vs1真空斷路器結構

　　斷路器是高壓開關中最重要和結構比較復雜的一種。斷路器按照滅弧原理不同，可分為油斷路器、氣吹斷路器和真空斷路器等。

　　氣吹斷路器又可分為空氣斷路器和六氟化硫斷路器，采用氣體滅弧，所以不存在變壓器油的火災危險性。

　　一、空氣斷路器

　　空氣斷路器是利用高壓空氣滅弧的一種斷路器，壓縮空氣壓力可分為1.0、2.0、2.5MP等，造價為油斷路器的1.5～2 倍，而且要有壓縮空氣設備。所以，空氣斷路器主要用于電壓較高和技術性能要求較高的地方。

　　二、六氟化硫斷路器

　　六氟化硫斷路器運用六氟化硫氣體滅弧。六氟化硫為惰性氣體，其滅弧能力比空氣高幾十倍，但要求斷路器的結構嚴密不漏，并需使用SF6 的各種設備。

　　1、 SF6 斷路器優(yōu)缺點的分析

　　SF6 斷路器，是用SF6 氣體作為來弧和絕緣介質的斷路器。它與空氣斷路器同屬于氣吹斷路器，不同之處在于：

　　● 工作氣壓較低；

　　● 在吹弧過程中，氣體不排向大氣，而在封閉系統(tǒng)中循環(huán)使用。

　?、?SF6 的優(yōu)點

　　SF6 的分子和自由電子有非常好的混合性。當電子和SF6 分子接觸時幾乎100%的混合而組成重的負離子，這種性能對剩余弧柱的消電離及滅弧有極大的的使用價值。即SF6 具有很好的負電性，它的分子能迅速捕捉自由電子而形成負離子。這些負離子的導電作用十分遲緩，從而加速了電弧間隙介質強度的恢復率，因此有很好的滅弧性能。在1.01×105Pa 氣壓下，SF6 的滅弧性能是空氣的100 倍，并且滅弧后不變質，可重復使用。SF6 氣體優(yōu)良的絕緣和滅弧性能，使SF6 斷路器具有如下優(yōu)點：

　　開斷能力強，斷口電壓使于做得較高，允許連續(xù)開斷次數(shù)較多，適用于頻繁操作，噪音小，無火災危險，機電磨損小等，是一種性能優(yōu)異的"無維修"斷路器。常用的SF6 斷路器有LN1-35 型、HB36 型兩種。

　?、?SF6 的缺點

　　純凈的SF6 氣體是良好的滅弧介質，若用于頻繁操作的低壓電器中，由于頻繁操作的電弧作用，金屬蒸汽與SF6 氣體分解物起反應，結合而生成絕緣性很好的細粉末(氫氟酸鹽、硫基酸鹽等)，沉積在觸頭表面，并嚴重腐蝕觸頭材料，從而接觸電阻急劇增加，使充有SF6 氣體的密封觸頭不能可靠地工作。因此對于頻繁操作的低壓電器不適宜用SF6 作滅弧介質。

　　因為SF6 氣體在放電時的高溫下會分解出有腐蝕性的氣體，對鋁合金有嚴重的腐蝕作用，對酚醛樹脂層壓材料、瓷絕緣也有損害。若把SF6 和N2 混合使用，當SF6 含量超過20%～30%時，其絕緣強度已和全充SF6 時絕緣強度相同，而腐蝕性又大大減少，因此SF6 常混合N2 使用，在SF6 斷路器中，SF6 氣體的含水量必須嚴格規(guī)定不能超過標準。水會與電弧分解物中的SF4 產生氫氟酸(H2O+SF4→SOF2+2HF)而腐蝕材料。當水分含量達到飽和時，還會在絕緣件表面凝露，使絕緣強度顯著降低，甚至引起沿面放電。

