真空断路器在钢铁企业的应用
孙立
【摘要】摘要:某钢铁企业供配电系统在20世纪80年代初就引进了日本的真空断路器,近20年的运行、维护经验表明真空断路器具有体积小、性能可靠、维护量小、投入的维修成本低的特点,有着很好的性能价格比。本文主要就真空断路器在某钢铁企业的应用相关问题进行探讨,对于某钢铁企业供配电系统改革发展具有一定帮助。
【期刊名称】科技创新导报
【年(卷),期】2011(000)004
【总页数】1
【关键词】关键词:真空断路器供配电系统钢铁系统
设备延寿技术关键是在主要元器件上下功夫,尤其是进口件的国产化问题的解决,可使整套设备延长寿命且成本较低。而更新改造措施在目前设备仍表现稳定的情况下可不提到议事日程上。因此设备延寿技术开发与设备诊断技术开发一样重要,是防治结合的办法,也应加强研究[1]。本文主要对于真空断路器在某钢铁企业的应用相关问题进行探讨,有利于提高我国某钢铁企业电气设计水平提高。
1 真空断路器在某钢铁企业的应用
某钢铁企业供配电系统发展至今已具备23个变电所室,3kV等级以上的开关主要有GIS和真空二种。其中9个变电所随某钢铁企业一期在85年投运,且容量配置已考虑到了二期以后的发展,该批设备全套从日本引进,以后的设备基本上是在95年随三期项目落续建设投运的。在总结一期建设的基础上,三期设备选型采用业主点菜单方式,供配电用开关柜以国外技术、国内组装设备为主,仅GISs
10kV真空断路器型号参数 陕西泰开高压开关制造有限公司 随着城市化进程的加速，大型生活小区的形成以及工业生产的集团化和规模化，为提高供电质量，减少线路损耗，需要高压送电直接进入市区的负荷中心，因而要求大量使用占地面积小、安全可靠的高压开关———真空开关。
真空开关是一种以气体分子极为稀少，绝缘强度很高的真空空间为熄弧介质的新型开关。其触头是在密封的真空灭弧室内分、合电路的，切断电流时，仅有金属蒸汽离子形成的电弧，而无气体的碰撞游离，因金属蒸汽离子的扩散及再复合过程非常迅速，从而能快速灭弧和恢复原来的真空度，可承受多次分、合闸而不降低开断能力，并且不产生高压气体及有毒气体。因此具有：体积小，重量轻；动作快，开断容量大；适合频繁操作;无火灾及爆炸危险，不污染环境；寿命长，维修工作量少等优点。 真空开关的工艺水平适合我国企业的制造现状，价格相对较低，非常适合我国的国情，因此得到了普遍的应用。据统计，我国目前在10kV 级断路器中，真空开关占到80%以上。在35kV 级，近几年也占到40%以上。但是，由于真空开关依赖真空实现快速灭弧开断，在检测中也较多出现真空灭弧室漏气、机械特性失调、温升过高等不合格现象，因此在应用真空开关时必须处理好这几个关键问题。 1、真空室漏气 真空灭弧室是真空开关的核心部件，它是采用玻璃或陶瓷作支撑及密封，内部有动、静触头和屏蔽罩，室内有负压，真空度为10-4～10-6 Pa，保证其开断时的灭弧性能和绝缘水平。随着真空灭弧室使用时间的增长和开断次数的增多，以及受外界
因素的作用，其真空度逐步下降，其开断性能也随之降低，当真空度低于1.3×10-2 Pa 时，将导致开断和关合能力的不稳定。因此应注意下列几点： (1)真空灭弧室出厂时的真空度应不低于1.3×10-5 Pa。 (2)出厂前真空开关应经过严格的检查和装配，维修时应紧固灭弧室的各螺栓，以保证其受力均匀。 (3)保证导电杆同心度的设计。如果可动导电杆同心度调整不当，将使陶瓷、法兰—————金属封接强度不够稳定，致使真空灭弧室漏气。在错误的操作过程中，易引起波纹管的扭曲变形。为防止这种现象，在动导电杆的导向套部位可采用六边形设计，花键连接设计。 (4)不得用任何外力碰撞真空灭弧室，严禁敲击、手拍打，搬动及维护时不得受力。禁止把任何东西放在真空开关上，以防止落下时打坏真空灭弧室。 (5)装调时如果发现螺纹配合不良，应查原因后再处理，不要用很大力气去拧动真空灭弧室，防止波纹管受到损伤。 (6)严格控制触头行程。不能误以为开距大对灭弧有利，而随意增加真空开关的触头行程。因为真空开关的行程比较短。一般额定电压为10～15kV 的真空开关触头行程仅为8～12mm，触头超行程仅为2～3mm。如果过多地增加触头的行
XXXXXXXXXXXXXXX 大学 供配电技术作业 高压断路器文献综述 院（系）： 专业班级： 学号： 学生姓名：
高压断路器文献综述 【引言】高压断路器是变电站重要的电力控制设备，系统故障时它和继电器保护装置进行配合，起到切除故障电流、防止事故发生或事故范围扩大的重要作用。本文对高压断路器的类型、特点及应用进行了系统阐述，并对先进技术进行了分析。 高压断路器（或称高压开关）是发电厂、变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性,当系统正常运行时，它能切断和接通线路以及各种电气设备的空载和负载电流; 当系统发生故障时,它和继电保护配合，能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围。因此，高压断路器工作的好坏,直接影响到电力系统的安全运行； 一、高压断路器的类型 断路器的分类 按灭弧介质的不同分类(1)油断路器：指触头在变压器油（断路器油）中开断，利用变压器油（断路器油）作为灭弧介质的断路器。(2)压缩空气断路器：以压缩空气作为灭弧介质和绝缘介质的断路器，弧所用的空气压力一般在1013～4052kPa (10～40atm)的范围内。(3) SF6 断路器：以SF6 气体作为灭弧介质，或兼作绝缘介质的断路器。