一、户内ZN12-12高压真空断路器概述:
ZN12-12型真空断路器为为四川泰开电气设备有限公司自主研发生产,适用于额定电压12kV,三相交流50Hz的户内高压开关设备,是引进德国西门子公司3AF技术制造的产品。
本断路器机构与开关一体,专用的弹簧储能式操动机构,可以用交直流储能操作,也可用手动操作。本断路器结构简单、开断能力强、寿命长、操作功能齐全,无爆炸危险、维修简便,适合于发电厂、城市电网、变电所等输配电系统的控制或保护开关,尤其适用于开断重要负荷及频繁操作的场所。
二、符合标准:
GB/T11022-1999《高压开关通用技术条件》 GB1984-1989《交流高压断路器》 GB311.1-1997《高压输变电设备的绝缘配合》
GB/T11022-1999《交流高压电器在长期工作时的发热》 GB3309-1989《高压开关设备常温下的机械试验》
GB/T11022-1999《交流高压电器动热稳定试验方法》 GB/T4473-1996《交流高压断路器的合成试验》
GB7675-1987《交流高压断路器的开合电容器组试验》
三、技术参数:
序号 |
项目 |
单位 |
参数 |
1 |
额定电压 |
kV |
12 |
2 |
额定电流 |
Hz |
630, … 4000A |
3 |
额定频率 |
A |
50/60 |
4 |
工频耐压一分钟 |
kV |
48 |
5 |
雷冲耐压 |
kV |
75/95 |
6 |
额定短路开断电流(峰值) |
kA |
50/63/80/100 |
7 |
额定短路开断电流 |
kA |
20, …40 |
8 |
额定短路关合电流(峰值) |
kA |
50/63/80/100 |
9 |
额定电缆充电开断电流 |
A |
50 and 10 |
10 |
额定单个电容组开关电流 |
A |
400 |
11 |
额定耐受电流(峰值) |
kA |
50/63/80/100 |
12 |
短时耐受电流(4s) |
kA |
20, …40 |
13 |
机械寿命 |
times |
10000 |
四、结构及原理:
1、整体结构
断路器主要由真空灭弧室(12)、操作机构及支撑部分组成。在用钢板焊接而成的机构箱(11)上固定六只绝缘子(1)。三只灭弧室通过铸铝的上、下出线端(2)(3)固定在绝缘子上。下出线端上装有软联接、软联接(4)与真空灭弧室动导电杆上的导电夹(5)相连。在动导电杆的底部装有万向杆端轴承(6),该杆端轴承通过一轴销(7)与下出线端上的杠杆(8)相连,开关主轴(9)通过三根绝缘拉杆(10)把力传递给动导电杆使开关合、分闸(见图1)。断路器总重量为160kg。
2、真空灭弧室
断路器的灭弧室是由一个金属圆筒展蔽罩和两只瓷管封在一起作为外壳,上、下两只瓷管分别封在上、下法兰盘上。动、静触头分别焊在动静导电杆上,静导电杆在上法兰盘上,动导电杆上焊一波纹管,波纹管的另一端焊在法兰盘上,由此而形成一个密封的腔体。该腔体经过抽真空,灭弧室气体压力不大于1.33×10-3Pa。当合、分闸操作时,动导电杆上下运动,波纹管被压缩或拉伸,使真空灭弧室内的真空度得到保持。
3、灭弧原理
在真空中由于气体分子的平均自由行程很大,气体不容易产生游离,真空的绝缘强度比大气的绝缘强度要高的多。当开关分闸时,触头间产生电弧。触头表面在高温下挥发出金属蒸气,由于触头设计为特殊形状,在电流通过时产生一磁场,电弧在此磁场力的作用下快速运动。在金属圆筒(即屏蔽罩)上凝结部分金属蒸气。电弧在自然过零时熄灭了,触头间的介质强度又迅速恢复起来。
本断路器采用了特殊的触头材料,使灭弧室开断能力较高,截流水平较低,并且有很长的电寿命。
4、操作机构
(1)储能机构主体是一个外壳为铸铝的减速箱,减速箱内是两套蜗轮蜗杆,储能轴横穿减速箱中,与蜗轮蜗杆无机械联系。储能轴上套一轴套,此轴套用键连在大蜗轮上,轴套上有一轴销,上面装一棘爪,在储通轴的右端有一凸轮,凸轮上有缺口,棘爪通过此缺口来带动凸轮转动。在储能轴的左端装有一曲柄,合闸弹簧一端挂在此曲柄上。
减速箱的轴销上装有一个三角形的杠杆,杠杆上装有一滚针轴承,凸轮装合闸弹簧的能量传给此轴承上。三角形杠杆的另一个孔,用轴销连接一连杆,该连杆的另一端装在主轴拐臂上,形成四连杆机构,合闸力通过该机构传给开关主轴。减速箱的轴销上还装有一滚针轴承,作为锁住闸掣子用。
在开关主轴的拐臂上装有分闸弹簧,主轴上还有三对拐臂,其中两对分别作用在合闸橡皮缓冲器和分闸油缓冲器上,另一对拐臂上装一滚针轴承作为锁住分闸掣子用。该产品的合、分闸掣子完全相同。
五、使用环境:
a.海拔高度:不高于1000m
b.环境温度:最高+40℃,最低-25℃
c.相对湿度:日平均不大于95%,月平均不大于90%
d.地震裂度:低于8度。无火灾、爆炸危险,无腐蚀性气体及剧烈震动场所
六、断路器故障处理对策:
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。
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。
3.故障危害
真空度降低将严重影响真空断路器开断过电流的能力,并导致断路器的使用寿命急剧下降,严重时会引起开关爆炸。
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的定性测试,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。
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。