　　運行經(jīng)驗及上述論析都表明：SF6 斷路器由于絕緣結構體積較小，若SF6 氣體的含水量較高，則將使絕緣水平大大下降，接觸電阻急劇增加，在運行中易發(fā)生損壞或爆炸事故。因此，各制造廠及運行部門都要求有嚴格的密封工藝，同時規(guī)定SF6 氣體的含水量不得超過標準。我國的標準是SF6 氣體的含水量應小于300ppm(容積比)。

　　SF6 斷路器以SF6 氣體為滅弧介質。在正常情況下，SF6 是一種不燃、無臭、無毒的惰性氣體，密度約有空氣的2 倍。但SF6 氣體在電弧作用下，小部分會被分解，生成一些有毒的低氟化物，如SOF2、SF4、SOF4 和SO2F2 等，對人體健康有影響，對金屬部件也有腐蝕和劣化作用。因此，在SF6 斷路器中，一般均裝有吸附裝置，吸附劑為活性氧化鋁、活性碳和分子篩等。吸附裝置可完全吸附SF4 氣體在電弧的高溫下分解生成的毒質。

　　2、 SF6 斷路器的檢修

　?、?SF6 斷路器在檢修前，應先將斷路器分閘，切斷操作電源，釋放操作機構的能量，用SF6 氣體回收裝置將斷路器內的氣體回收，殘存氣體必須用真空泵抽出，使斷路器內真空度低于133.33Pa。

　　⑵ 斷路器內充入合適壓力的高純度的氮氣(純度在99.99%以上)，然后放空，反復兩次，以盡量減少內部殘留的SF6 氣體及其生物。

　?、?解體檢修時，環(huán)境的空氣相對濕度不得大于80%，工作場所應干燥、清潔，并應加強通風；檢修人員應穿尼龍工作衣帽，戴防毒口罩、風鏡，使用乳膠薄膜手套；工作場所嚴禁吸煙工作間隙應清洗手如面部，重視個人衛(wèi)生。

　?、?斷路器解體中發(fā)現(xiàn)容器內有白色粉末狀的分解物時，應用吸塵或柔軟衛(wèi)生紙拭凈，并收集在密封的容器中深埋，以防擴散。切不可用壓縮空氣吹或用其他使粉末飛揚的方法清除。

　?、?斷路器的金屬部件可用清洗劑或汽油清洗。絕緣件應用無水酒精或丙酮清洗。密封件不能用汽油或氯仿清洗。一般應全部換用新的。

　?、?與SF6 氣體接觸的零部件及密封圈可涂一薄層HL#8 或HL#10 聚四氟乙烯潤滑脂密封圈外側法蘭面應涂中性凡土林或#2 防凍脂。引進的國外產品應根據(jù)使用說明書的要求選用適當油脂。法蘭拼命縫隙及法蘭連接螺絲等處應涂703密封膠密封。

　?、?斷路器容器內的吸附劑應在解體檢修時更換，換下的吸附劑應妥善處理防止污染擴散。新?lián)Q上的吸附劑應先在200～300℃的烘箱中烘燥處理12 小時以上，待自然冷卻后立即裝入斷路器，要盡量減少在空氣中的暴露時間。吸附劑的裝入量為充入斷路器的SF6 氣體質量的1/10。

　?、?斷路器解體后如不及時裝復，應將絕緣件放置在烘箱或烘間內以保持干燥。

　　三、真空斷路器

　　真空斷路器的靜觸頭和動觸頭均放置在真空的玻璃泡中，因而熄弧快，觸頭不致氧化，適合于頻繁操作，也沒有變壓器油的火災危險性。但由于真空度要求為10 負四次平方mmHg 以上，所以密封比較困難，主要用于操作頻繁的配電系統(tǒng)上。

　　1、 戶內真空斷路器的應用與維護

　　真空斷路器具有結構緊湊、體積小、重量輕、壽命長、維護量小、防燃、防爆和適于頻繁操作等優(yōu)點，目前在中壓開關特別是10 kV 戶內產品中占絕對優(yōu)勢。國內產品的機械壽命和可靠性還比較低。目前還存在型號繁雜，生產企業(yè)眾多，生產水平參差不齊，不少廠家規(guī)模過小、裝備水平低、管理不善、產品質量分散性大、不夠穩(wěn)定等問題。