(4)真空断路器：指触头在真空中开断，利用真空作为绝缘介质和灭弧介质的断路器，真空断路器需求的真空度在10-4 Pa 以上。另外还有磁吹断路器、固体产气断路器等类型。 2．按装设地点的不同分类(1)户外式：是指具有防风、雨、雪、污秽、凝露、冰及浓霜等性能，适于安装在露天使用的高压开关设备。(2)户内式：是指不具有防风、雨、雪、污秽、凝露、冰及浓霜等性能，适于安装在建筑物内使用的高压开关设备。 3．按断路器的总体结构和其对地的绝缘方式不同分类(1)绝缘子支持型（又称绝缘子支柱式、支柱式）。这一类型断路器的结构特点是安置触头和灭弧室的容器（可以是金属筒也可以是绝缘筒）处于高电位，靠支持绝缘子对地绝缘，它可以用串联若干个开断元件和加高对地绝缘的方法组成更高电压等级的断路器。 (2)接地金属箱型（又称落地罐式、罐式）。其特点是触头和灭弧空装在接地金属箱中，导电回路由绝缘套管引入，对地绝缘由SF6 气体承担。 4．按断路器在电力系统中工作位置的不同分类(1)发电机断路器。它主要用来切断发电机母线的短路故障。发电机断路器主要有 3 种类型：少油型、压缩空气型和SF。型。少油型用于短路电流较小的回路，另两种断路器的开断能力很强。(2)输电断路器。工作于35kV 及以上的输电系统中的断路器，这类断路器要求能进行自动重合闸，而且由于系统稳窟的需要应有较短的开断时间和自
1. 概述 ZW32-12 系列户外交流高压真空断路器(以下简称“断路器”)系三相交流50Hz户外高压开关设备，主要用于农网和城网的10kV户外配电系统，作为分、合负荷电流、过载电流及短路电流之用；也可用于其它类似场所。ZW32-12系列户外交流高压真空断路器符合国家GB 1984《交流高压断路器》和国际电工委员会IEC 60056《高压交流断路器》等标准。 2. 型号及含义 3. 使用条件 3.1 正常使用条件 a) 周围空气温度: -40℃～+40℃； b) 海拔高度: 不超过2000m; c) 周围空气可以受到尘埃、烟、腐蚀性气体、蒸汽或盐雾的污染； d) 风速不超过34m/s(相当于圆柱表面上的700Pa)； e) 来自开关设备和控制设备处部的振动或地动是可以忽略的； f) 污秽等级:Ⅲ级。 3.2 特殊使用条件 断路器可以在不同于以上规定的正常使用条件下使用，这时用户的要求应和制造厂家进行协商，并取得一致的意见。 3.3 如超出上述正常使用条件，由用户与制造厂协商。 4. 技术参数 4.1 断路器主要技术参数
4.2 断路器装配调整参数 4.3 CTB弹簧操动机构主要技术参数
4.4 带隔离开关的ZW32户外真空断路器，除满足表1、表2的要求外，隔离开关部分还应满足表4的要求 5. 断路器结构特点 5.1 断路器采用三相支柱式结构，具有开断性能稳定可靠、无燃烧和爆炸危险、免维修、体积小、重量轻和使用寿命长等特点。 5.2 断路器采用全封闭结构，密封性能好，有助于提高防潮、防凝露性能，特别适用于严寒或潮湿地区使用。 5.3 三相支柱及电流互感器采用进口户外环氧树脂固体绝缘，或采用户内环氧树脂外包有机硅橡胶固体绝缘；具有耐高低温、耐紫外线、耐老化等特点。 5.4 操动机构采用小型化弹簧操动机构，储能电机功率小，分合闸能耗低；机构传动采用直动传输方式，零部件数量少，可靠性高。操动机构置于密封的机构箱内，解决了操动机构锈蚀的问题，提高了机构的可靠性。 5.5 断路器的分、合闸操作可采用手动或电动操作及远方遥控操作。可与智能控制器配套实现配电自动化，也可以与重合控制器配合组成自动重合器、分段器。 5.6 断路器可以装设二相或三相电流互感器，供过电流或短路保护用，也可以给智能控制器提供电流采集信号；根据用户要求可加装计量用电流互感器。
高压真空断路器系三相交流50Hz户外高压开关设备，主要用于农网和城乡的10kV系统，作为分合负荷电流，过载电流及短路电流之用，也可用于其他类似的场所。 信息更新: 2018年04月01日一、真空断路器的绝缘性： 一、真空具有很强的绝缘特性，在真空断路器中，气体非常稀薄，气体分子的自由行程相对较大，发生相互碰撞的几率很小，因此，碰撞游离不是真空间隙击穿的主要原因，而在高强电场作用下由电极析出的金属质点才是引起绝缘破坏的主要因素。 二、真空间隙中的绝缘强度不仅与间隙的大小，电场的均匀程度有关，而且受电极材料的性质及表面状况的影响较大。真空间隙在较小的距离间隙（2—3毫米）情况下，有比高压力空气与SF6气体高的绝缘特性，这就是真空断路器的触头开距一般不大的原因。 三、电极材料对击穿电压的影响主要表现在材料的机械强度（抗拉强度）和金属材料的熔点上。抗拉强度和熔点越高，电极在真空下的绝缘强度越高。 四、实验表明，真空度越高，气体间隙的击穿电压越高，但在10-4托以上，就基本保持不变了，所以，要保持真空灭弧室的绝缘强度，其真空度应不低于10-4托。 五、 二、真空中电弧的形成与熄灭： （1）真空电弧和我们以前学习的气体电弧放电现象有很大的差别，气体的游离现象不是产生电弧的主要因素，真空电弧放电是在触头电极蒸发出来的金属蒸汽中形成的。同时，开断电流的大小不同，电弧表现的特点也不同。我们一般把它分为小电流真空电弧和大电流真空电弧。
