10KV中压真空断路器全介绍

腊八节

12KV中压真空断路器

ABB（VD4）Eaton（E-VAC）GE（SecoVaciVB）Schneider（HVX）Simmens(3AE)

1：断路器总体介绍(GE为例)

周密的防护，抵御恶劣环境

●可用于高污秽环境：如尘埃、烟雾、湿热的使用环境

●可以用于低温使用环境：环境温度-15摄氏度~40摄氏度

技术领先，严密保障安全无忧的电力供应

●领先的真空电弧控制技术

●高度集成的模块化的操作机构

●高绝缘性能的固封极柱

●卓越的阻燃性能

●严格的测试方法

●全套国内开关柜解决方案

智能化为理念，为您带来可靠的电力解决方案

●易操作，易维护，高可靠

●完善、可靠的联锁机构，确保人身安全

●紧凑的设计符合节能环保的理念

●零部件的回收率高达80%以上，绿色环保

●整合智能化的继电保护、控制以及高精度的传感器

●友好的人机界面

●多种通讯协议的支持

●智能电网解决方案

使用环境和应用领域

●周围空气温度不高于+40℃，不低于-15℃（允许在-30℃）储运）

●海拔高度不大于m

●空气相对湿度

-24h内测得的相对湿度平均值不超过95%；

-24h内测得的水蒸气压力的平均值不超过2.2kPa；

-月相对湿度平均值不超过90%；

-月水蒸气压力平均值不超过1.8kPa；

●在高湿度环境下应注意防止凝露

●地震裂度不超过8度

●无火灾、爆炸、严重污秽、化学腐蚀及剧烈震动场所

固封真空断路器可以广泛应用与下列领域

●能源与基础设施：kV、kV变电站，一次配电，二次配电、轨道交通、机场、港口

●工业：冶金、石油石化、煤矿、水泥、造纸、水处理等

●商业楼宇和住宅：大、中建筑、数据、网络服务中心

技术革新

高性能真空灭弧室

●高性能纵向旋转磁场灭弧技术使电弧在动静触头表面的分布更加均匀，降低的电弧电压以及电弧电流，降低了触头的发热，提高了触头寿命

●高寿命的波纹管的机构和工艺上的优化设计以及断路器的机构，采用高缓冲结构和高传动性能的四连杆机构，降低了分合闸时对真空灭弧室和波纹管的冲击，增加了灭弧室的使用寿命

●采用单瓷壳结构，高性能的铜铬合金触头，利于长期操作

●先进的质量控制和检验设备，高洁净度的装配车间，确保了真空灭弧室的的质量和产品的质量一致性

高质量的固封极柱

●iVB智能固封式断路器的极柱采用原装进口树脂，通过先进的自动压力凝胶工艺(APG)，将灭弧室及上下触臂连接端子直接固封在环氧树脂的相柱里。

●大大减小了手工装配的工作量，最大限度的减少极柱装配过程中可能出现的误差，从而使断路器的可靠性得到进一步的提高

●APG技术消除了大型浇注件的表面缺陷和内应力，提高了材质的致密性、机电性和稳定性

●大大缩短了生产周期，具有优质、高效、节能、节材、污染小等一系列的优点

●真空灭弧室表面不受外部机械力和外部环境的影响（如灰尘、潮湿、污秽、高海拔、小动物等），进一步改善了电场的分布效果

可靠的操作机构

●采用全球广泛应用，并经过几十年实际运行检验的中压操作机构，丰富的运行经验为操作机构的可靠性提供了有力保证

●一体式操作机构结构紧凑，体积小，模块化设计更方便安装和维护

●根据不同真空断路器所需的操作功，在保持机构本体不变的情况下，机构储能弹簧可根据开断容量进行调整，这种设计使得操作机构的性能与灭弧室所需的触头压力及曲线运动更加匹配，降低了能耗，使断路器的性能更加完美

