简要描述:昆明35kv高压真空断路器厂家,zw32-40.5智能型高压开关配外置电流互感器,配弹簧操作机构,或永磁机构,zw32系列40.5kv型户外真空断路器用于交流50hz的三相电力系统,作为分、合负荷电流,过载电流及短路电流之用。它既可用于发电厂,变电站,电力设备和电力线路的控制和保护
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昆明35kv高压真空断路器厂家
电的广泛应用,把人们从繁重的劳动中解救出来,给人类的生活带来极大便利。近年来户外真空断路器了可喜的发展,除了ZW6-12、ZW7-12、ZW8-12等型外,志威公司新品不断推出如zw32-12型、ZW32-40.5型、AB-3S-40.5型等。采用真空灭弧室,连续开断40KA短路电流20次不用检修,机械寿命高达100000次,已处于同类产品的较高水平。
产品*高,在配电网中应用较为普及,*能电力发展的需求。
额定电流达到5000A,开断电流达到50kA的水平,并已发展到电压达35kV等级。
80年代以前,真空断路器处于发展的起步阶段,技术上在不断摸索,还不能制定技术,直到1985年后才制定相关的产品。[1]
真空断路器采用真空灭弧原理、永磁操动机构,集成微处理技术、现代网络通讯技术和新型开关制造材料于一体。额定电压为12kV,50Hz三相交流的户外配电设备。该产品广泛适用于城市电网中作为分断或联络开关,或用于农网配电户外变电站出线开关,可有效完成分、合负荷电流和短路电流。
●国内主要依据:
JP3855-96《3.6~40.5kV交流高压真空断路器通用技术条件》
DL403-91《10~35kV户内高压断路器订货技术条件》
这里需要说明:IEC中并无与我国JB3855相对应的,只是套用《IEC56交流高压断路器》。因此,我国真空断路器的至少在下列几个方面高于或严于IEC:
(1) 绝缘水平: 试验电压 IEC
1min工频耐压(kV) 28 42(极间、极对地)48(断口间)
1.2/50冲击耐压(kV) 75 75(极间、极对地)84(断口间)
(2)电寿命试验结束后真空灭弧室断口的耐压水平:IEC56中无规定。我国JB3855一96规定为:完成电寿命试验后的真空断路器,其断口间绝缘能力应不低于初始绝缘水平的80%,即工频1min33.6kV和冲击60kV。
(3)触头合闸弹跳时间:IEC无规定,而我国规定要求不大于2ms。
(4)温升试验的试验电流:IEC中,试验电流就等于产品的额定电流。我国DL403-91中规定试验电流为产品额定电流的110%。
2.真空断路器的主要技术参数 真空断路器的参数,大致可划分为选用参数和运行参数两个方面。前者供用户设计选型时使用;后者则是断路器本身的机械特性或运动特性,为运行、的技术指标。
下表是选用参数的列项说明,并以三种真空断路器数据为例。
表中所列各项参数,均须按JB3855和DL403的要求,在产品的型式试验中逐项加以验证,终数据以型式试验报告为准。
●主要结构
真空断路器主要包含三大部分:真空灭弧室、电磁或弹簧操动机构、支架及其他部件。
真空灭弧室
按照开关型式不同有外屏蔽罩式陶瓷真空灭弧室、中间封接杯状纵磁场小型化真空灭弧室、内封接式玻璃泡灭弧室,其基本结构如下:[2]
①气密绝缘(外壳)
由陶瓷、玻璃或微晶玻璃制成的气密绝缘筒、动端盖板、定端盖板、不锈钢波纹管组成的气密绝缘是一个真空密闭容器。为了保证气密性,除了在封接式要有严格的操作工艺,还要求材料本身透气性和内部放气量小。
②导电
由定导电杆、定跑弧面、定触头、动触头、动跑弧面、动导电杆构成。触头结构大致有三种:圆柱形触头、带有螺旋槽跑弧面的横向磁场触头、纵向磁场触头。目前采用纵磁场技术,此种灭弧室具有强而的电弧开断能力。
③屏蔽
屏蔽罩是真空灭弧室中*的元件,并且有围绕触头的主屏蔽罩、波纹管屏蔽罩和均压用屏蔽罩等多种。主屏蔽罩的作用是:a防止燃弧中电弧生成物喷溅到绝缘外壳的,从而外壳的绝缘强度。b灭弧室内部电场分布的均匀性,有利于局部场强,促进真空灭弧室小型化。c冷凝电弧生成物,吸收一部分电弧能量,有助于弧后间隙介质强度的恢复。
●操作机构
按照断路器型式不同,采用的操作机构不同。常用的操作机构有弹簧操作机构、CD10电磁操作机构、CD17电磁操作机构、CT19弹簧储能操作机构、CT8弹簧储能操作机构。