（一）小电流真空电弧 触头在真空中开断时，产生电流和能量十分集聚的阴极斑点，从阴极斑点上大量地蒸发金属蒸汽，其中的金属原子和带电质点的密度都很高，电弧就在其中燃烧。同时，弧柱内的金属蒸汽和带电质点不断地向外扩散，电极也不断的蒸发新的质点来补充。在电流过零时，电弧的能量减小，电极的温度下降，蒸发作用减少，弧柱内的质点密度降低，最后，在过零时阴极斑消失，电弧熄灭。有时，蒸发作用不能维持弧柱的扩散速度，电弧突然熄灭，发生截流现象。 （二）大电流真空电弧 在触头断开大的电流时，电弧的能量增大，阳极也严重发热，形成很强的集聚型的弧柱。同时，电动力的作用也明显了，因此，对于大电流真空电弧，触头间的磁场分布就对电弧的稳定性和熄弧性能有决定性的影响。如果电流太大，超过了极限开断电流，就会造成开断失败。此时，触头发热严重，电流过零以后仍然蒸发，介质恢复困难，不能断开电流。 三、断路器的结构和工作原理： 真空断路器的生产厂家比较多，型号也较繁杂。按使用条件分为户内（ZNx—**）和户外（ZWx —**）两种类型。主要由框架部分，灭弧室部分（真空泡），和操动机构部分组成。 下面以的ZW27—12型户外高压真空断路器为例，说明其结构与工作原理。 断路器本体结构如图一 断路器本体部分由导电回路，绝缘系统，密封件和壳体组成。整体结构为三相共箱式。其中导电回路由进出线导电杆，进出线绝缘支座，导电夹，软连接与真空灭弧室连接而成。
前言 随着真空断路器的迅速发展,对配套用的操动机构提出了更高的要求。最早用 的电磁操动机构,因合闸电源功率大,投资大,断路器合分速度偏低,逐渐被合闸电源 功率小,输出特性与真空断路器相匹配,机械寿命长的弹簧操动机构所代替。 最早设计的CT8弹簧操动机构专门为少油断路器而设计。经完善改进的 CT10、CT12机构,原理上与CT8相同,结构相似,仍然存在着与真空断路器不相匹配 的缺点。 为了满足真空断路器的需要,提高运行可靠性,根据真空断路器的机械特性要 求,相应研制开发了CT17、CT19类型的弹簧操动机构。CT17和CT19储能原理相同,驱动和脱扣系统相近,只是结构布置两样。现以CT17为例,对真空断路器应用中出 现的问题进行分析,提出解决方案。 二 CT17与CT10弹操机构在真空断路器应用中性能的比较。 CT10是最早期经完善改进用于35kV真空断路器的弹簧操动机构。由于它储 能方式为棘轮结构,运转时承受冲击负荷,这样要求机械强度高,运行噪声大,使用寿 命短。CT17机构吸收了CT10的优点,再储能原理上实现了突破。采用了机械传动 系统中最简捷,性能可靠的齿轮传动方式,已根本上改变了原有的不足。使其传动平稳、噪声低、寿命长、输出特性与真空断路器相匹配。现将二者性能列序比较如下: 1 合闸功 CT10为400J;CT17-35为350~500J,连续可调,能满足不同的断路器对输出功 的要求。 2 机械寿命 CT10为2000次;CT17-35为10000次
3 安装方式 CT10合分电磁铁可自动复位,机械输出轴偏后,机构可以朝任意方向安装。常用的有正装、倒装,适应不同断路器的要求,方便灵活。 4 储能系统 CT10储能系统为棘轮棘爪形式,储能时棘轮棘爪受冲击负荷,振动大,噪声大,易打齿,易磨损。系统效率低,要求功率大,一般为600W。经常储不上能,容易烧损电机。 CT17-35采用齿轮传动,性能平稳,效应提高。储能可靠,噪声低。使用由机动率小,为200W。 5 驱动系统 CT10的驱动系统为单边铰链,受力不对称,不均匀;CT17-35采用对称铰链,受力均匀,效果好,磨损小。 6 脱扣系统 CT10分闸脱扣系统采用半轴搭扣解锁形式。而合闸脱扣系统为圆弧B锁门,合闸脱扣系统环节多,需用的合闸电磁铁能量大,合闸电流不小于9A。合闸控制必须采用接触器。运行用拒合、误合现象时又发生。 CT17-35合分脱扣系统全部采用半轴搭扣解锁形式,合分闸所需功率低,合分闸电磁铁能量小,电流小。合分脱扣系统直接用辅助开关实现,不必另加接触器。合分扣结牢靠,解锁方便,不易发生拒动或误动。 7 辅助开关
“高压真空断路器”因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名； 真空断路器 其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。发展简史1893年，美国的里顿豪斯提出了结构简单的真空灭弧室，并获得了设计专利。1920年瑞典佛加公司第一次制成了真空开关。1926年美国索伦森等公布的研究成果也显示了在真空中分断电流的可能性，但因分断能力小，又受到真空技术和真空材料发展水平的限制，尚不能投入实际使用。随着真空技术的发展，50年代美国才制成第一批适用于切断电容器组等特殊要求的真空开关,分断电流尚停在4千安的水平。由于真空材料冶炼技术上的进步和真空开关触头结构研究上所取得的突破，1961年，美国通用电气公司开始生产15千伏、分断电流为12.5千安的真空断路器。1966年试制成15千伏、26千安和31.5千安的真空断路器，从而使真空断路器进入了高电压、大容量的电力系统。80年代中期，真空断路器的分断能力已达100千安。中国从1958年开始研制真空开关，1960年西安交通大学和西安开关整流器厂共同研制成第一批6.7千伏、分断能力为600安的真空开关;随后又制成10千伏、分断能力为1.5千安的三相真空开关。1969年华光电子管厂和西安高压电器研究所制成了10千伏、2千安单相快速真空开关。70年代以后，中国已能独立研制和生产各种规格的真空开关。真空断路器通常可分多个电压等级。低压型一般用于防爆电气使用。像煤矿等等真空断路器主要结构 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 结构图 他部件。 编辑本段基本术语和各部分的具体介绍 真空断路器技术标准真空断路器在我国近十年来得到了蓬勃的发展，至今方兴未艾。产品从过去的ZN1～ZN5几个品种发展到现在数十多个型号、品种，额定电流达到5000A，开断电流达到50kA的较好水平，并已发展到电压达35kV等级。80年代以前，真空
