1、额定开距

真空断路器处于分闸状态时,真空开关管动、静触头之间的距离选择与真空断路器的额定电压、使用条件、开断电流的性质及触头材料、真空间隙的耐压强度等因素有关,主要取决于额定电压和触头材料。

VS1-24KV户内高原型真空断路器

由于真空开关管的额定开距对绝缘性能的影响较大,当额定开距从零开距增大时,其绝缘水平也将提高,但当开距增大到一定数值时,开距对绝缘性能的影响就不大了,若进一步增大开距,将严重影响开关管的机械寿命。

通过对真空断路器的安装、运行及检修得出真空断路器额定开距一般选择范围为:6kV及以下一般为4~8mm,10kV及以下一般为8~12mm,35kV一般为20~40mm。

2、触头接触行程

触头接触行程的选择必须保证触头在磨损后仍能保持一定的压力;在分闸时使动触头获得一定的初始动能,提高开关的初始分闸速度,拉断熔焊点,减小燃弧时间,提高介质恢复速度;在合闸时能利用触头弹簧得到平滑的缓冲,减小跳。

开关的接触行程太小,不能保证触头在烧毁后具有的触头压力,开关的初始速度太小,影响真空断路器的开断和动热稳定性,同时产生严重的合闸弹振。

开关的接触行程太大,将增加操作机构的合闸功,或者使合闸变的极不可靠。通常真空断路器的触头接触行程一般取额定开距的20%~40%,10kV真空断路器的接触行程一般取3~4mm。

3、触头工作压力

真空断路器触头的工作压力对真空断路器的性能有很大的影响,其压力等于真空开关管的自闭力与触头弹簧力之和。

如果触头的工作压力太小,将增长触头合闸时的弹跳时间,同时,造成一次回路的电阻增大,直接影响真空断路器的长期工作温升。

如果触头的工作压力太大,由于真空开关管的自闭力是一个恒定值,则工作压力增大,从而增加触头的弹簧力,造成操作机构的合闸功增加,增大对真空管的冲击和振动。

在实际工作中不仅要考虑触头间的电动力除与短路电流峰值有关外,还必须考虑开关的触头结构及大小尺寸,同时,还必须考虑触头的硬度、分闸速度等因素。

5、分闸速度

由于分闸速度直接影响电流过零后触头间介质强度恢复的速度,如果电弧熄灭后,触头间介质强度恢复速度小于恢复电压,将造成电弧重燃,为了防止电弧重燃,以及缩短燃弧时间,必须满足分闸速度。

分闸速度的大小主要取决于额定电压,当额定电压和触头开距一定时,分闸速度的波动范围取决于开断电流的大小,负载性质,恢复电压等因素,开断电流较大时,分闸速度也应较大。

开断电容电流时,由于恢复电压较高,为了减小重燃的几率,分闸速度也应较大。10kV真空开关分闸速度通常取值为0.8-1.2m/s,必要时还可以高于1.5m/s。

6、合闸速度

由于真空开关管在额定开距时的静态耐压水平比较高,所以真空断路器的合闸速度比分闸速度明显低。为了尽量减小触头在合闸过程中由于予击穿造成的电磨损,以及避免发生触头熔焊。

因此必须具备一定的合闸速度,但过高的合闸速度不仅增加操作机构的合闸功,同时使开关管受到的合闸冲击增大,大大降低其使用寿命。通常情况下10kV级的真空断路器的合闸速度为0.4-0.7m/s必要时可取为0.8-1.2m/s。

7、触头合闸弹跳时间

真空断路器合闸时间的大小,是衡量真空断路器性能好坏的一个重要标志,其与断路器的触头弹跳压力、合闸速度、开距及真空开关管的触头材料等有关,同时还与开关管的结构、断路器的结构及安装调试有关。

触头合闸弹跳时间越小,其性能越好,弹跳时间越长,触头的电磨损越严重,容易产生合闸过电压,在关合短路电流或电容器时,以及行动、热稳定试验时将导致触头熔焊。

另外,触头合闸弹跳时间越长,严重危害开关管的波纹管使用寿命。10kV级铜络触头材料的真空断路器合闸弹跳时间不超2ms,其他触头材料的真空断路器合闸弹跳时间可以相对大一些,但是不得超过5ms。

8、三极同期性

真空断路器的三极同期性表示三极不同时闭合或分离的程度,由于分、合闸同期性是相对的,数值也差异不大,所以一般情况下只考核三极合闸同期性。

三极同期性差的断路器将严重影响开关的分断能力,容易产生过长的燃弧时间。由于断路器的分合闸速度较快,开距较小,通过准确调试,达到参数要求并不困难,一般规定合闸同期性不超过1ms。

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