其它部件
基座、绝缘支撑件、绝缘子等
●特点
①触头开距小,10KV真空断路器的触头开距只有10mm左右,操作机构的操作功就小,机械部分行程小,其机械寿命就长。
②燃弧时间短,且与开关电流大小无关,一般只有半周波。
③熄弧后触头间隙介质恢复速度快,对开断近区故障性能。
④由于疏通在开断电流时磨损量较小,所以触头的电气寿命长,满容量开断达30-50次,额定电流开断达5000次以上,噪音小适于操作。
⑤体积小、重量轻。
⑥适用于开断容性负荷电流。
由于其优点很多,所以广泛应用于变电站中,
工作原理
真空断路器的工作原理是:当动、静触头在操作机构的作用下分闸时,触头间产生电弧,触头表面在高温下挥发出蒸汽,由于触头设计为特殊形状,在电流通过时产生一磁场,电弧在此磁场作用下沿触头表面切线方向快速运动,在金属圆筒(屏蔽罩)上凝结了部分金属蒸汽,电弧在自然过零时就熄灭了,触头间的介质强度又迅速恢复起来。
电压参数
额定电压 kV 10
zui高电压 11.5
绝缘水平
工频耐压 极间、极对地 42
断口间 48
冲击耐压 极间、极对地 75
断口间 84
电流参数 额定电流 A 1250 1250 3150
额定短路开断 kA 20 31.5 40
额定峰值耐受电流 kA 50 80 100
4S短时耐受电流 kA 20 31.5 40
额定短时关合电流(峰值) kA 50 80 100
额定单个电容器组开断电流 A 630 800
额定背对背电容器组开断电流 A 400 400
寿命 额定短路开断电流 次 50 50 30
机械寿命 次 10000
其它 额定操作顺序 分-0.5s-合分-180s-合分 分-180s-合分-180-合分
全开断 不大于60
配用操动机构 CD或CT机构
昆明35kv高压真空断路器厂家
●机械特性
(运行参数) 序号 机械特性参数 单位 ZN28-12/1250-20 ZN27-12/1250-31.5 ZN27A-12/3150-40
1 触头开距 mm 11±1.0 10±1.0 11±1.0
2 行程 mm 4±1.0 3±0.5
3 触头压力 N 1500±200 3000±200 5000±300
4 平均合闸速度 m/s 0.6±0.2
5 平均分闸速度 m/s 1.1±0.2 1.1±0.3 1.1±0.3
6 合闸弹跳时间 ms <2
7 分、合不同期性 ms <3
8 合闸时间 ms <100
9 分闸时间 ms <60
10 主回路直流电阻 μΩ ≤60 ≤60 ≤20
11 动静触头累积允许磨损厚度 mm 3.0
为真空灭弧室对机械参量的要求,保证真空断路器电气机械性能,确保运行可靠性,真空断路器须具有、良好的机械特性。主要机械特性列于上表,亦以三种断路器技术指标为例。 4.各机械特性对产品性能的影响 产品机械特性的优劣,对产品各项电气性能有重要的关系,而且影响产品运行可靠性。衡量真空断路器的性能,真空灭孤室本身的性能固然重要,然而机械特性同样具有举足轻重的作用。下面对各机械特性参数与产品性能的关系分述如下:
开距
触头的开距主要取决于真空断路器的额定电压和耐压要求,一般额定电压低时触头开距选得小些。但开距太小会影响分断能力和耐压水平。开距太大,虽然可以耐压水平,但会使真空灭弧室的波纹管寿命下降。设计时一般在运行的耐压要求下尽量把开距选得小一些。10kV真空断路器的开距通常在8~12mm之间,35kV的则在30~40mm之间。
●压力
在无外力作用时,动触头在大气压作用下,对内腔产生一个闭合力使其与静触头闭合,称之为自闭力,其大小取决于波纹管的端口直径。灭弧室在工作状态时,这个力太小不能保证动静触头间良好的电,必须施加一个外加压力。这个外加压力和自闭力之和称为触头的压力。这个压力有如下几个作用:
(1)保证动、静触头的良好,并使其电阻少于规定值。
(2)额定短路状态时的动要求。应使触头压力大于额定短路状态时的触头间的斥力,以保证在该状态下的*闭合和不受损坏。
(3)合闸弹跳。使触头在闭会碰撞时得以缓冲,把碰撞的动能转为弹兴的势能,触头的弹跳。
(4)为分闸提供一个加速力。当压力大时,动触头较大的分闸力,容易拉断会闹熔焊点,分闸初始的加速度,燃弧时间,分断能力。触头压力是一个很重要的参数,在产品的初始设计中要经过多次验证、试验才选取得比较。如触头压力选得太小,不了上述各方面的要求;但触头压力太大,一方面需要增大合闸操作功,另外灭弧室和整机的机械强度要求也需要,技术上不经济。