　　2、 真空斷路器應用中存在的技術問題操作過電壓

　　真空斷路器在操作時往往會產生較高的截流過電壓和電弧重燃過電壓，在運行管理中，需從技術上防止和抑制過電壓，如適當加大觸頭開距，以抑制電弧重燃過電壓，裝設性能較好的金屬氧化物避雷器或阻容保護裝置進行預防等。

　　3、 真空滅弧室的漏氣問題

　　隨著真空滅弧室使用時間的增長和開斷次數(shù)增多，以及受外界因素的作用，其真空度會逐步下降，影響它的開斷能力和耐壓水平。目前，普遍使用縱向磁場滅弧原理和銅鉻觸頭材料，以減少觸頭燒損，提高電氣壽命。但如果導電桿同心度調整不當，將影響真空滅弧室的封接強度，導致漏氣。為了保證同心度的調整，合理的選擇使用和儲存環(huán)境，是解決真空滅弧室漏氣問題的重要措施。

　　4、 合閘彈跳

　　在斷路器合閘時，觸頭剛接觸直至觸頭穩(wěn)定接觸瞬間為止的時間稱為合閘彈跳時間，實踐及理論分析均表明，它是影響滅弧室電壽命的重要因素。但由于其遠小于合閘過程中電弧燃燒時間，一定范圍內的彈跳最主要的危害是加速觸頭的摩損，導致滅弧室電壽命的縮短。合閘彈跳是由于動靜觸頭的非彈性碰撞引起的，彈跳值大小與諸多因素有關，如觸頭彈簧的彈力、合閘速度、開距、觸頭材料、安裝、調試質量、零部件的加工精度等等。

　　5、 溫升

　　真空斷路器的回路電阻是產生溫升的主要熱源，而滅弧室的回路電阻通常要占回路電阻的50%以上。觸頭與外殼之間的真空形成了熱絕緣，因而產生的熱量只能通過動、靜導電桿向外部散熱。真空滅弧室靜端直接與靜支架相連，動端則通過導電夾、軟連接與動支架相連。因動端連接環(huán)節(jié)較多，導熱路徑較長，所以溫升的最高點多集中于動導電桿與導電夾搭接部位。在實際應用中，應結合過載能力差的特點，嚴格控制負荷電流，使其低于額定電流。

　　6、 真空斷路器的維護

　?、?重視機械參數(shù)的調整。操動機構在真空斷路器機械結構中是最為復雜、精度要求最高的部分，機械參數(shù)的合理配置，直接關系到真空斷路器的技術性能和機械壽命。因此，要認真做好機械參數(shù)的調試工作，嚴格機械參數(shù)指標要求，規(guī)范備品備件管理和儲存，保證備品備件的技術性能指標和質量的一致性、通用性和可靠性。

　?、?嚴格控制真空斷路器的合、分閘速度，按照產品說明書的要求進行調節(jié)。合閘速度過低時，會由于預擊穿時間加長，而增大觸頭的磨損量。又由于真空滅弧室一般采用銅焊工藝，并且經(jīng)高溫下去氣處理，機械強度不高，耐振性差。如果合閘速度過高會造成較大的振動，對波紋管產生較大的沖擊，降低波紋管壽命。對一定結構的真空斷路器有著最佳合閘速度。

　?、?真空斷路器斷路時的燃弧時間短，其最大燃弧時間不超過1.5 個工頻半波，并要求電流第一次過零時，滅弧室要有足夠的絕緣強度，通常希望斷路時在工頻半波內觸頭的行程達到全行程的50%～80%，因此，需要嚴格控制開關的分閘速度。要求真空斷路器的分閘緩沖器與合閘緩沖器有較好的特性，盡量減輕沖擊力，以保護真空滅弧室的使用壽命。