●操作机构采用一体式的弹簧操作机构，应用电气防跳方式，具有电动储能和手动储能两种功能，电机的储能时间小于15秒

智能化的继电保护和控制

●LCD屏幕显示和下拉式菜单

●可以显示所有参量

●用于监测断路器以及脱扣线圈的状态

●故障记录

●波形捕捉和数据记录

●触摸式按键

●手动自动复位切换

●量程插头

●继电器的输入输出

●支持Modbus和Profitbus通讯协议

●选配HMI通讯管理器，支持IEC通讯协议

高性能的电流传感器采用罗氏线圈

●线性度好，不饱和

●无二次开路危险

●安装方便，维修简单

标准及质量控制

固封式真空断路器产品设计符合标准

●IEC-《交流高压断路器》

●IEC-1《高压开关设备和控制设备标准用一般规范》

●GB-《高压交流断路器》

●GB/T22-《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》

●DL/T-《交流高压断路器订货技术条件》

●DL/T-《12kV～40.5kV高压真空断路器订货技术条件》

●DL/T-《高压开关设备和控制设备的共用技术要求》

●JB/T-《3.6～40.5kV户内交流高压真空断路器》

●GB/T－《电气继电器》

型式试验

●绝缘强度试验

●动热稳定试验

●机械寿命曲线

●温升试验

●机械寿命试验

●EMC电磁兼容实验

●开断容量试验

●电气寿命试验

严格系统化的出厂检验项目

●真空断口、相间及对地工频耐压试验

●分合闸回路的高低电压试验

●分合闸同期性

●分合闸时间

●弹跳时间

●回路电阻测量

●继电保护综合动作测试

●分合闸速度

●外观检测

1：断路器总体介绍(schneider为例)

HVX中压真空断路器系列

操作机构

采用单轴单盘簧操作机构。

三相独立的凸轮输出，为真空灭弧室提供最佳的特性配合。

传动机构一级输出和特有的轴承传动设计，最佳的传动效率，确保节能环保和机构稳定可靠

作用原理

通过电动马达或手动的摇柄，在蜗旋盘簧上储存能量。真空灭弧室的合、分闸运动是由凸轮控制完成的，在完成合闸之后，弹簧自动重新储能，为一个完整的自动重合闸循环储存所需的能量。

合、分闸保持机构，特殊的机构设计，吸收在快速合、分闸操作后的多余能量。

操动机构具有电动和手动两种储能装置。储能完成后，其相应的闭锁机构防止误操作。

真空灭弧室

施耐德电气的VG系列真空灭弧室采用最新计算机建模工具进行模拟，设计更优化。VG系列真空灭弧室，采用最新的完全一次封排技术，最大地减少了生产过程中人为的污染。

灭弧室专利设计和施耐德电气对真空灭弧室技术的透彻理解，使施耐德电气真空灭弧室以高稳定性、小体积，长寿命在中压真空领域独树一帜。

全固封极柱

全固封极柱是施耐德电气融百年设计和制造经验，经多年实践验证对中压产品的又一次贡献，通过固封技术，将真空灭弧室、一次回路和绝缘拉杆完全固封在一个环氧树脂的极柱内，实现了一次导电回路与外部的完全隔离。使极柱获得了最高的外部环境适应性，满足了断路器在恶劣的环境下正常运行的需求。

1：断路器总体介绍(ABB为例)

1：断路器总体介绍(simmens为例)

短路电流开断能力强

当真空灭弧室触头分离时，将产生真空电弧，当瞬态电流小于10kA时，电弧呈现为扩散型，电弧能够在交流电过零点时熄灭，而更高的电流会使真空电弧由扩散型转化为聚集型，聚集性电弧能量很大，造成触头局部发热，这样即使交流电过零点，触头因自身发热而产生热发射电子，电弧仍能维持，从而导致开断失败。

西门子真空灭弧室采用附加横向磁场和纵向磁场两种办法来对真空电弧进行控制，从而提升短路开断能力。横向磁场和纵向磁场的形成都是由触头座结构和形状决定的。

横向磁场是使聚集型的真空电弧在电磁力的作用下，沿触头燃弧面高速旋转，这样电弧根部出现的触头烧损均匀分布在整个燃弧区域内，避免触头自身过度发热，减轻触头烧损，从而大幅度提高了真空灭弧室的开断能力。

纵向磁场则是真空电弧受电磁力的限制，即使电流值很高，也能保持为扩散性电弧，不会收缩形成聚集型，这样触头表面烧损均匀，使真空灭弧室的开断能力大大提高，可靠开断短路电流高达80kA。

