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真空斷路器合閘彈跳的危害性及其對策探討
《35kV戶內高壓
真空
斷路器
通用技術條件》(ZBK97004—89)將合閘彈跳定義為
斷路器
在合閘時觸頭剛接觸直至觸頭穩定接觸瞬間為止的時間。所有直讀數據的開關特性測試儀都是按照這個定義來設計制造的。影響滅弧室電壽命的是電弧,而電弧只有在動靜觸頭不接觸時才會產生,在動靜觸頭接觸時不會產生。大量實踐及理論分析均表明,真正對
真空
開關的電壽命有影響的因素是:合閘過程中,觸頭剛接觸直至觸頭穩定接觸瞬間為止,這期間的觸頭斷開時間。供電部門在工程安裝時,一般都按《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》(GB50150—91)對設備進行驗收,GB50150—91第11.0.7條規定:
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斷路器
合閘過程中,觸頭接觸后彈跳時間不應大于2ms,這也與實際工作有差異。
真空
斷路器
分合電路的工作是由
真空
滅弧室來完成的,開關的參數必須滿足滅弧室的性能要求,如滅弧室要求合閘速度為0.4~1.0m/s,開關的速度能夠在0.3~0.7m/s之間,那么配該型號滅弧室的
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其合閘速度必須調整在0.4~0.7m/s之間,同樣,如果
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滅弧室合閘彈跳要求不大于5ms,那么配該型號滅弧室的
斷路器
其合閘彈跳的允許范圍也是不大于5ms。是不是應將合閘彈跳一律定為不大于2ms是值得探討的。技術不斷地在更新,在發展,標準也應不斷地完善,新型觸頭材料抗熔焊性能極好,在發生熔焊時,熔焊點呈脆性,熔焊層機械強度小,破壞熔焊所需的力小于
真空
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的分閘力。目前許多國外同類產品如日本東芝公司10kV
斷路器
只要求彈跳小于10ms,新型觸頭材料的應用為合閘彈跳時間突破2ms創造了條件。目前許多
真空
滅弧室規定的合閘彈跳時間都大于2ms,僅要求小于3ms,甚至5ms。 合閘彈跳是
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斷路器
機械特性的一種重要參數,由于合閘彈跳過程中,觸頭斷開距離小,電弧不會熄滅,導致觸頭電磨損加重,從而影響滅弧室的電壽命,但由于其存在時間較短,遠小于合閘過程中電弧燃燒時間,所以一般認為,在一定范圍內的彈跳*主要的危害在于加速了滅弧室觸頭的磨損,從而導致滅弧室電壽命的縮短。在彈跳過程中,電流電弧沒有熄滅,不會產生操作過電壓,通過型式試驗的情況看,
斷路器
在經過老煉后,或者在進行開斷試驗后,彈跳會有明顯的改善。大量的運行實踐也表明,
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斷路器
在經過一段時間運行之后,由于切合負荷電流,其滅弧室觸頭表面金屬結構有了細微變化,其合閘彈跳時間顯著減小,甚至消失,
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度、工頻耐壓水平也有所提高。 彈跳對
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滅弧室電壽命的危害到底有多大?曾???1臺ZN23-35
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斷路器
,是1臺電容器開關,運行時間約1年,切合電容器524次,因外絕緣被破壞而報廢。在分析故障原因時我們打開了滅弧室,發現滅弧室動靜觸頭均光潔如新,只在動觸頭接觸面外圍有一約3mm2的熔融點,分析結果認為可能是
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斷路器
在開斷故障電流時所留。查閱此臺
斷路器
檔案,投運前
斷路器
該相彈跳為3ms,彈跳波形為振蕩式,測量該波形,得到
斷路器
在合閘彈跳過程中動靜觸頭分開時間為1.5ms。由于
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斷路器
與油
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不同,在合閘狀態沒有插入行程,而是2個平面依靠一定的壓力結合在一起,所以合閘過程中,由于動靜觸頭的非彈性碰撞引起彈跳。彈跳值大小與諸多因素有關,如觸頭彈簧的彈力、合閘速度、開距以及
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開關的觸頭材料等,安裝、調試質量,零部件如鋁支座、滅弧室、軸銷、換向器的加工精度也同樣影響
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合閘彈跳時間的長短。為了把
斷路器
的合閘彈跳時間減小到規定范圍內,通常采取以下措施: (1)提高配件的加工精度,使鋁支座與軸、換向器與鋼銷、軸等緊密配合,減小空程間隙?! ?2)加強裝配工藝質量控制,提高裝配工藝質量。在
