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W32-12真空斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理

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真空斷路器的生產(chǎn)廠家比較多，型號也較繁雜。按使用條件分為戶內(nèi)（ZN—）和戶外（ZW—）兩種類型。主要由框架部分，滅弧室部分(真空泡)，和操動機(jī)構(gòu)部分組成。    下面以浙江皖開電力科技有限公司生產(chǎn)的ZW32—12型戶外高壓真空斷路器為例，說明其結(jié)構(gòu)與工作原理。   

1.   斷路器本體結(jié)構(gòu)一    斷路器本體部分由導(dǎo)電回路，絕緣系統(tǒng)，密封件和殼體組成。整體結(jié)構(gòu)為三相共箱式。其中導(dǎo)電回路由進(jìn)出線導(dǎo)電桿，進(jìn)出線絕緣支座，導(dǎo)電夾，軟連接與真空滅弧室連接而成。   

2.   操作機(jī)構(gòu) 此機(jī)構(gòu)為電動儲能，電動分合閘，同時具有手動功能。整個結(jié)構(gòu)由合閘彈簧，儲能系統(tǒng)，過流脫扣器，分合閘線圈，手動分合閘系統(tǒng)，輔助開關(guān)，儲能指示等部件組成。   

3.工作原理                                 

 真空斷路器利用高真空中電流流過零點時，等離子體迅速擴(kuò)散而熄滅電弧，完成切斷電流的目的。

4.動作原理    儲能過程：當(dāng)儲能電機(jī)14接通電源時，電機(jī)帶動偏心輪轉(zhuǎn)動，通過緊靠在偏心輪上的滾子10帶動拐臂9及連板7擺動，推動儲能棘爪6擺動，使棘輪11轉(zhuǎn)動，當(dāng)棘輪11上的銷與儲能軸套32的板靠住以后，二者一起運動，使掛在儲能軸套上32上的合閘彈簧21拉長。儲能軸套32由定位銷13固定，維持儲能狀態(tài)，同時，儲能軸套32上的拐臂推動行程開關(guān)5切斷儲能電機(jī)14的電源，并且儲能棘爪被抬起，與棘輪可靠脫離。    合閘操作過程：當(dāng)機(jī)構(gòu)接到合閘信號后（開關(guān)處于斷開，已儲能狀態(tài)），合閘電磁鐵15的鐵心被吸向下運動，拉動定位件13向逆時針方向轉(zhuǎn)動，解除儲能維持，合閘彈簧21帶動儲能軸套32逆時針方向轉(zhuǎn)動，其凸輪壓動傳動軸套30，帶動連板29及搖臂27運動，使搖臂27扣住半軸25，使機(jī)構(gòu)處于合閘狀態(tài)。此時，連鎖裝置28鎖住定位件，使定位牛不能逆時針方向轉(zhuǎn)動，達(dá)到機(jī)構(gòu)聯(lián)銷的目的，保證了機(jī)構(gòu)在合閘位置不能合閘操作。    分閘操作過程：斷路器合閘后，分閘電磁鐵接到信號，鐵芯吸合，分閘脫扣器19中的頂桿向上運動，使脫扣軸16轉(zhuǎn)動，帶動頂桿18向上運動，頂動彎板26并帶動半軸25向反時針方向轉(zhuǎn)動。半軸25與搖臂27解扣，在分閘彈簧的作用下，斷路器完成分閘操作。    四.斷路器的調(diào)試    開距與超行程    斷路器的開距與超行程的測量可以根據(jù)圖三所示，在分合閘狀態(tài)測量出的X值之差為斷路器的開距，Y值之差為斷路器的超行程。調(diào)整的方法為放長或縮短絕緣操作桿3或機(jī)構(gòu)與主軸的連桿。   

5.分合閘機(jī)構(gòu)調(diào)整   

6.1.      搖臂27與半軸25的扣接量為1.5~2.5mm,可以通過調(diào)整螺釘24來實現(xiàn)。   

7. 2.      傳動軸套30轉(zhuǎn)動最大角時，搖臂27與半軸間要有1.5~2mm的間隙，以保證傳動軸套回落到合閘位置時，搖臂27能自動扣接到半軸25上，可以通過螺釘31的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。   

8.3.      輔助開關(guān)2的轉(zhuǎn)換應(yīng)準(zhǔn)確可靠，可以通過調(diào)整輔助開關(guān)2的拐臂3位置及位桿4的長短來實現(xiàn)。   

