真空断路器机械特性的探讨

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1、真空断路器机械特性的探讨摘要：断路器是关系到电网稳定运行和用电可*性的前提保障，它的性能关系到电网的每一刻运行。本文分别从不同分合闸速度、合闸弹跳、合分闸时间、同期及反弹等五个方面对真空断路器机械特性进行了有意义的探讨。关键词：真空断路器；机械；特性前言自1992年电力部门推广使用真空断路器起，仅过了13年，我国已从少油断路器过渡到真空断路器。从目前的使用状况来看[1]，抽查中暴露的主要问题表现之一就是产品机械特性的缺陷，如触头行程、平均分、合闸速度等实测值超出产品技术条件的规定范围。显然，为了提高其产品的质量，对断路器机械

2、特性的主要技术参数进行有意义的探讨是必要的。1．分、合闸速度真空断路器对分闸速度是有一定要求的，因为它影响燃弧时间和弧后介质强度的恢复速度。不同型号的真空断路器速度特性曲线形状有差别，但变化大致相同，而且其曲线是唯一的。由于加工质量和装配中的差异，同种真空断路器合闸前段和分闸后段会有不同，但合闸后段和分闸前段应当差异很小。凸轮被空转储能簧拉动直至与滚子接触前的一段，这一段是空转。理论上如无空转则真空灭弧室运动端速度从零开始（实际中为保证机构出力特性都有空转角度）。按照动量守恒定律，空转角度变大初速度提高。如CT19空转角度在

3、8.396°-17.135°之间。尽管对初速度影响不大，但对全行程所用时间影响却不小。因为走过前1—2mm空程所用时间占全行程时间的30%-40%。对于分闸后段的速度差异则视缓冲特性而定。其中分闸弹簧在全部分闸过程中都起作用，不仅影响断路器的刚分速度，而且还影响最大分闸速度分闸弹簧的力越大，释放能量越多，则刚分速度和最大速度越大。触头弹簧只在超行程阶段起作用，因此对刚分速度有直接影响。而且，触头本身的弹性及静触头系统的支撑部分的刚性也对分闸速度尤其是刚分速度有很大影响。通常，具体速度的大小是通过试验进行测定的。2．合闸弹跳目

4、前，真空断路器均采用对接式触头，且合闸速度较高，触头在合闸时就可能产生弹跳。由于弹跳不但会使触头熔焊，产生过电压，而且还会使波纹管受强迫振动而出现裂纹，导致灭弧室漏气，所以合闸弹跳越小越好。（1）合闸弹跳定义断路器在合闸时触头刚接触直至触头稳定接触瞬间为止的时间。所有直读数据的开关特性测试仪都是按照这个定义来设计制造的。影响灭弧室电寿命的是电弧，而电弧只有在动静触头不接触时才会产生，在动静触头接触时不会产生。大量实践及理论分析均表明，真正对真空的电寿命有影响的因素是：合闸过程中，触头刚接触直至触头稳定接触瞬间为止，这期间的触

5、头断开时间。（2）合闸弹跳的危害合闸弹跳是真空断路器机械特性的一种重要参数，在合闸弹跳过程中，触头断开距离小，电弧不会熄灭，导致触头电磨损加重，从而影响灭弧室的电寿命，但由于其存在时间较短，远小于合闸过程中电弧燃烧时间。在一定范围内的弹跳最主要的危害在于加速了灭弧室触头的摩损，从而导致灭弧室电寿命的缩短。（3）解决合闸弹跳的对策　弹跳对真空灭弧室电寿命的危害到底有多大?在合闸过程中，由于动静触头的非弹性碰撞引起弹跳，弹跳值大小与诸多因素有关，如触头弹簧的弹力、合闸速度、开距以及真空断路器的触头材料等等，安装、调试质量、零部件

6、如铝支座、灭弧室、轴销、换向器的加工精度都影响真空断路器合闸弹跳时间的长短。为了把合闸弹跳减小到规定范围内，通常采取以下措施：　（a）提高配件的加工精度，使铝支座与轴、换向器与钢销、轴等紧密配合，减小间隙。　（b）加强装配工艺质量控制，提高装配工艺质量，在真空断路器装配过程中，注意安装合理，不使真空灭弧室受到额外应力，调整导向管的位置，使灭弧室动触头运动轨迹，在灭弧室的轴心上，真空灭弧室动触头活动自如，无任何卡涩现象。　（c）适当加大触头超程弹簧预压力。通过采取以上措施，可以基本上有效地控制弹跳时间。3．合、分闸时间从定义来

7、看，合闸时间是指从接到合闸指令瞬间起到所有极触头都接触瞬间的时间间隔定义为高压断路器合闸时间。而分闸时间则定义为从开关分闸操作（即接到分闸指令瞬间）起到所有极触头分离瞬间的时间间隔。这对系统的继电保护的设置提供了可*的保证。这在的产品中基本上都能够达到产品的技术条件标准。但也有例外，一般是机构装配中产生的问题如：大轴卡涩、合闸辅助开关行程过长或角度调整在死点等。总的来说时间问题这块相对稳定些。4．同期同期；定义为三相动触头与静触头最先合与最后合或最先分与后分之间的时间间隔。如果不同期大，会严重影响真空断路器开断过电流的能力，

8、影响断路器的寿命，严重时能引起断路器爆炸。不同型号的开关的不同期尽不相同，在常见的产品的不同期≤2ms，其具体的处理方法有：   (1)在保证行程、超行程的前提下，通过调整三相绝缘拉杆的长度使同期、弹跳测试数据在合格范围内；   (2)如果通过调整无法实现，则必须更换数据不合格相的真空泡，