真空断路器合闸弹跳的危害性及其对策探讨

真空断路器合闸弹跳的危害性及其真空断路器合闸弹跳的危害性及其 对策探讨对策探讨 35kv 户内高压真空断路器通用技术条件 zbk97004 89 将 合闸弹跳定义为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 真正对真空开关的电寿命有影响 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 这期间的触头断开时间 供电部门在工程安装时 一般都 按 电气装置安装工程电气设备交接试验标准 gb50150 91 对设备进行验收 gb50150 91 第 11 0 7 条规定 真空断路器 合闸过程中 触头接触后弹跳时间不应大于 2ms 这也与实际 工作有差异 真空断路器分合电路的工作是由真空灭弧室来完 成的 开关的参数必须满足灭弧室的性能要求 如灭弧室要求 合闸速度为 0 4 1 0m s 开关的速度能够在 0 3 0 7m s 之间 那么配该型号灭弧室的真空断路器其合闸速度必须调整在 0 4 0 7m s 之间 同样 如果真空灭弧室合闸弹跳要求不大于 5ms 那么配该型号灭弧室的断路器其合闸弹跳的允许范围也 是不大于 5ms 是不是应将合闸弹跳一律定为不大于 2ms 是值 得探讨的 技术不断地在更新 在发展 标准也应不断地完善 新型触头材料抗熔焊性能极好 在发生熔焊时 熔焊点呈脆性 熔焊层机械强度小 破坏熔焊所需的力小于真空断路器的分闸 力 目前许多国外同类产品如日本东芝公司 10kv 断路器只要求 弹跳小于 10ms 新型触头材料的应用为合闸弹跳时间突破 2ms 创造了条件 目前许多真空灭弧室规定的合闸弹跳时间都大于 2ms 仅要求小于 3ms 甚至 5ms 合闸弹跳是真空断路器机械特性的一种重要参数 由于合 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 所以一般认为 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磨损 从而导 致灭弧室电寿命的缩短 在弹跳过程中 电流电弧没有熄灭 不会产生操作过电压 通过型式试验的情况看 断路器在经过 老炼后 或者在进行开断试验后 弹跳会有明显的改善 大量 的运行实践也表明 真空断路器在经过一段时间运行之后 由 于切合负荷电流 其灭弧室触头表面金属结构有了细微变化 其合闸弹跳时间显著减小 甚至消失 真空度 工频耐压水平 也有所提高 弹跳对真空灭弧室电寿命的危害到底有多大 曾有 1 台 zn23 35 真空断路器 是 1 台电容器开关 运行时间约 1 年 切合电容器 524 次 因外绝缘被破坏而报废 在分析故障原因 时我们打开了灭弧室 发现灭弧室动静触头均光洁如新 只在 动触头接触面外围有一约 3mm2 的熔融点 分析结果认为可能 是真空断路器在开断故障电流时所留 查阅此台断路器档案 投运前断路器该相弹跳为 3ms 弹跳波形为振荡式 测量该波 形 得到断路器在合闸弹跳过程中动静触头分开时间为 1 5ms 由于真空断路器与油断路器不同 在合闸状态没有插入 行程 而是 2 个平面依靠一定的压力结合在一起 所以合闸过 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 开距以及真空开 关的触头材料等 安装 调试质量 零部件如铝支座 灭弧室 轴销 换向器的加工精度也同样影响真空断路器合闸弹跳时间 的长短 为了把断路器的合闸弹跳时间减小到规定范围内 通 常采取以下措施 1 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 减小空程间隙 2 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的 力 调整导向管的位置 使灭弧室动触头的运动轨迹通过灭弧 室的轴心 真空灭弧室动触头活动自如 无任何卡涩现象 3 适度加大触头超程弹簧预压力 通过采取以上措施 可以有效地控制真空断路器合闸弹跳 时间 zn23 35 真空断路器由于触头面积大 行程长 合闸速度 快 冲量大 尤其是在配 ct10 型弹簧操作机构时 弹跳大而且 不易稳定 为了减小弹跳值 在真空断路器灭弧室静端如加设 蝶形簧等 能形成合闸缓冲 使合闸弹跳时间减小 但却带来 断路器工作不可靠的问题 在江苏盐城供电部门 调试人员反 映某大型开关厂生产的 zn23 35 真空断路器在安装前测试弹跳 值非常小 三相均只有 1ms 但一连上母排 弹跳就变得非常 大 达 10ms 以上 这是因为采用了静支座合闸缓冲的缘故 在安装前 缓冲效果明显 所以弹跳较小 但连接上母排以后 静端被固定 失去了缓冲效果 导致弹跳加剧 一般情况下 进行机械特性试验都拆除了母线 所以这种情况较隐蔽 不易 被察觉 在加了合闸缓冲装置以后 合闸过程中静触头不再是 刚性的 静触头随动触头运行距离加大 灭弧室抖动幅度随之 增大 这样极有可能造成灭弧室外壳破裂 而且在开断故障电 流时 故障电流所产生的巨大电动力 会造成灭弧室横向摆动 导致灭弧室损坏 从而引发断路器爆炸事故 靠降低断路器的 可靠性来保证合闸弹跳参数 延长本已足够长的真空断路器的 电寿命 是得不偿失的 我国已有 20 多年的真空断路器运行经验 从国内真空断路 器运行情况来看 由于真空断路器寿命终结而发生故障的并不 多见 从运行情况来看 国产真空断路器最大的问题是可靠性 差 尤其是机械故障率高 大量资料表明 国产真空断路器各 项参数如电寿命等均已达到甚至超过国外同类产品 唯有可靠 性与外观与国外产品仍有相当大的差距 断路器的高可靠性是 国产断路器必须奋起直追的首要目标 在断路器的可靠性问题 解决之前 过长的电寿命是一种不必要的浪费 因而弹跳问题 要解决 但首先必须设法提高国产真空断路器的可靠性 目前 国产的 10kv 系列真空断路器和配电磁机构的 35kv 真空断路器 由于采取了一系列技术措施 经过不断地完善和发展 其可靠 性极高 各项性能指标包括合闸弹跳时间在内 都十分稳定 配 ct10 型弹簧操作机构的 35kv 真空断路器 由于操作机构的 设计和生产的质量问题 机械故障率高 可靠性低 尤其合闸 弹跳时间长 难以调整 且不稳定 是所有断路器生产厂在生 产该