安全指南 衷心感谢使用尼鲁电气（上海）有限公司生产的NVS型中压真空断路器（以下简称断路器），为使您能安全、正确的安装和使用该产品，请仔细阅读本使用说明书，并按照本说明书及有关电力设备安装规范和运行操作规程的要求、使用和维护。 安全事项 为安全起见请遵守以下事项： ◇远离高压带电区。 ◇断路器进出配电柜时必须使其处于分闸状态。 ◇供试验的断路器，必须接地。 ◇不要触摸带电部位，在保养、检测时必须切断主回路和控制回路电源，并将断路器退出开关柜外。 ◇超出产品额定值时不要使用。否则可能引起绝缘损坏、短路、过热等故障，进而引发电气事故。 交货 收货方在现场收到此开关设备，应进行以下工作： ◇检查货物是否完整无缺，有无受到损坏（如受潮及其它不利影响）。 ◇如发现运输中有数量短缺、缺陷或其它，请在发货单上如实说明，对严重损坏的货物拍照并及时通知供货方。 运输 ◇产品适合一般运输条件，即公路（三级以上路面）及船舶，注意防雨。 ◇产品不要倒置或横放。 ◇断路器中期储存须处于分闸、未储能状态。产品具有基本的包装或未拆除原包装。 ◇产品应存放在室内，并且是干燥、通风，无严重污秽，化学腐蚀及剧烈震动的场所。气候条件符合GB/T 11022（等效于IEC60694）有关规定；维持足够的空气流通。储存室温度不低于-30℃。定期检查是否有凝露现象。 搬运 搬运产品时，先看清包装箱上的文字说明及图案标志；只能采用起重机、叉车或行车来装卸包装箱。铲运时必须注意产品的重心，切勿倾斜，以防止产品意外掉落引发人身伤害事故。吊运时起吊器具不应搭钩在断路器本体或操动机构上。而应搭钩在断路器标有起吊标志（见图1）的起吊孔中。 注：?仅适用吊装时。
文件编号：TP-AR-L4414 There Are Certain Management Mechanisms And Methods In The Management Of Organizations, And The Provisions Are Binding On The Personnel Within The Jurisdiction, Which Should Be Observed By Each Party. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 10kV真空断路器的故障处理正式样本
10kV真空断路器的故障处理正式样 本 使用注意：该操作规程资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的管理机制和管理原则、管理方法以及管理机构设置的规范，条款对管辖范围内人员具有约束力需各自遵守。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 随着真空断路器的广泛应用，不少10kV少油断 路器已更换为真空断路器。由于生产厂家不同，一部 分真空断路器性能较好，检修、维护工作量小，供电 可靠性高；也有一部分真空断路器性能很差，特别是 断路器的特性方面，存在的问题比较多；还有一些真 空断路器缺陷极其严重，容易造成事故越级，导致大 面积停电。 由于这几年在真空断路器的检修、维护工作中， 使用真空测试仪、特性测试仪等先进的科学仪器进行 测试，使藏而不露的问题以科学数据的形式显现出
来。在处理这些问题的过程中，也积累了一些经验，做到了综合性检修，防患于未然，保证了真空断路器的安全可靠运行。 1 真空泡真空度降低 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，所以真空度降低故障为隐性故障，其危险程度远远大于显性故障。 1.2原因分析 真空度降低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
1. 概述 ZN63A(VS1) 型户内交流高压真空断路器以下简称断路器是 三相交流额定电压的户内开关设备，可供工矿企业，发电厂及变电站作电气设施的控制和保护之用，并适用于频繁操作的场所。断路器符合《交流高压断路器》，855-1996《3.6-40.5kV 户内交流高压真空断路器》，DL403-91，《10-35KV户内交流高压断路器订货技术条件》标准要求，并符合IEC56(87出版物)的相关要求。 断路器采用操动机构与断路器本体一体式设计，既可做为固定安装单元，也可配用专用推进机构，组成手车单元使用。 2. 型号及含义 3. 使用条件 3.1 环境温度不高于+40℃，不低于—15℃(允许在-30℃时储运)； 3.2 海拔高度不超过1000m； 3.2 相对温度：日平均值不大于95%，月平均值不大于90%，
饱和蒸汽压日平均值不大于2.2×10 Mpa，平均值不大于1.8×10 Mpa； 3.4 地震热度不超过8度； 3.5 没有火灾，爆炸危险，严重污秽，化学腐蚀以及剧烈震动的场所。 4. 技术参数 4.1 主要规格及技术参数 4.2 断路器装配调整后机械特性参数
4.3 分合闸线圈参数 4.4 储能电机 采用永磁式单相直流电动机,操作电压允许采用交,直流电源其技术参数 6. 产品结构及特点