●行程
真空断路器毫无例外地采用对接式。动触头碰上静触头之后就不能再前进了,触头压力是由每极触头压缩弹簧(有时称作合闸缓冲弹簧)提供的。所谓行程,就是开关触头开始,触头压簧施力端继续运动至终结的距离,亦即触头弹簧的压缩距离,故又称●压缩行程。
行程有两方面作用,一是令触头弹簧受压而向对头提供压力;二是保证在运行磨损后仍然保持一定的压力,使之可靠。一般行程可取开距的20%~30%左右,10kV的真空断路器约为3~4mm。
真空断路器的实际结构中,触头合闸弹簧设计成即使处于分闸位置,也有相当的预压缩量,有预压力。这是为使合闸中,当动触头尚未碰到静触头而发生预击穿时,动触头有相当力量抵抗电动力,而不致于向后退缩;当触头碰接瞬间,压力陡然跃增至预压力数值,防止合闸弹跳,足以抵抗电动斥力,并使初始就有良好状态;随着行程的前进,触头间的压力逐步增大,行程终结时,压力达到设计值。行程不包括合闸弹簧的预压缩量程,它实际上是合闸弹簧的第二次受压行程。
●合闸速度
平均合闸速度主要影响触头的电磨蚀。如合闸速度太低,则预击穿时间长,电弧存在的时间长,触头表面电磨损大,甚至使触头熔焊而粘住,灭弧室的电寿命。但速度太高,容易产生合闸弹跳,操动机构输出功也要增大,对灭弧室和整机机械冲击大,影响产品的使用可靠性与机械寿命。平均合闸速度通常取0.6m/s左右为宜。
●分闸速度
断路器的分闸速度一般而言速度越快越好,这样可以使首开相在电流趋近于0前2~3ms时能开断故障电流;否则首开相不能开断而延续至下一相,原来首开相变为后开相,燃弧时间了,了开断的难度,甚至使开断失败。但分闸速度太快,分闸的反弹也大,反弹太大震动过剧亦容易产生重燃,所以分间速度亦应考虑这方面同素。分闸速度的快慢,主要取决于合闸时动触头弹簧和分闸弹簧的贮能大小。为了分闸速度,可以分闸弹簧的贮能量,也可以合闸弹簧的压缩量,这都必然需要操动机构的输出功和整机的机械强度,了技术经济指标。经过多年试验认为,10kV的真空断路器,平均分闸速度能保证在0.95~1.2m/s比较。
●弹跳时间
合闸弹跳时间是断路器在会闹时,触头刚开始计起,随后产生分离,可能又触又离,到其之间的时间。
这一参数国外的中都没有明确规定,1989年底能源部电力司提出真空断路器合闸弹跳时间必须小于2ms。为什么合闸弹跳时间要小于2ms呢?主要是合闸弹跳的瞬间会引起电力或设备产生L.C高频振荡,振荡产生的过电压对电气设备的绝缘可能造成伤害甚至损坏。当合闸弹跳时;同小于2ms时,不会产生较大的过电压,设备绝缘不会受损,在关合时动静触头之间也不会产生熔焊。
合闸的不同期性太大容易引起合闸的弹跳,因为机构输出的运动冲量仅由首合闸相触头承受。分闸的不同期性太大可能使后开相管子燃弧时间,开断能力。
合闸与分闸的不同期性一般是同时存在的,所以调好了合闸的不同期性,分闸的不同期性也就有了保证。产品中要求合分闸不同期性小于2ms。
分、合闸时间是指从操动线圈的端子得电时刻计起,至三极触头全部合上或分离止的一段时间间隔。
合、分闸线圈是按短时工作制作设计的,合闸线圈的通电时间不到100ms,分闸线圈的不到60ms。分、合闸时间一般在断路器出厂时已调好,无须再动。
当断路器用在发电并在电源近端短路时,故障电流衰减较慢,若分闸时间很短,这时断路器分断的故障电流就可能含有较大的直流分量,开断条件更为恶劣,这对断路器的开断是很不利的。所以用于发电的真空断路器,其分闸时间尽可能设计长些为宜。
回路电阻
回路电阻值是表征导电回路的联接是否良好的一个参数,各类型产品都规定了一定范围内的值。若回路电阻超过规定值时,很可能是导电回路某一连接处不良。在大电流运行时不良处的局部温升,严重时甚至引起恶性循环造成氧化烧损,对用于大电流运行的断路器尤需加倍注意。回路电阻测量,不允许采用电桥法测量,须采用GB763规定的直流压降法。
●触头
“真空断路器”的触头常采取对接式触头。因为一般的真空断路器在分闸状态下动静触头的距离只有16mm这么小的距离很难制作出其他形状的面,而且平直的面瞬间电弧的损伤也较小。真空断路器的优点之一是体积小,动静触头要在一个真空的空间内,如果制作成其他的对接也会断路器自身的体积!
