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35kV及以下系统中真空断路器的应用发布时间:2018-12-20 | 来源:ku游注册_平台

摘要:通过对真空断路器、少油断路器的性能比较及目前断路器生产情况分析,阐明在35KV以下系统中用真空断路器代替少油断路器的前景。
关键词:35kV真空断路器,性能,应用前景,存在问题


1、问题提出:

高压断路器是发电厂、变电所配电装置中的重要电气设备,它承担着控制和保护的重任。正常时由它来切断和接通负荷电路,故障时由它来切除故障电路,限制事故范围,保证安全运行。故此,高压断路器选择恰当与否,直接关系着系统安全发电、供电,即关系到我们的国民经济生产。
断路器根据使用的灭弧介质不同,分为油断路器、空气断路器、六氟化硫断路器、真空断路器等种类。

八十年代以前,在我国35kV以下电力系统中多采用油断路器,跨入九十年代,特别是引进西门子先进技术后逐渐开发出各种系列的真空断路器。如今35kV以下真空断路器生产已基本国产化,因而在35kV以下系统中使用油断路器还是真空断路器便成了摆在电力系统设备更新、新电厂、新变电所设备上马前的一个大课题。

2、油断路器、真空断路器性能:


油断路器、真空断路器的共性:

任何种类的断路器,其基本要求都是一致的,即要求它在电气性能上满足一定的技术指标;在厂家给定技术条件下能长期可靠地工作,有一定机械、电气寿命;并力求结构简单,安装、检修方便,体积小,重量轻。

油断路器、真空断路器的区别:

油断路器、真空断路器的本质区别就在于它们所使用的灭弧介质不同,从而导致了它们在性能上的差异:
1、油断路器触头多采用铜钨合金,虽具一定耐电弧能力,但电气寿命有限,一般开断10次满负荷电路或开断6、7次短路电流触头即需打磨,检修间隔周期短,平时维护量大,有噪声,有爆炸危险,维护不当易酿成事故。

例浙西某电站10kVSN10少油开关平时未按规定进行维护、检修工作,致使“开关触头熔焊在动触头上凝结成突起”未能及时发现,造成断路器跳不开以致烧毁的事故。
2、真空断路器却不易发生此类事故的原因分析:

(1)真空断路器灭弧室中气体压力不高于1.3×10-2Pa,使其绝缘强度比变压器油及压力为105Pa的SF6要高得多。

(2)电触头分离时电极蒸发及触头表面微小突起所引起的电弧,其间离子、粒子比周围真空压力密度大得多,使离子、粒子极易向周围扩散。电弧电流过零时,其间离子、粒子在磁场作用下迅速扩散,密度迅速降低,使触头间的弧区很快恢复为真空间隙,具很高耐压水平,得以承受较高的恢复电压不致击穿,最终完成开断。

(3)很多真空断路器灭弧室结构采用阿基米德螺旋槽跑弧面,当电弧电流流经跑弧面及触头间时,造成的磁场使真空电弧在触头表面快速移动,从而降低了触头表面的温度,减少了触头的烧损,稳定了断路器的开断性能,提高了电气寿命。

(4)真空断路器触头材料多数用CuCr50、CuCr25等新型材料,触头开距小,断路器体积小,此时还具备开断能力强,开断时间短,无噪声、无污染,寿命长(机械寿命在10000次以上,而少油断路器的机械寿命只有2000次),不需经常检修等优点。

3、真空断路器目前状况及应用前景:

目前国内引进西门子技术生产制造的35kV以下真空断路器产品系列已较全面,技术也日臻成熟。北京、西安、浙江等国家大型开关厂生产的ZN-10/1250-31.5、ZN28A、ZN41A-10型等产品已达世界先进国家八十年代的产品水平,并已逐渐成为电厂旧设备(GG-1A开关柜)改造中SN10型少油断路器的替代产品,得到已经使用的一些电厂、变电所等用户的共同认可。同时随着新型触头材料的使用,使真空断路器截流值下降,由截流产生的过电压问题得以解决,使得35kV以下变电所及厂矿企业也逐渐推广使用ZN系列开关。总之随着真空断路器生产国产化,其性能价格比优势会逐渐凸现出来,而且随着电力工业公司“无油化”口号的提出,真空断路器的应用前景必将越来越宽广。

4、真空断路器存在问题及对策:


真空断路器存在的问题:
我国最早自行生产的真空断路器由于抽真空工艺不成熟,导致真空灭弧室压强过高而造成击穿和弧后重燃等问题,现已基本解决。而今真空断路器的击穿主要由触头表面过程引起,对策是采用电流老炼、辉光放电老炼、气体老炼等方法对触头进行处理以改善触头静态耐压水平。

真空断路器的解决方案:

利用大电流对触头进行处理以改善弧后耐压水平,如此对策使真空断路器开断稳定性大大提高。真空断路器在35kV以下系统中的广泛应用是一种发展趋势。故此进一步提高其产品性能便尤为重要,在生产过程中即设法消除触头表面微突起,采用新型防熔焊材料做触头,利用适度的燃弧老炼触头均不失为积极有效的良策。

相信随着国家基础工业的向前发展,真空断路器的生产也会越来越先进,其性能也会越来越好,在35kV以下电力系统中用真空断路器代替油断路器会成为电力工业发展趋势。


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