6.1 真空灭弧室 断路器配用中间封接式陶瓷或玻璃真空灭弧室，采用铜铬触头材料，杯状纵磁场触头结构，其触头的电磨损速率小，电寿命长，触头的耐压水平高，介质绝缘强度稳定，弧后恢复速度快，截流水平底，开段能力强。 6.2 总体结构 断路器总体结构采用操动机构和灭弧室前后布置的形式，主导电回路部分为三相落地式结构，真空灭弧室纵向安装在一个管状的绝缘筒内，绝缘筒由环氧树脂采用APG工艺浇注而成，因而它特别抗爬电。这种结构设计大大地减小粉尘在灭弧室表面的聚积，不仅可以防止真空灭弧室受到外部因素的损坏，而且可以确保即使在湿热及严重污秽环境下也可对电压效应呈现出高阻态。断路器在合闸位置时主回路电流路径： 上出线座28经固定在灭弧室上的上支架27到真空灭弧室内部静触头，经动触头及其联接的导电夹，软连接，至下支架30，下出线座32。由绝缘拉杆34与内部碟形弹簧33经过断路器连杆系统来完成断路器的操作运动及保持触头接触。 断路器出厂时各电流等级均装有防尘绝缘筒盖，在实际使用中额定电流1250A及以下等级运 行时均可不必去除，额定电流1600A及以上等级运行时必须去除。 6.3 操动机构
浅谈高压真空断路器的使用和维护 发表时间：2018-03-13T14:41:34.040Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：王亮1 杨建飞2 吴群燕1 张志刚2 [导读] 摘要：高压真空断路器是国家电网主、配网中应用最广泛的高压元器件，由于优良的技术特点而基本做到免维护。（1.浙江省开化七一电力器材有限责任公司浙江省衢州 3243022.浙江迪思威电气股份有限公司浙江省衢州 324302）摘要：高压真空断路器是国家电网主、配网中应用最广泛的高压元器件，由于优良的技术特点而基本做到免维护。但它并非不需要维护，它在额定短路开断电流开断次数，或机械操作次数达到规定的次数后，都要进行维护。本文将介绍真空断路器在其生命周期各阶段所需的维护工作，从而提升其使用寿命，提高电网供电运行可靠性。 关键词：高压真空断路器生命周期维护 高压真空断路器是以基本不需要维修的真空灭弧室(又称真空管)为主体及相关附件组合而成。由于它们的操作机构动作行程短、结构简单、零部件少，选用特制滑动轴承，采用特殊表面处理防锈工艺，配用长效润滑脂，因而故障少，在正常使用条件下，10—20年不需检修，基本可称为免维护电器。但由于各用户使用环境的差异，它在额定短路开断电流开断次数，或机械操作次数达到规定的次数后，仍需进行必要的检查、维护工作。 一、安装使用前的检查 高压真空断路器在使用现场进行常规的例行检查是很必要的，尽可能地避免盲目的自信心理。应对以下项目作严格的检验： 1、安装前对真空断路器应进行外观及内部检查，真空灭弧室、各零部件、组件要完整、合格、无损、无异物； 2、严格执行安装工艺规程要求，各元件安装的紧固件规格必须按照设计规定选用； 3、检查极间距离，上下出线的位置距离必须符合相关的专业技术规程要求； 4、所使用的工器具必须清洁，并满足装配的要求，在灭弧室附近紧固螺丝，不得使用活扳手； 5、各转动、滑动件应运动自如，运动磨擦处应涂抹润滑油脂； 6、整体安装调试合格后，应清洁抹净，各零部件的可调连接部位均应用红漆打点标记，出线端接线处应涂抹有防腐油脂。 二、使用中的机械特性调整及注意事项 真空断路器在出厂调试时，对于其机械性能诸如开距、行程、接触行程、三相同期、分合闸时间、速度等都进行了比较完整的调试，并随机附有调试记录。一般在使用中现场只需对三相同期、分合闸速度和合闸弹跳稍许调整合格之后，即具备了投运条件。 1、三相同期的调整 针对测试中合、分闸开距差异最大的一相，如该极合闸过早或过迟，将该极的开距稍许调大或者调小点，只需把该极绝缘拉杆的可调活接头旋入或者旋出半圈，一般可调整使合、分闸不同期性达到1mm以内，获得比较理想的同期参数最佳值。 2、合、分闸速度的调整 合、分闸的速度受到多方面因素的影响，而在使用现场可调整的部位仅是分闸弹簧和接触行程。分闸弹簧松紧程度，对合、分闸速度产生直接的影响，而接触行程(指触头压力弹簧的压缩量)，仅对分闸速度产生主要的影响。如果合闸速度偏高而分闸速度偏低时，可以将接触行程稍许增大，或者将分闸弹簧拉紧一点即可；反之调松一些。如果合闸速度比较合适，而分闸速度偏低，则可调整总行程使其增大0.1～0.2mm，此时各级的接触行程均增大了0.1～0.2mm左右。其分闸速度也会上升；反之分闸速度过高时，也可将接触行程调小0.1～0.2mm，分闸速度也会降低。 当完成三相同期与合、分闸速度的调整之后，切记要重新对各极的开距和接触行程进行测量修正，并应符合真空断路器产品的相关规定。 3、合闸弹跳的消除 真空断路器普遍存在着合闸过程中触头的弹跳问题。分析其产生的主要原因：一是合闸冲击刚性过大，致使动触头发生轴向反弹；二是动触杆导向不良，晃动过大；三是传动环节间隙过大；四是触头平面与中心轴垂直度不好，碰合时产生横向滑动等所致。对于已经形成的产品，整机结构刚性已成定局，现场一般无法改变。对于动触杆导向不良，在同轴式结构中，触头压簧与导电杆是直接相联，无中间传动件，所以也就无间隙。对于异轴式结构的真空断路器，触头弹簧与动触杆之间有一个转向用的三角拐臂，用三个销钉连结，这就存在三个间隙，容易出现合闸过程中的弹跳，这是消除弹跳的重点。同时还应重视触头弹簧始压端到导电杆之间传动间隙的调整，使传动环节尽可能紧凑，无缓冲间隙；如果因为灭弧室触头端面垂直度不好而产生弹跳，则可以将灭弧室分别转动90°、180°、270°安装，寻找上下接触面吻合位置，实在不行时则需要更换灭弧室。 在处理合闸弹跳过程中，切记将所有的螺丝都应拧紧，以免受到震颤的干扰。 4、过电压保护 由于真空断路器开断较小电流，特别是开断空载变压器励磁电流等小感性电流时，往往会出现截流而产生截流过电压，并且截流值越大，产生的过电压越高。另外，真空断路器在开断电容器组的容性电流时，也很难达到绝对无电弧重燃，一旦出现重燃，也会产生重燃过电压。