对真空断路器应该每年进行一次停电检查,以保证正常运行。检查应做好如下方面的工作:
a)对管子进行断口工频耐压试验,真空度并记录在册。
b)对绝缘件进行工频耐压试验。
c)断路器的开距、行程和机械特性,并记录在册。
d)对各连接件的可处的连接螺栓、螺母等应检查是否有松动,特别是辅助开关拐臂处的连接小螺钉,真空管动导电杆连接的锁紧螺母等。
e)对各转动关节处应检查各种卡簧,销子等是否松脱;并对各转动、部分加油膏。
f)对使用在电流大于1 600 A以上的真空断路器,应对每极作直流电阻并记录在册。
g)如需更换管子应按产品说明书的要求进行,更换后应进行机械特性的和耐压试验。
h)年检后和投运前应连续空载操作8~10次,一切正常方可投运。
唐山市处理对策
●真空度
1.1 故障现象
真空断路器在真空泡内开断电流并进行灭弧,而真空断路器本身没有定性、定量监测真空度特性的装置,所以真空度故障为隐性故障,其危险程度远远大于显性故障。
1.2 原因分析
真空度的主要原因有以下几点:
(1) 真空泡的材质或制作工艺存在问题,真空泡本身存在微小漏点;
(2) 真空泡内波形管的材质或制作工艺存在问题,多次操作后出现漏点;
(3) 分体式真空断路器,如使用电磁式操作机构的真空断路器,在操作时,由于操作连杆的距离比较大,直接影响开关的同期、弹跳、超行程等特性,使真空度的速度加快。
1.3 故障危害
真空度将严重影响真空断路器开断过电流的能力,并断路器的使用寿命急剧下降,严重时会引起开关。
●处理
(1) 在进行断路器定期停电检修时,必须使用真空仪对真空泡进行真空度的定性,确保真空泡具有一定的真空度;
(2) 当真空度时,必须更换真空泡,并做好行程、同期、弹跳等特性试验。
1.5 预防措施
(1) 选用真空断路器时,必须选用信誉良好的厂家所生产的成熟产品;
(2) 选用本体与操作机构一体的真空断路器;
(3应注意断路器真空泡外部是否有放电现象,如存在放电现象,则真空泡的真空度结果基本上为不合格,应及时停电更换;
(4) 检修人员进行停电检修工作时,必须进行同期、弹跳、行程、超行程等特性,以确保断路器处于良好的工作状态。
分闸失灵
●故障现象
●根据故障原因的不同,存在如下故障现象:
(1) 断路器远方遥控分闸分不下来;
(2) 就地手动分闸分不下来;
(3) 事故时继电保护,但断路器分不下来。
●原因分析
(1) 分闸操作回路断线;
(2) 分闸线圈断线;
(3) 操作电源电压;
(4) 分闸线圈电阻,分闸力;
(5) 分闸顶杆变形,分闸时存在卡涩现象,分闸力;
(6) 分闸顶杆变形严重,分闸时卡死。
●故障危害
如果分闸失灵发生在事故时,将会事故越级,扩大事故范围。
●处理
(1) 检查分闸回路是否断线;
(2) 检查分闸线圈是否断线;
(3) 测量分闸线圈电阻值是否合格;
(4) 检查分闸顶杆是否变形;
(5) 检查操作电压是否正常;
(6) 改铜质分闸顶杆为钢质,以避免变形。
●预防措施
运行人员若发现分合闸指示灯不亮,应及时检查分合闸回路是否断线;检修人员在停电检修时应注意测量分闸线圈的电阻,检查分闸顶杆是否变形;如果分闸顶杆的材质为铜质应更换为钢质;必须进行低电压分合闸试验,以保证断路器性能可靠。
其他信息
●弹簧操作机构合闸储能回路故障
●故障现象
(1) 合闸后无法实现分闸操作;
