概述

　　真空斷路器是指觸頭在真空中關合、開斷的斷路器。

　　真空斷路器最初由英、美研究,隨后發展到日本、德國和原蘇聯等其他國家。我國從1959年起開始研究真空斷路器的理論,到20世紀70年代初正式生產各類真空斷路器。真空滅弧室、操動機構、絕緣水平等制造技術的不斷創新和改進,使真空斷路器的發展極為迅速,在大容量、小型化、智能化及可靠性研究方面取得了一系列重大成果。

　　真空斷路器以具備良好的滅弧特性,適宜頻繁操作,電氣壽命長、運行可靠性高、不檢修周期長的優勢,在當今我國電力工業城鄉電網改造、化工、冶金、-鐵道電氣化以及礦山等行業得到了廣泛的應用。產品從過去的ZN1-ZN5幾個品種到現在數十個型號、品種,額定電流達到 4000A,開斷電流達到5OKA,甚至有63kA,電壓達到35kV等級。

　　下面將從真空斷路器的幾個主要方面看它的發展及特點,分別是真空滅弧室的發展、操動機構的發展、絕緣結構的發展。

真空滅弧室的發展及特點

真空滅弧室的發展

　　利用真空介質來熄滅電弧的設想在19世紀末就己提出,20世紀20年代制造出了最早的真空滅弧室。但是由于受真空工藝、材料等技術水平的限制,當時并未實現實用化。20世紀50年代以后,隨著新技術的發展解決了真空滅弧室制造中的很多難題,使真空開關逐漸達到實用水平。20世紀50年代中期美國通用電氣公司批量生產了額定開斷電流為12KA的真空斷路器。隨后在20世紀50年代末由于發展了具有橫向磁場觸頭的真空滅弧室,使額定開斷電流提高到3OKA的水平 o20世紀70年代后,日本東芝電氣公司研制成功了具有縱向磁場觸頭的真空滅弧室,使額定開斷電流又進一步提高到5OKA以上。目前真空斷路器己廣泛用于 1OKV、35kV配電系統中,額定開斷電流己能做到5OKA-100KAo有些國家還生產了72kV/84kV級的真空滅弧室,但數量不多。

　　近年來,我國真空斷路器的生產發展也很快。目前國內真空滅弧室的技術與國外產品不相上下,有采用縱向、橫向的磁場技術、采用中央引燃觸頭技術的真空滅弧室,Cu-Cr合金材料制成觸頭已成功地開斷5OKA、63kAo中國的真空滅弧室已達到較高的水平,真空斷路器完全可以選用國產的真空滅弧室。

真空滅弧室的特點

　　真空滅弧室是真空斷路器的關鍵部件,它是采用玻璃或陶瓷作支撐及密封,內部有動、靜觸頭和屏蔽罩,室內有負壓,真空度為133×10九133×lOJPa, 保證其開斷時的滅弧性能和絕緣水平。當真空度降低時,其開斷性能明顯降低,因此真空滅弧室不得受任何外力碰撞,嚴禁敲擊、手拍打,搬動及維護時不得受力o 禁止把任何東西放在真空斷路器上,以防止落下時打壞真空滅弧室。出廠前真空斷路器經過嚴格平行度檢查和裝配,維修時應緊固滅弧室的各螺栓,以保證其受力均勻。

　　真空斷路器在真空滅弧室內開斷電流并進行滅弧,而真空斷路器本身沒有定性、定量監測真空度特性的裝置,所以真空度降低故障為隱性故障,同時,真空度降低將嚴重影響真空斷路器開斷過電流的能力,并導致斷路器的使用壽命急劇下降嚴重時會引起開關爆炸。

　　綜上所述真空滅弧室存在的主要問題真空度降低。真空度降低的主要原因有以下幾點。

　　(1)真空斷路器是一個比較嬌嫩的元件,電子管廠出廠后,經過多次運輸顛簸、安裝震動、意外碰撞等,都有可能產生玻璃或陶瓷封接的滲漏。

　　(2)真空滅弧室材質或制作工藝存在間題,多次操作后出現漏點。

　　(3)分體式真空斷路器,如使用電磁式操作機構,在操作時,由于操作連桿的距離比較大,直接影響開關的同期、彈跳、超行程等特性加快真空度降低。

真空滅弧室真空度降低的處理方法:

　　經常觀察真空滅弧室定期使用真空開關真空度測試儀對真空滅弧室進行真空度的測量,確保真空滅弧室的真空度在規定范圍內;當真空度降低時,必須更換真空滅弧室,并做好行程、同期、彈跳等特性試驗。

操動機構的發展

　　操動機構是衡量真空斷路器性能優劣的重要方面之一,影響真空斷路器可靠性的主要原因就是操動機構的機械特性。根據操動機構的發展可分為以下幾類。

手動操動機構

　　靠于動直接合閘的操動機構稱為手動操動機構,它主要用來操動電壓等級低、額定開斷電流很小的斷路器。除工礦企業用戶外電力部門中手動機構已很少采用。手動操動機構結構簡單、不要求配備復雜的輔助設備及操動電源缺點是不能自動重合閘,只能就地操作,不夠安全。因此,手動操動機構已幾乎被手力儲能的彈簧操動機構所代替。

電磁操動機構

　　靠電磁力合閘的操動機構稱為電磁操動機構d配合國產ZN28-12型產品發展的有CD17型機構,結構上也采用與真空滅弧室前后布置的方式。

　　電磁操動機構的優點是機構簡單、工作可靠、制造成本低,缺點是合閘線圈消耗的功率太大,需要備價格昂貴的蓄電池、合閘電流較大、結構比較笨重、動作時間較長,市場占有量逐漸減少。