对于截流或者重燃过电压，需装用性能较好的金属氧化物避雷器或阻容保护装置来预防。 5、触头超程和触头压力的控制 （1）国产各种型号的10kV真空灭弧室的触头超程是在3mm左右，开距12mm左右。通常国产10kV真空断路器用灭弧室的额定接触压力，额定电流630～800A者为1100N左右，1250A者为1500～1700N等。 （2）真空断路器在安装或检修时，除了要严格地按照产品安装说明书中要求调整测量触头超程。另外，还应仔细检查触头弹簧，不应有变形损伤现象。 三、长时间运行后的检修维护 1、真空灭弧室 真空灭弧室俗称真空泡，是真空断路器的主要元件，它外表是一只管形的玻璃管或陶瓷管，其中密封着所有的灭弧元件，分合闸时通过动触杆运动，拉长或压缩波纹管而不破坏灭弧室内真空的装置。 （1）检查外观有无异常、外表面有无污损，如果绝缘外壳表面沾污，应用干布擦试干净。
ZW7-40.5 户外高压真空断路器 产品使用说明书 陕西泰开高压开关制造有限公司 陕西泰开高压开关制造有限公司（简称“泰开高压开关”）是一家专业从事高压真空开关及相关 高压产品的研发、生产及销售于一体的重点高新技术企业，高压电器设备骨干企业，从事高压电 力设备生产已有三十余年，拥有宽敞的净化生产区，拥有先进的生产设备和完善的高压试验、检 测设施，以其优越的性能、技术、精湛的工艺、可靠的质量、优质的服务赢得了广大用户的赞誉， 并跟多家合资企业、外资企业建立了长期稳定的合作伙伴关系，我厂专业生产 内外高压断路器，永磁真空断路器，智能、预付费、小型化、双电源、看门狗等真空断路器，六 氟化硫断 路器，负荷开关，隔离开关，高压熔断器，避雷器，变压器，高低压成套，电缆分支箱， 充气柜，自动化设备电器等高低压电器。自创建以来一直本着“服务至上“的经营宗旨。不折不 扣做好售前，售中，售后，服 12-40.5KV 户
务各处细节之点，本顾客之所想，为在电气行业中而努力奋斗不止。 1 概述 ZW7-40.5 型户外高压真空断路器采用了独特设计的分体式极柱和高可靠性的操作机构。该装置主要应用于中压架空线电网，作为分、合负荷电流、过载电流、短路电流之用。 极高的可靠性 在整个寿命期间完全免维护 具有高机械寿命和电寿命整机体积小，重量轻，便于安装 1.1 使用条件 周围空气温度：-30 ℃～+60℃；海拔高度：不超过3000 米；风速不超过34m/s ；来自开关设备和控制设备外部的振动或地动是可以忽略的；污秽等级：℃级； 储存温度-40 ℃～+85℃。 1.2 技术参数
2 断路器结构及工作原理 ZW7-40.5 型户外高压真空断路器主要由集成极柱、电流互感器、操动机构及箱体组成。该型号断路器为小型化设计，外壳采用优质钢箱体。电流互感器可根据用户需要选择。
ZW32-12系列户外高压真空断路器 ZW32-12型户外柱上高压真空断路器 1. 概述 ZW32-12系列户外交流高压真空断路器(以下简称“断路器”)系三相交流50Hz户外高压开关设备，主要用于农网和城网的10kV户外配电系统，作为分、合负荷电流、过载电流及短路电流之用；也可用于其它类似场所。ZW32-12系列户外交流高压真空断路器符合国家GB 1984《交流高压断路器》和国际电工委员会IEC 60056《高压交流断路器》等标准。 2. 型号及含义 3. 使用条件 3.1 正常使用条件 a) 周围空气温度: -40℃～+40℃； b) 海拔高度: 不超过2000m; c) 周围空气可以受到尘埃、烟、腐蚀性气体、蒸汽或盐雾的污染； d) 风速不超过34m/s(相当于圆柱表面上的700Pa)； e) 来自开关设备和控制设备处部的振动或地动是可以忽略的； f) 污秽等级:Ⅲ级。 3.2 特殊使用条件 断路器可以在不同于以上规定的正常使用条件下使用，这时用户的要求应和制造厂家进行协商，
并取得一致的意见。 3.3 如超出上述正常使用条件，由用户与制造厂协商。 4. 技术参数 4.1 断路器主要技术参数 4.2 断路器装配调整参数
4.3 CTB弹簧操动机构主要技术参数 4.4 带隔离开关的ZW32户外真空断路器，除满足表1、表2的要求外，隔离开关部分还应满足表4的要求
5. 断路器结构特点 5.1 断路器采用三相支柱式结构，具有开断性能稳定可靠、无燃烧和爆炸危险、免维修、体积小、重量轻和使用寿命长等特点。 5.2 断路器采用全封闭结构，密封性能好，有助于提高防潮、防凝露性能，特别适用于严寒或潮湿地区使用。 5.3 三相支柱及电流互感器采用进口户外环氧树脂固体绝缘，或采用户内环氧树脂外包有机硅橡胶固体绝缘；具有耐高低温、耐紫外线、耐老化等特点。 5.4 操动机构采用小型化弹簧操动机构，储能电机功率小，分合闸能耗低；机构传动采用直动传输方式，零部件数量少，可靠性高。操动机构置于密封的机构箱内，解决了操动机构锈蚀的问题，提高了机构的可靠性。 5.5 断路器的分、合闸操作可采用手动或电动操作及远方遥控操作。可与智能控制器配套实现配电自动化，也可以与重合控制器配合组成自动重合器、分段器。 5.6 断路器可以装设二相或三相电流互感器，供过电流或短路保护用，也可以给智能控制器提供电流采集信号；根据用户要求可加装计量用电流互感器。 5.7 断路器可外带三相联动的隔离开关，在隔离开关分闸状态下有明显可见断口，并具备与断路器本体之间的防误联锁装置。断路器处在合闸位置时，隔离开关不能进行分、合闸操作；只有隔离刀完全合闸或完全分闸时才可操作断路器。可连装避雷器支柱绝缘子，维护方便。