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裝配過程中,注意安裝合理,不使
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滅弧室受到額外的力。調整導向管的位置,使滅弧室動觸頭的運動軌跡通過滅弧室的軸心,
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滅弧室動觸頭活動自如,無任何卡澀現象。 (3)適度加大觸頭超程彈簧預壓力。 通過采取以上措施,可以有效地控制
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合閘彈跳時間?! N23-35
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由于觸頭面積大、行程長,合閘速度快、沖量大,尤其是在配CT10型彈簧操作機構時,彈跳大而且不易穩定。為了減小彈跳值,在
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滅弧室靜端如加設蝶形簧等,能形成合閘緩沖,使合閘彈跳時間減小,但卻帶來
斷路器
工作不可靠的問題。在江蘇鹽城供電部門,調試人員反映某大型開關廠生產的ZN23-35
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在安裝前測試彈跳值非常小,三相均只有1ms,但一連上母排,彈跳就變得非常大,達10ms以上,這是因為采用了靜支座合閘緩沖的緣故。在安裝前,緩沖效果明顯,所以彈跳較小,但連接上母排以后,靜端被固定,失去了緩沖效果,導致彈跳加劇。一般情況下,進行機械特性試驗都拆除了母線,所以這種情況較隱蔽,不易被察覺。在加了合閘緩沖裝置以后,合閘過程中靜觸頭不再是剛性的,靜觸頭隨動觸頭運行距離加大,滅弧室抖動幅度隨之增大,這樣極有可能造成滅弧室外殼破裂,而且在開斷故障電流時,故障電流所產生的巨大電動力,會造成滅弧室橫向擺動,導致滅弧室損壞,從而引發
斷路器
爆炸事故??拷档?font color="#000000">斷路器的可靠性來保證合閘彈跳參數,延長本已足夠長的
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的電壽命,是得不償失的?! ∥覈延?0多年的
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運行經驗,從國內
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運行情況來看,由于
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壽命終結而發生故障的并不多見。從運行情況來看,國產
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*大的問題是可靠性差,尤其是機械故障率高。大量資料表明,國產
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各項參數如電壽命等均已達到甚至超過國外同類產品,唯有可靠性與外觀與國外產品仍有相當大的差距。
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的高可靠性是國產
斷路器
必須奮起直追的首要目標,在
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的可靠性問題解決之前,過長的電壽命是一種不必要的浪費,因而彈跳問題要解決,但首先必須設法提高國產
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的可靠性。目前國產的10kV系列
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和配電磁機構的35kV
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,由于采取了一系列技術措施,經過不斷地完善和發展,其可靠性極高,各項性能指標包括合閘彈跳時間在內,都十分穩定。配CT10型彈簧操作機構的35kV
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,由于操作機構的設計和生產的質量問題,機械故障率高,可靠性低,尤其合閘彈跳時間長,難以調整,且不穩定,是所有
斷路器
生產廠在生產該型
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時所遇到的共同問題。目前研制的ZN23-35配彈簧操作機構的改進型
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,操作機構與
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反力特性能很好地匹配,消除了配CT10型彈簧操作機械的ZN23-35
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存在的機構振動大,彈跳不穩定,機械故障率高等現象,有效提高了
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的可靠性。
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