　　⑷ 嚴格控制觸頭行程和超程。要嚴格按照產品安裝說明書要求進行調整。在大修后一定要進行測試，并且與出廠記錄進行比較。不能誤以為開距大對滅弧有利，而隨意增加真空斷路器的觸頭行程。否則會使得斷路器合閘在波紋管產生過大的應力，引起波紋管損壞，破壞滅弧室密封，從而造成漏氣。超行程的減少，就是觸頭的磨損量。因此，每次調整超過行程時必須進行記錄，當觸頭磨損量累計超過4 mm 時，應更換滅弧室。當觸頭磨損使動、靜觸頭接觸不良時，通過回路電阻的測試也可以發(fā)現(xiàn)問題。應仔細檢查觸頭彈簧，不應有變形損傷現(xiàn)象。

　?、?定期檢查滅弧室的真空度。定期進行工頻耐壓試驗（42 kV）。根據(jù)“電力設備預防性試驗規(guī)程”的規(guī)定，結合本單位的實際情況，制定真空斷路器的工頻耐壓試驗周期。經(jīng)驗證明滅弧室由于工藝的缺欠致使超出自然泄漏率的現(xiàn)象一般發(fā)生在使用第1~2 年，因而在開始運行頭兩年根據(jù)變電所的具體情況多加監(jiān)視，最好在真空斷路器投運后0.5 年、1 年、1.5 年、2 年進行一次工頻耐壓試驗，2 年后根據(jù)運行情況再決定一年一次還是一年兩次。目前，由于現(xiàn)場不拆卸測試真空度的儀器尚不夠完善，工頻耐壓還是檢測真空度較為有效的方法。

　　有條件時，可選用真空度現(xiàn)場測試儀，在不拆卸真空滅弧室的情況下檢測真空滅弧室的真空度。在進行工頻耐壓試驗的同時配合進行真空度檢測，作為輔助手段。目前市場上已有幾種不同型號的真空度現(xiàn)場測試儀供用戶選用。

　　⑹ 合理安排真空斷路器的檢修周期。結合季節(jié)（年度）性預防性試驗對真空滅弧室斷口采用工頻耐壓方法檢驗真空度。

　　在正常操作（合、分負荷電流）次數(shù)達到2000 次，開斷額定電流10 次后應檢查各部位的螺栓有無松動。檢查方法和要求按真空斷路器的維修檢查要求進行，若符合規(guī)定的技術參數(shù)，可繼續(xù)使用。

　　⑺ 注意安裝和維修。真空滅弧室允許儲存期限為15～20 年，因此，備品不宜過多，存放和使用環(huán)境中應無化學腐蝕性氣體存在。調試觸頭開距時，應控制波紋管的壓縮量，防止波紋管發(fā)生塑性變形，分閘緩沖器的回彈不應過大，過大會影響波紋管的壽命。裝調時如果發(fā)現(xiàn)螺紋配合不良，應查明原因后再處理，不要用很大力氣擰動真空滅弧室，防止波紋管受到損傷。二次回路的接線、輔助開關的接觸應完好，以免影響斷路器動作的可靠性。

　　⑻ 檢查測量每相主導電回路的電阻值。觸頭接觸電阻與觸頭間的壓力有關，在一定范圍內，壓力越大，接觸電阻越小越穩(wěn)定。一般真空斷路器每相的接觸電阻不要大于80 mΩ。檢查傳動部分的潤滑情況和緊固螺栓有無松動，保持清潔，按機械說明書進行各項操作。注意保護真空滅弧室不受任何外力碰撞。

　　⑼ 嚴格進行交接驗收。安裝完畢或大修理后，必須進行有關參數(shù)的測試和復核。

　　主要復測的參數(shù)有：合閘彈跳，分閘同期，開距，壓縮行程，合、分閘速度，合、分閘時間，直流接觸電阻，斷口絕緣水平，傳動驗收試驗等，均應滿足真空斷路器的要求。

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