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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;其具有体积小、重量轻、质量比较好的低压成套设备适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点,在配电网中应用较为普及。真空断路器是3~10kV,50Hz三相交流系统中的户内配电装置,可供工矿企业、发电厂、变电站中作为电器设备的保护和控制之用,低压成套设备适用于要求少检修及频繁操作的使用场所,断路器可配置在中置柜、双层柜、固定柜中作为控制和保护高压电气设备用。1)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恢复起来。2)真空断路器作用,断路器具有过载、短路和欠电压保护功能,有保护线路和电源的能力。
开距与超行程断路器的开距与超行程的测量,在分合闸状态测量出的 X 值之差为断路器的开距,Y 值之差为断路器的超行程。低压成套设备调整的方法为放长或缩短绝缘操作杆3 或机构与主轴的连杆。分合闸机构调整1、摇臂27与半轴25的扣接量为1.5~2.5mm,可以通过调整螺钉24来实现。2、传动轴套30转动大角时,摇臂27与半轴间要有1.5~2mm的间隙,以保障传动轴套回落到合闸位置时,摇臂27能自动扣接到半轴25上,可以通过螺钉31 的调节来实现。3、辅助开关 2的转换应准确,低压成套设备厂家可以通过调整辅助开关2的拐臂3位置及位杆4 的长短来实现。4、在储能过程中,当棘爪到达后一个齿的高点时,应能保障储能轴套 32 上的拐臂使行程开关的触点切换,切断电机电源,可以通过调整行程开关5 的上下前后位置来实现。5、调整分闸合闸弹簧的预拉长度,保障断路器的分合,且分合闸速度达到规定值。
在发电厂、变电站和大型工厂均低压成套设备厂家采用了大量的高压断路器。操动机构是高压断路器的重要组成部分,而弹簧操动机构具有成套强、制造工艺要求适中、体积小、合闸电流小等特点,目前在10~35kV真空断路器中的运用广。弹簧操动机构在开始投入运行的前几年,机械特性都比较稳定,低压成套设备运行时间长了,部分弹簧操动机构由于合闸半轴磨损、复位弹簧变形等原因,会导致断路器在不该合闸时自动合闸。在故障情况下,保护装置加速跳开断路器后,若断路器自动合闸,则会加重对电网及电气设备的冲击和损害。弹簧操动机构由储能机构、电磁系统和机械系统组成。以CT17弹簧操动机构为例。通过储能电动机的转动产生动能,通过减速装置和储能机构,使合闸弹簧储存弹性势能。储能完毕后,通过闭锁弹簧使弹簧保持在储能状态,由限位开关切断电动机电源。当断路器收到合闸信号时,合闸弹簧将解脱合闸闭锁装置,以释放合闸弹簧中储存的能量。合闸弹簧释放出来的这部分能量中的一部分通过传动机构使断路器的动触头动作,实现合闸操作;另一部分通过传动机构为分闸弹簧储能,为分闸做好准备。在合闸动作完成后,电动机接通电源,通过储能机构使合闸弹簧重新储能,以便为下合闸做准备。这种模式是自动储能模式,当然也可以采用手动储能模式,只有给出储能信号才能进行储能,每次储能操作只合闸一次,分闸一次。当收到分闸信号时,分闸弹簧将解脱自由脱扣装置,以释放分闸弹簧储存的能量,并使开关分闸。
(1)断路器投运前,应检查接地线是否拆除,防误闭锁装置是否正常。(2)操作前应检查控制回路和辅助回路的电源正常,检查操动机构正常,各样信号正确、表计指示正常,对于油断路器检查其油位、油色正常,凤冈低压成套设备对于真空断路器检查其灭弧室无异常,对于SF6断路器检查其气体压力在规定的范围内。如果发现运行中的油断路器严重缺油、真空断路器灭弧室异常,或者SF6断路器气体压力低发出闭锁操作信号,禁止操作。(3)停运超过6个月的断路器,质量比较好的低压成套设备在正式执行操作前应通过远方控制方式进行试操作2—3次,无异常后方能按操作票拟定的方式操作。(4)操作前,检查相应隔离开关和断路器的位置,并确认继电保护已按规定投入。(5)一般情况下,凡能够电动操作的断路器,不应就地手动操作。(6)操作控制把手时,不能用力过猛,以防损坏控制开关;不能返回太快,以防时间短断路器来不及合闸。操作中应同时监视有关电压,电流、功率等表计的指示及红绿灯的变化。(7)操作开关柜时,应严格按照规定的程序进行,以免由于程序错误造成闭锁、二次插头、隔离挡板和接地开关等元件损坏。
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)和户外两种类型。质量比较好的低压成套设备主要由框架部分,灭弧室部分(真空泡),和操动机构部分组成。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。机构为电动储能,电动分合闸,同时具有手动功能。低压成套设备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。工作原理,真空断路器利用高真空中电流流过零点时,等离子体扩散而熄灭电弧,完成切断电流的目的。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 上的拐臂推动行程开关5切断储能电机14 的电源,并且储能棘爪被抬起,与棘轮脱离。