绝缘降低,或是线路过细造成电阻偏大,使得分闸回路电压有衰减,导致控制电压达不到线圈分闸电压动作值,分
闸线圈长期带电,线圈烧毁。二、防止分闸线圈烧毁的措施 (1) 将分闸回路的延时动合接点改接为一对普通的常开接点,经常检查辅助开关的接点及辅助开关的拐臂螺丝,正确调整辅助开关的位置,使辅助开关与断路器分合闸位置正确、有效地配合。 (2) 固定好分闸线圈,经常检查分闸线圈的铁芯有无卡涩。 (3) 每年的检修工作中,正确调整好断路器的连杆机构,经常检查断路器的自由脱扣是
否正常,断路器的低电压动作试验是否在额定电压的30%-65%时可靠跳闸。
)严格进行交接验收。真空开关出厂前
已做过试验,但在运往现场安装完毕后,必须进行有关参数的复核。以防止设备在运输中的变化,特别是操动机构与真空开关连接后的问题。主要复测的参数有:合闸跳,分闸同期,开距,超程,合、分闸速度,合、分闸时间,直流接触电阻,断口绝缘水平。 (2)重视缓冲特性的调整。操动机构在高压真空开关机械结构中是为复杂、精度要求高的部分,为了保证高压真空开关的可靠性,一般采取分装式结构,即将操动机构与开关主
体二者分开,由生产条件比较好的工厂集中生产操动机构,然后再将机构的输出轴与开关合而为一,所以机械参数的合理配置与调整,直接关系到高压真空开关的技术性能和机械寿命。满意的缓冲特性应该是运动部件接触缓冲瞬间,缓冲器提供较小的反力,随着缓冲距离的增加,缓冲特性迅速变陡,大可能地吸离能量,达到限制分闸反和分闸行程的目的。 (3)严格控制真空开关的合、分闸速度。真空开关的合闸速度过低时,会由
于预击穿时间加长,而增大触头的磨损量。又由于真空开关灭弧室一般采用铜焊工艺,并且经高温下去气处理,所以它的机械强度不高,耐振性差。如果开关合闸速度过高会造成较大的振动,还会对波纹管产生较大冲击,降低波纹管寿命。通常真空开关的合闸速度为0.6~2m/s,对一定结构的真空开关有着佳合闸速度。真空开关断路时的燃弧时间短,其大燃弧时间不超过1.5 个工频半波,因此,需要严格控制开关的分闸速度。此外,要
求真空开关的分闸缓冲器与合闸缓冲器有较好的特性,尽量减轻分闸或合闸时的冲击力,以保护真空灭弧室的使用寿命。3、温升 高压真空开关的回路电阻是影响温升的主要原因,而灭弧室的回路电阻通常要占高压真空开关回路电阻的50%以上。触头间的接触电阻是真空灭弧室回路电阻的主要组成部分,因为触头系统密封于真空灭弧室内,触头与外壳之间的真空形成了热绝缘,所以触头和导电杆上的热量只能通过动、静导电杆
向外部传导散热。真空灭弧室静端直接与静支架相连,动端则通过导电夹、软连接与动支架相连。因动端连接环节较多,导热路径较长,所以高压真空开关温升的高点多集中于动导电杆与导电夹搭接部位。在实际应用中,有效的利用静端有利于散热的元件,迫使触头间隙热量较多的从静端导出,分流动端的热量,是解决高压真空开关温升偏高的有效措施。4、结论 真空开关优越的技术应用特性,得到了广大用户的普遍认可,随
着经济建设的持续增长,今后将得到越来越广泛的应用。
因此如何合理的设置铁芯以及如何合理的设计铁芯结构成为提高真空灭弧室可靠性的关键。针对杯状纵磁真空灭弧室触头,本文设计了两种不同结构的铁芯,一种是结构为环状的铁芯,为了减小涡流的影响,在环形铁芯上开一个间隙为1 mm 的断口;另一种结构为圆周方向布置的柱状铁芯,柱状铁芯相互不接触,因此可以更好的减小涡流的影响。采用有限元分析方法对比分析了两种不同结构铁
芯对纵向磁场和剩余磁场以及磁场滞后时间的影响。 触头结构模型 文中仿真所采用的两种不同铁芯结构的触头模型如图1 所示,触头杯均有4 个杯指,为了防止触头片上产生涡流,对应的在触头片上开有四个周向均匀布置的径向直槽。触头外径尺寸为78 mm,壁厚11 mm,弧柱直径与触头外径尺寸相同,柱状铁芯12 个,仿真模型中触头开距为10 mm,杯座材料为无氧铜,支撑盘材料为不锈钢,触头片材触头在高真空中分离时,其电弧表现形式与外观特性都与在空气中的情形有较大区别。真空断路器的击穿机理目前主要有场致发射、粒撞击和粒子交换
三种假说,在短间隙真空断路器的相关研究中,通常由场致发射效应占主导。在触头断开时刻,整个阴极表面会产生金属蒸气。理论上是由于触头分开瞬间,电流集中在触头表面某点上,导致金属桥熔化且部分金属原子发生电离。随着触头开距的增大,场致发射与间隙击穿增强,触头表面金属凸点不断溶化并向触头间隙补充金属粒子。此时阴极斑点会在阴极表面形成,并有更多的高能等离子体形成并扩散至间隙内。电弧引燃后,充满等离子体的电极间
隙变成良好导体,同时阳极开始向电弧提供粒子。在纵向磁场作用下,电弧等离子体由触头中心向周围扩散,此过程会维持一段时间。对于交流真空断路器而言,电流到达峰值后会逐渐减小,两触头向等离子体提供的粒子同样减少,此时电极间隙内主要为弧后残存粒子,伴随着触头完全断开,残存粒子逐渐扩散至消失,断路器完成开断。 真空电弧等离子体的产生过程,可以表现为触头开距增大、触头表面金属蒸发,伴随场致发射效应和金
属电离,由于两极电子、金属离子的不断补充,终形成电弧。在电弧等离子体的研究方面,王景、武建文等运用连续光谱法分析了电子温度和电子密度,并讨论了中频情况下,电弧过渡及扩散两种形态。胡上茂、姚学玲等利用RC 阻容式电荷收集器,对初始等离子体的触发特性进行了研究。舒胜文、黄道春等通过对真空断路器开断过程的再研究,提出数值方针结合实验的方法,给出开断过程不同阶段所需的数值仿真方法及关注点。赵子玉等通过C
CD 摄像技术,分析了真空电弧的重燃及抑制措施