接触电阻小

使用了特殊的触头材料和特有的电极结构以及先进的触头表面处理工艺，能确保接触电阻值最小。因此温升也相应较低。

真空密封性好

高精度加工的零件采用先进的表面处理工艺，并使用了一次封排工艺，焊接质量可靠，使得真空灭弧室在整个寿命周期内部都保持良好的气密性。

截流值小

在开断小电流时，电弧在电流过零点前突然熄灭，会产生截流现象。从而产生较高的过电压对系统造成危害，因此应尽可能地降低截流值。

截流值的大小主要取决于所使用的触头材料，通过优化铜铬材料可以使平均截流值小于3A。

触头烧损小

由于真空中金属蒸汽等离子体具有良好的导电性能，开断过程中电弧电压低（仅20-V），电弧能量低，燃弧时间短，所以真空灭弧室触头烧损小、寿命长。

绝缘强度高

合理的灭弧室结构设计，先进的零件表面处理工艺确保了灭弧室具有高绝缘强度，其波纹状瓷壳设计增大了外沿面的爬电距离，具有较高的适应性。

在稳定状态下，灭弧室真空度高于10-4Pa，以保证真空灭弧室的绝缘强度。

开断容性电流C2级

断路器开端容性负载，最重要的就是开断是否产生重击穿，造成操作过电压。要研究断路器对电容负荷的开断性能，可以建立一个数学模型，建立微分方程求解其断口的恢复电压是否与开断电容电流的大小存在关系。开断短路电流可以认为是开断感性电流，功率因数较低，也用同样的方法去研究。实际中短路电流本身就很大，所以要对比断路器对不同性质负荷的开断能力，一般说法是开断容性负荷的能力与开断感性负荷的能力作为比较，而不是短路电流！

真空断路器切断变压器、电动机等感性负载时，将产生操作过电压。这是因为真空断路器优越的绝缘性能在电弧电流过零点前就被强行切断，引起感应过电压。以电感的电流不能突变，电容好象说电压不能突变，不过真空开关在切电容器组等大电容时，由于电容电荷过多，开断时出现重燃，也会产生重燃过电压。总之两者都有可能过电压，不过似乎第一种出现的几率要高一些。

断路器可以灭弧，它开断电流的原理是在电流过零时靠着灭弧介质的恢复强度大于电压的恢复强度来灭弧

中压配电系统中真空断路器广泛应用于投切电容器组。关合过程中会产生高频率涌流，其预击穿电弧会烧蚀触头表面并使触头发生熔焊；开断电容器组时，开断电流只有几百A，但是熔焊区会形成微突起甚至于破裂，触头两端会承受容性恢复电压Um(1-cosωt)，其峰值会达到2倍系统电压Um(开断单相电容器组)，这使真空断路器弧后偶尔会发生重击穿，甚至于开断电流过零几百ms后会发生延时重击穿现象。其原因与投切过程产生的高频涌流，开断电流，恢复电压密切相关。目前对击穿机理主要有两种解释：场致发射引发重击穿和微粒导致重击穿。

最大直流分量50%36%45%

短路电流中含有三种分量：

基波分量，又称工频周期分量；

直流分量，又称非周期分量；

其他频率的周期分量。

工频周期分量将从初值即起始次暂态电流，逐渐衰减最后趋于稳态值；直流分量和其他频率的周期分量将逐渐衰减至零。周期分量应该是50赫兹，是关于频率的一个说法吧。非周期分量不是50赫兹。发生变化了。因此用普通的CT是测不出来的。交流电网中的直流分量是指在交流电网中由于非全相整流负荷等原因引起的直流成分影响。直流成分会使电力变压器产生偏磁，从而引起一系列的影响和干扰。

例如，当kV直流输电线路单极接地时，会引起变电站主变压器的运行噪声和机械振动急剧增加。很多情况下电流是变化的，我们在考虑电流的作用是一般把他看做直流分量和交流分量的叠加，其中直流分量就是直那一部分可以认为是不变的量，而另一部分则是变化的那一部分量，由于直流和交流在一些性质上的差别，为了方便而把他们人为的分开来分析.

两相短路故障时候，系统有正序和负序分量。两相短路接地故障时，系统有正序负序和零序分量。短路电流里会有周期分量（交流分量）和非周期分量（直流分量）

E2M2C2级断路器的要求

作者介绍：李建利

广东优世联合控股集团股份有限公司-数据中心-运维经理；

DKV(DeepKnowledgeVolunteer)计划精英成员；UptimeInstitute认证AOS专家；

IDC资深电气工程师,丰富的行业经验；具有大型IDC项目能源架构和设计能力,参与多个大型T3/T4等级IDC项目全生命周期工作,并担任重要角色；

IDC思想库后续精彩分享：

『行业思想库』-来自社会各界知名专家思想

·定制化数据中心发展历程

§租用（改造）数据中心

§EPC模式

·自建定制化数据中心的关键环节

§相关建设资质和资源

§深化设计和造价

§招标采购管理

§主设备选型

§建设过程的关键点

§验收和交维

·自建数据中心的运维和运营

§运维（故障排查，巡检，故障响应和处理）

§运营（能耗，配件、人力等成本控制）

预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkcf/59.html