(2) 储能电机运转不停止,甚至电机线圈过热损坏。
●原因分析
(1) 行程开关安装位置偏下,致使合闸弹簧尚未储能完毕,行程开关触点已经转换完毕,切断了电机电源,弹簧所储能量不够分闸操作;
(2) 行程开关安装位置偏上,致使合闸弹簧储能完毕后,行程开关触点还没有转换,储能电机仍处于工作状态;
●行程开关损坏,储能电机不能停止运转。
● 故障危害
在合闸储能不到位的情况下,若线路发生事故,而断路器拒分闸,将会事故越级,扩大事故范围;如储能电机损坏,则真空开关无法实现分合闸。
●处理
(1) 行程开关位置,实现电机准确断电;
(2) 如行程开关损坏,应及时更换。
● 预防措施
运行人员在倒闸操作时,应注意观察合闸储能指示灯,以判断合闸储能情况;检修人员在检修工作结束后,应就地进行2次分合闸操作,以确定断路器处于良好状态。
故障现象
此故障为隐性故障,必须通过特性仪的测量才能得出有关数据。
●原因分析
(1) 断路器本体机械性能较差,多次操作后,由于机械原因不同期、弹跳数值偏大;
(2) 分体式断路器由于操作杆距离较大,分闸力传到触头时,各相之间存在偏差,不同期、弹跳数值偏大。
●故障危害
如果不同期或弹跳大,都会严重影响真空断路器开断过电流的能力,影响断路器的寿命,严重时能引起断路器。由于此故障为隐性故障,所以危险程度更大。
●处理
(1) 在保证行程、超行程的前提下,通过三相绝缘拉杆的长度使同期、弹跳数据在合格范围内;
(2) 如果通过无法实现,则必须更换数据不合格相的真空泡,并重新到数据合格。
4.5 预防措施
由于分体式真空断路器存在诸多故障隐患,在更换断路器时应使用一体式真空断路器;定期检修工作时必须使用特性仪进行有关特性,及时发现问题解决问题。
●保护装置
用到真空断路器的地方必然会用到微机保护装置[4],微机保护装置是用微型计算机构成的继电保护,是电力继电保护的发展方向,它具有高可靠性,高选择性,高灵敏度,微机保护装置硬件包括微处理器(单片机)为核心,配以输入、输出通道,人机接口和通讯接口等。该广泛应用于电力、石化、矿山冶炼、铁路以及民用建筑等。
优点
1)、 微机保护装置集测量、控制、、保护、通信等多种功能于一体的电力自动化高新技术产品,是构成智能化开关柜的电器单元。
2)、多种功能的高度集成,灵活的配置,友好的人机界面,使得该通用型微机综合保护装置可作为35KV及以下电压等级的不接地、小电阻接地、消弧线圈接地、直接接地的各类各类电器设备和线路的保护及测控,也可作为部分66KV、110KV电压等级中的电压电流的保护及测控
3)、采用32位数字处理器(DSP)具有良好的内核结构,高速运算能力和实时处理等优点。
4)、支持常规的RS485总线和及CAN(DEVICENET)现场总线通讯,CAN总线具有也错帖自动重发和故障节点自动脱离等纠错机制,保护信息的实施性和可靠性。
5)、完善的自检能力,发现装置异常自动;具有自保护能力,有效防止接线错误和非正常运行引起的装置*性损坏;免设计,无需在现场采样精度,测量精度不会因为改变和长期运行引起误差增大!
真空断路器处在合闸位置,用绝缘操作棒钩住断路器手动分闸操作把柄上的拉环,并向下拉动,断路器即可分闸,并且仍具有一定的分闸速度,可保证断路器能可靠地开断额定负荷电流
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