9.4.      在儲能過程中，當(dāng)棘爪到達(dá)最后一個齒的最高點時，應(yīng)能保證儲能軸套32上的拐臂使行程開關(guān)的觸點可靠切換，切斷電機(jī)電源，可以通過調(diào)整行程開關(guān)5的上下前后位置來實現(xiàn)。   

10.5.      調(diào)整分閘合閘彈簧的預(yù)拉長度，保證斷路器的可靠分合，且分合閘速度達(dá)到規(guī)定值。    五.斷路器的控制回路    在我省的農(nóng)網(wǎng)35KV標(biāo)準(zhǔn)化變電站中，采用了控制母線和合閘母線分開的原則。在這里，我建議把控制回路做一點小改進(jìn)。

11. 在短路器的輔助常閉接點與合閘線圈之間，把斷路器儲能行程開關(guān)的一對常開接點串聯(lián)進(jìn)控制回路。這樣，在斷路器未儲能的情況下，將不能進(jìn)行合閘操作。防止了在斷路器未儲能的情況下合閘，合閘回路保持，燒毀合閘線圈。    同時，在接線的過程中，要注意儲能行程開關(guān)接點中合閘母線與控制母線的極性要一致，防止出現(xiàn)在開關(guān)蓄能時，合閘回路的電弧擊穿行程開關(guān)，造成控制保險的熔斷或控制空氣開關(guān)的掉閘。這一點在綜合自動化變電站上要特別注意。

二：真空中電弧的形成與熄滅    真空電弧和我們以前學(xué)習(xí)的氣體電弧放電現(xiàn)象有很大的差別，氣體的游離現(xiàn)象不是產(chǎn)生電弧的主要因素，真空電弧放電是在觸頭電極蒸發(fā)出來的金屬蒸汽中形成的。同時，開斷電流的大小不同，電弧表現(xiàn)的特點也不同。我們一般把它分為小電流真空電弧和大電流真空電弧。    1.小電流真空電弧    觸頭在真空中開斷時，產(chǎn)生電流和能量十分集聚的陰極斑點，從陰極斑點上大量地蒸發(fā)金屬蒸汽，其中的金屬原子和帶電質(zhì)點的密度都很高，電弧就在其中燃燒。同時，弧柱內(nèi)的金屬蒸汽和帶電質(zhì)點不斷地向外擴(kuò)散，電極也不斷的蒸發(fā)新的質(zhì)點來補(bǔ)充。在電流過零時，電弧的能量減小，電極的溫度下降，蒸發(fā)作用減少，弧柱內(nèi)的質(zhì)點密度降低，最后，在過零時陰極斑消失，電弧熄滅。有時，蒸發(fā)作用不能維持弧柱的擴(kuò)散速度，電弧突然熄滅，發(fā)生截流現(xiàn)象。    2.大電流真空電弧    在觸頭斷開大的電流時，電弧的能量增大，陽極也嚴(yán)重發(fā)熱，形成很強(qiáng)的集聚型的弧柱。同時，電動力的作用也明顯了，因此，對于大電流真空電弧，觸頭間的磁場分布就對電弧的穩(wěn)定性和熄弧性能有決定性的影響。如果電流太大，超過了極限開斷電流，就會造成開斷失敗。此時，觸頭發(fā)熱嚴(yán)重，電流過零以后仍然蒸發(fā)，介質(zhì)恢復(fù)困難，不能斷開電流。   

三：真空的絕緣特性   

真空具有很強(qiáng)的絕緣特性，在真空斷路器中，氣體非常稀薄，氣體分子的自由行程相對較大，發(fā)生相互碰撞的幾率很小，因此，碰撞游離不是真空間隙擊穿的主要原因，而在高強(qiáng)電場作用下由電極析出的金屬質(zhì)點才是引起絕緣破壞的主要因素。    真空間隙中的絕緣強(qiáng)度不僅與間隙的大小，電場的均勻程度有關(guān)，而且受電極材料的性質(zhì)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。    電極材料對擊穿電壓的影響主要表現(xiàn)在材料的機(jī)械強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度）和金屬材料的熔點上�？估瓘�(qiáng)度和熔點越高，電極在真空下的絕緣強(qiáng)度越高。    實驗表明，真空度越高，氣體間隙的擊穿電壓越高，但在10-4托以上，就基本保持不變了，所以，要保持真空滅弧室的絕緣強(qiáng)度，其真空度應(yīng)不低于10-4托。   

 

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