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電容器(或直流屏供電)儲能,用電子控制。永磁機構特別適用于頻繁操作,如可達6萬~15萬次。真空斷路器觸頭的工作壓力對真空斷路器的性能有很大的影響,其壓力等于真空開關管的自閉力與觸頭彈簧力之和。斷路器觸頭的工作壓力選擇應該滿足4方面的要求:1)使真空開關管的觸頭接觸電阻保持在規定的范圍內,2)滿足動穩定試驗的要求,3)合閘彈跳,4)減小分閘彈振。由于真空斷路器在關合短路電流時,觸頭在予擊穿后要產生電弧和電動斥力,觸頭產生彈跳,機構合閘速度也慢,所以,關合短路電流是考核觸頭工作壓力是否滿足要求的苛刻的條件。日本幾家公司另辟路徑,開發出低過電壓真空斷路器。它不用加過電壓吸收裝置而用新開發出的觸頭材料。
將過電壓限制至常規值的十分之一。低過電壓觸頭材料東芝為AgWC日立為Co-Ag-Se,三菱為Cu-Cr-Bi-α,富士為CuCr+高蒸氣材料。這些公司一般做到7.2kV下20kA,只有東芝公司做到7.2kV下40kA。真空間隙中的絕緣強度不僅與間隙的大小,電場的均勻程度有關,而且受電極材料的性質及表面狀況的影響較大。真空間隙在較小的距離間隙(2—3毫米)情況下,有比高壓力空氣與SF6氣體高的絕緣特性,這就是真空斷路器的觸頭開距一般不大的原因。真空間隙中的絕緣強度不僅與間隙的大小,電場的均勻程度有關,而且受電極材料的性質及表面狀況的影響較大。真空間隙在較小的距離間隙(2—3毫米)情況下,有比高壓力空氣與SF6氣體高的絕緣。
這就是真空斷路器的觸頭開距一般不大的原因。真空斷路器合閘時間的大小,是衡量真空斷路器性能好壞的一個重要標志,其與斷路器的觸頭彈跳壓力、合閘速度、開距及真空開關管的觸頭材料等有關,同時還與開關管的結構、斷路器的結構及安裝調試有關。觸頭合閘彈跳時間越小,其性能越好,彈跳時間越長,觸頭的電磨損越嚴重,容易產生合閘過電壓,在關合短路電流或電容器時,以及行動、熱穩定試驗時將導致觸頭熔焊。另外,觸頭合閘彈跳時間越長,嚴重危害開關管的波紋管使用壽命。10kV級銅絡觸頭材料的真空斷路器合閘彈跳時間不超2ms,其他觸頭材料的真空斷路器合閘彈跳時間可以相對大一些,但是不得超過5ms。真空斷路器合閘時間的大小,是衡量真空斷路器性能好壞的一個重要。
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但分閘速度太快,分閘的反彈也大,反彈太大震動過劇亦容易產生重燃,所以分間速度亦應考慮這方面因素。分閘速度的快慢,主要取決于合閘時動觸頭彈簧和分閘彈簧的貯能大小。為了提高分閘速度,可以增加分閘彈簧的貯能量,也可以增加合閘彈簧的壓縮量,這都必然需要提高操動機構的輸出功和整機的機械強度,降低了技術經濟指標。經過多年試驗認為,10kV的真空斷路器,平均分閘速度能保證在0.95~1.2m/s比較合適。彈跳時間合閘彈跳時間是斷路器在合閘時,觸頭剛接觸開始計起,隨后產生分離,可能又接觸又分離,到其穩定接觸之間的時間。這一參數國外的標準中都沒有明確規定,1989年底能源部電力司提出真空斷路器合閘彈跳時間必須小于2。
為什么合閘彈跳時間要小于2ms呢?主要是合閘彈跳的瞬間會引起電力系統或設備產生L.C高頻振蕩,振蕩產生的過電壓對電氣設備的絕緣可能造成傷害甚至損壞。當合閘彈跳時;同小于2ms時,不會產生較大的過電壓,設備絕緣不會受損,在關合時動靜觸頭之間也不會產生熔焊。合閘的不同期性太大容易引起合閘的彈跳,因為機構輸出的運動沖量僅由首合閘相觸頭承受。分閘的不同期性太大可能使后開相管子燃弧時間加長,降低開斷能力。合閘與分閘的不同期性一般是同時存在的,所以調好了合閘的不同期性,分閘的不同期性也就有了保證。產品中要求合分閘不同期性小于2ms。分、合閘時間是指從操動線圈的端子得電時刻計起,至三極觸頭全部合上或分離止的一段時間。
合、分閘線圈是按短時工作制作設計的,合閘線圈的通電時間不到100ms,分閘線圈的不到60ms。分、合閘時間一般在斷路器出廠時已調好,無須再動。當斷路器用在發電系統并在電源近端短路時,故障電流衰減較慢,若分閘時間很短,這時斷路器分斷的故障電流就可能含有較大的直流分量,開斷條件更為惡劣,這對斷路器的開斷是很不利的。所以用于發電系統的真空斷路器,其分閘時間盡可能設計長些為宜。蘭州永登高壓開關柜
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