真空断路器在电力系统中的应用与分析 摘要：本文简述了真空断路器的工作原理和主要结构以及其所具有的特点。通过对真空断路器在变电站现场实用性的分析找出优缺点及应用中易出现的故障和处理方法，为真空断路器的运行和检修提供了依据。 关键字：变压器,高压断路器,断路器,真空断路器 1概述 在电力系统中变电站上的变压器、线路等元件，由于检修改变运行方式发生故障的需将它们接入或退出，因而进行一些操作。例如，在正常情况下要能可靠地接通和开断电路，在改变运行方式时，要能灵活地进行切换操作，在电路发生故障情况下，能迅速切除故障电流，把事故限制在局部地区并使未故障部分继续运行，以提高电力系统的可靠性。在检修设备时停电和隔离带电部分，保证工作人员的安全等，为完成以上这些操作在电力系统变电站上必须装一些开关电器。它是电力系统的重要设备之一，其中断路器的任务最为重要、地位最重要，其结构也最为复杂，特别是高压断路器尤为重要。 高压断路器是用来在正常情况下接通和断开电路且在故障情况下能自动迅速开断故障电流的开关设备。所以，对它的基本要求是：在各种情况下应具有足够的开断能力，尽可能短的动作时间和高度的工作可靠性。断路器最重要的任务就是熄灭电弧，所以各种断路器都有不同结构的灭弧装置，它在很大程度上影响断路器的灭弧性能。根据断路器所采用的灭弧介质及作用原理，断路器可分为以下几种类型：油断路器、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器、自产气断路器和磁吹断路器，其中真空断路器是近年来研制的一种新型断路器，在10KV 变电设备中广泛应用着，真空断路器是以真空作为灭弧介质和绝缘介质，本文对真空断路器进行介绍和分析。来源：大比特半导体器件网2真空断路器的工作原理和主要结构及特点 2.1真空断路器的工作原理 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。 2.2真空断路器的构成 真空断路器的主要结构由真空灭弧室、操作机构和绝缘支撑件基架等组成。来源：大比特半导体器件网 2.2.1真空灭弧室
高压真空断路器的发展与技术 摘要：近来，168kv高压真空断路器开始利用新开发的技术，如电极材料，绝缘和磁场分析这些技术优化了真空中断配置。在这个简短的文章中，我们描述了这些方法和一些高电压真空断路器72 / 84kv陶瓷真空中断，145kV单断真空断路器，72 / 84kv 不含SF6气体真空断路器，120kV和168kv槽式真空断路器。 一、引言 真空断路器（VCBs）被广泛用作中间电压级开关器件。能被广泛使用是因为具有数次转换，体积较小，方便维护等特点。近年来，除了这些功能，它们在减少或消除SF6气体，导致全球变暖的方面也引起了更多的注意。 因为真空断路器被应用于中间电压级的进程加快，很有可能真空断路器能等同于中间电压级开关器件；但是真空断路器已经并且继续被使用于168KV的电压，由于电极材料的近期发展，真空断路器用于72到168KV的电压将被商业化。在这篇文章中，我们总结日本AE电力系统最近开发高压真空断路器的活动和迄今取得的技术。 二、日本AE电力系统高压真空断路器的开发 真空断路器在二十世纪六十年代开始投入使用，并且最初被尝试应用在高电压；二十世纪七十年代生产的产品为84 kV单点真空断路器，之后145KV和168KV双断口真空断路器也生产出现了。这些断路器在那时是开创了新纪元，但使用螺旋电极，真空中断（VIs）有一个复杂的屏蔽结构并且体积很大。 进入二十世纪八十年代，铜基电极材料以其优越的电流中断性能和耐电压而开始使用；但轴向磁场电极结构具有优越的电流截止性能，被运用在大容量设备。这种技术在72/84KV 的槽式真空断路器上被广泛采用，但在九十年代末72/84KV级陶瓷真空中断被开发出来，并应用于槽式真空断路器。进入第二十一世纪，随着无气体的真空中断的发展不使用SF6气体。并经过试验制造出单点145 kV真空断路器后，单点120 kV和两点168 kV真空断路器也被开发出来。 下面，总结一下支持这一发展的技术。 1、72/84KV级陶瓷真空中断 用于72 / 84 kV级真空断路器中的真空中断最初是由玻璃容器和螺旋形电极组合而成的，但此后的轴向磁场电极开始被采用，玻璃容器和垂直磁场电极的组合也开始使用。在这个时间点上，正在使用的是陶瓷容器到36kv级，但到了2001这个期间则是进一步扩展到72 /
1.高压真空断路器选型一般原则 为保证高压真空断路器在正常运行、检修、短路和过电压情况下的安全，高压真空断路器应按下列条件选择： ①按正常工作条件包括电压、电流、频率、机械荷载等选择 ②按短路条件包括短时耐受电流、峰值耐受电流、关合和开断电流等选择; ③按环境条件包括温度、湿度、海拔、地震等选择; ④按承受过电压能力包括绝缘水平等选择; ⑤按各类高压电器的不同特点包括开关的操作性能、熔断器的保护特性配合、互感器的负荷及准确等级等选择。 2.按正常工作条件选择高压真空断路器 ①按工作电压选择选用的高压真空断路器，其额定电压应符合所在回路的系统标称电压，其允许最高工作电压Umax不应小于所在回路的最高运行电压Uy，即Umax ≥ Uy ②按工作电流选择高压真空断路器的额定电流In不应小于该回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig，即In ≥ Ig。 3.按短路稳定条件选择高压真空断路器 ①短路稳定性校验的一般要求 ②短路电流的热效应 ③短路稳定性校验 4.按环境条件选择高压真空断路器 ①选择电器的环境温度 ②选择电器的环境湿度
③高海拔对高压电器的影响 ④地震对高压电器的影响 5.高压真空断路器的绝缘水平 6.按各类高压真空断路器的不同特点选择 ①额定短路开断电流的选择 ②额定短路关合电流的选择 ③额定操作顺序的选择 ④额定失步开断电流的选择 ⑤额定异相接地故障电流、发展性故障电流及关于开断电流的选择 ⑥额定近区故障开断电流的选择 ⑦额定线路充电开断电流、额定电缆充电开断电流、额定电容器组开断电流、额定电容器组关合涌流、额定感应电动机开断电流、额定空载变压器开断电流、额定电抗器开断电流等的选择。标准中对上述各项开断电流和关合电流未作规定，但使用中应按制造厂给出的试验数据选用。
10kV真空断路器常见故障及处理 随着真空断路器的广泛应用，不少10 kV 少油断路器已更换为真空断路器。由于生产厂家不同，一部分真空断路器性能较好，检修、维护工作量小，供电可靠性高;也有一部分真空断路器性能很差，存在的问题比较多;还有一些真空断路器缺陷极其严重，容易造成事故越级，导致大面积停电。 1 、真空泡真空度降低 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，所以真空度降低故障为隐性故障，其危险程度远远大于显性故障。 1.2 原因分析：真空度降低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，使真空度降低的速度加快。 1.3 故障危害
空度降低将严重影响真空断路器开断过电流的能力，并导致断路器kg。com的使用寿命急剧下降，严重时会引起开关爆炸。 1.4 处理方法 (1) 在进行断路器定期停电检修时，必须使用真空测试仪对真空泡进行真空度定性测试，确保真空泡具有一定的真空度; (2) 当真空度降低时，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) 运行人员巡视时，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，则真空泡的真空度测试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、超行程等特性测试，以确保断路器处于良好的工作状态。 2 、真空断路器分闸失灵 2.1 故障现象
真空断路器的应用 一：真空的绝缘特性 真空具有很强的绝缘特性，在真空断路器中，气体非常稀薄，气体分子的自由行程相对较大，发生相互碰撞的几率很小，因此，碰撞游离不是真空间隙击穿的主要原因，而在高强电场作用下由电极析出的金属质点才是引起绝缘破坏的主要因素。真空间隙中的绝缘强度不仅与间隙的大小，电场的均匀程度有关，而且受电极材料的性质及表面状况的影响较大。真空间隙在较小的距离间隙（2—3毫米）情况下，有比高压力空气与SF6气体高的绝缘特性，这就是真空断路器的触头开距一般不大的原因。电极材料对击穿电压的影响主要表现在材料的机械强度（抗拉强度）和金属材料的熔点上。抗拉强度和熔点越高，电极在真空下的绝缘强度越高。实验表明，真空度越高，气体间隙的击穿电压越高，但在10-4托以上，就基本保持不变了，所以，要保持真空灭弧室的绝缘强度， 其真空度应不低于10-4托。 二：真空中电弧的形成与熄灭 真空电弧和我们以前学习的气体电弧放电现象有很大的差别，气体的游离现象不是产生电弧的主要因素，真空电弧放电是在触头电极蒸发出来的金属蒸汽中形成的。同时，开断电流的大小不同，电弧表现的特点也不同。我们一般把它分为小电流真空电弧和大电流真空电弧。 1.小电流真空电弧 触头在真空中开断时，产生电流和能量十分集聚的阴极斑点，从阴极斑点上大量地蒸发金属蒸汽，其中的金属原子和带电质点的密度都很高，电弧就在其中燃烧。同时，弧柱内的金属蒸汽和带电质点不断地向外扩散，电极也不断的蒸发新的质点来补充。在电流过零时，电弧的能量减小，电极的温度下降，蒸发作用减少，弧柱内的质点密度降低，最后，在过零时阴极斑消失，电弧熄灭。有时，蒸发作用不能维持弧柱的扩散速度，电弧突然熄灭，发生截流现象。 2.大电流真空电弧 在触头断开大的电流时，电弧的能量增大，阳极也严重发热，形成很强的集聚型的弧柱。同时，电动力的作用也明显了，因此，对于大电流真空电弧，触头间的磁场分布就对电弧的稳定性和熄弧性能有决定性的影响。如果电流太大，超过了极限开断电流，就会造成开断失败。此时，触头发热严重，电流过零以后仍然蒸发，介质恢复困难，不能断开电流。 三：断路器的结构和工作原理 真空断路器的生产厂家比较多，型号也较繁杂。按使用条件分为户内（ZNx—**）和户外（ZWx—**）两种类型。主要由框架部分，灭弧室部分(真空泡)，和操动机构部分组成。 下面以浙江华仪电器科技股份有限公司生产的ZW27—12型户外高压真空断路器为例，说明其结构与工作原理。断路器本体部分由导电回路，绝缘系统，密封件和壳体组成。整体结构为三相共箱式。其中导电回路由进出线导电杆，进出线绝缘支座，导电夹，软连接与真空灭弧室连接而成。此机构为电动储能，电动分合闸，同时具有手动功能。整个结构由合闸弹簧，储能系统，过流脱扣器，分合闸线圈，手动分合闸系统，辅助开关，储能指示等部件组成。 3.工作原理真空断路器利用高真空中电流流过零点时，等离子体迅速扩散而熄灭电弧，完成切断电流目的。 4动作原理储能过程：当储能电机14接通电源时，电机带动偏心轮转动，通过紧靠在偏心轮上的滚子10带动拐臂9及连板7摆动，推动储能棘爪6摆动，使棘轮11转动，当棘轮11上的销与储能轴套32的板靠住以后，二者一起运动，使挂在储能轴套上32上的合闸弹簧21拉长。储能轴套32由定位销13固定，维持储能状态，同时，储能轴套32上的拐