户内真空高压真空断路器结构及原理

ZN65-12户内高压真空断路器
一. 概述 
断路器作为配电线路中的一个重要元件,承担着线路电力的接通、切断、故障保护等功能。真空断路器以其绝缘强度高,熄弧能力强,没有火灾和爆炸危险等诸多优点而受到电力部门的完全认可,在7.2kV~12kV范围内,真空断路器以占绝对优势,并在很短的时间内会完全取代油(或少油)断路器。   
九十年代以来,国外著名的公司纷纷推出新一代12kV真空断路器,如德国SIEMENS公司推出的3AH1~3AH5系列真空断路器,ABB公司推出的VD4型真空断路器,日本三菱公司推出的VK型真空断路器等等。它们显著的特点是:可靠性大为提高,尺寸小巧,外观精美,适合目前电力行业的发展要求。 
随着我国电力事业的大力发展,市场迫切需要在性能、可靠性、外观上接近但价格明显低于国外同类产品的真空断路器。根据这一趋势,我厂根据我国电力行业的要求和国际上真空断路器技术发展的最新发展趋势自行研制开发的ZN65A-12型新一代系列户内交流真空断路器,并通过甘肃省经济贸易委员会组织的专家鉴定。本断路器可以使用在交流50Hz (60Hz ),12kV 及以下的电力系统中。
ZN65A –12系列户内高压真空断路器符合GB1984、DL403、GB/T11022、IEC56等标准规定,并在国家高压电器质量监督检验中心和KEMA 试验站通过了严格的型式试验。 
二. ZN65A-12/T630 ̄4000-20 ̄63系列交流高压真空断路器技术参数(表1) 
表1 
数    值
序号 名称
单位 ZN65A -12/20 ZN65A -12/25 ZN65A -12/31.5 ZN65A -12/40 ZN65A -12/63
1
额定电压
kV 12 2 额定电流
A
630 1000 1250
1000 1250
1250
1600 2000 2500 1250 1600 2000 2500 3150
4000
1min 工频耐受电压 42 3 额定绝 缘 水平
冲击耐受电压
kV 75
4 额定短路开断电流 20 2
5 31.5 40 63 5 额定短路关合电流(峰值) 50 63 100(80) 130(100) 160
6 额定动稳定电流(峰值) 50 63 100(80) 130(100 160
7 额定热稳定电流(有效值)  kA 20
25 31.5
40 63 8 额定短路开断电流开断次数 次 50 30
20 9 额定短路开断电流的直流分量  ≥35%
≥40%
10
额定热稳定时间
s
4
数    值
序号          名称 单位 ZN65A -12/20 ZN65A -12/25 ZN65A -12/31.5 ZN65A -12/40 ZN65A -12/63
11 额定操作顺序  ★ ☆
12 机械寿命
次 20000 10000 13 额定单个电容器组开断电流 630  14 额定背对背电容器组开断电流    A 400
15 额定及最高电压下的分闸时间 ms 45±10 16 最低操作电压分闸时间 ms 60±10 17
额定及最高电压下的合闸时间
ms
50±10
45±10 注:(1) ★ 分-0.3s-合分-180s-合分    ☆ 分-180s-合分-180s-合分
(2)括号内参数为配SIEMENS 公司,无锡SIEMENS 公司,美国西屋公司真空灭弧室参数。
1. 断路器装配调整后,其机械特性参数应符合表2数据
表2
数    值 序号 名      称
单位
ZN65A - 12/20
ZN65A - 12/25
ZN65A - 12/31.5 ZN65A - 12/40
ZN65A - 12/63
1 触头开距 11±1
2 接触行程    3.5±0.5
3 相间中心距离 mm 210±1.45  250±1.45
275±2
4 合闸触头弹跳时间 ≤2
5 三相分闸同期性 ≤2
卤素管6 分闸时间 45±10
7 合闸时间
ms 50±10 45±10 8 平均分闸速度(0~6mm )    1.3±0.2
1.4±0.2 9 平均合闸速度 m/s
2.06.0±
1.2±0.2
rta 飞
化纤抽丝10 合闸触头
接触压力
N 2000 ±200
2400 ±200
3100 ±200 5000 ±500
7500 ±500 11空气源热泵热水系统
动、静触头累积允许磨损厚度
mm 
3
注:ZN65A-12/T4000-63平均合闸速度要求为合闸前6mm 的数值。 2. 储能电机(采用单相串激电动机),其技术数据见表3。 表3
型 号 额定电压 (V) 额定输入功率
(W) 正常工作电压范围
(V)
额定电压下储能时间
(s) HDZ-12060B DC110 AC110 200 85%∼110%额定电压 ≤15 HDZ-22060B DC220 AC220 200 85%∼110%额定电压 ≤15 HDZ-23080B
DC220
300
85%∼110%额定电压
≤15
3. 分合闸线圈技术数据见表4 表4
合闸线圈 分闸线圈 额定操作电压 (V) DC220 AC220 DC110 AC110 
DC220 AC220 DC110 AC110 20℃时线圈直流电阻 (Ω) 247(275) 
57.7 
247(275) 
57.7 
正常工作电压范围 
85%∼110%额定电压 
65%∼120%额定电压 
注:括号内数据为ZN65A-12/T4000-63所采用的合分闸线圈数值。 4. ZN65A-12/T4000-63(F )户内交流高压发电机断路器参数
序号 额  定  参  数 
参         数         值 
1 
额定电压                        kV 12 
相间、对地 42 1min工频耐受电压  (有效值)       kV                         
断口 50 相间、对地 
75 2 
额定绝缘水平(相间、对地、断口) 雷电冲击耐受电压  (峰值)      kV 
断口 
85 
3 辅助回路1min工频耐受电压            V 2000 4 额定频率                        Hz 50 5 额定电流                        A 4000 6 额定短时耐受电流                kA 63 7 额定峰值耐受电流                kA 176 8 额定短路持续时间                s 4 9 额定短路开断电流                kA 63 10 额定短路开断电流的直流分量 
≥75% 11 额定短路关合电流(峰值)          kA 176 
12 额定操作顺序 
合分—180s—合分 
13 额定失步开断电流                kA 31.5 14 额定负荷开、合次数              次 
100 
峰值电压           kV 
22 参考时间          μs 4.9 15 系统源预期瞬态恢复电压规定值 上升率         kV/μs 
4.5 
16 合闸时间                       ms 55±10 17 分闸时间                       ms 45±10 18 合闸弹跳时间                        ms   长效复合肥
≤2 19 三相合、分闸不同期性           ms             ≤2 20 合-分时间                      ms    100 21 额定开断时间                   ms ≤70 22 机械寿命                       次  10000 23 
动静触头允许磨损累计厚度       mm 
3 
三. 使用环境要求 
a. 周围空气温度上限不高于+40 °C、下限不低于-10°C;
b. 海拔不超过1000m。该产品使用在7.2kV系统中时,通过计算校核,使相对湿度应
控制在日平均值不大于95%,月平均值不大于90%;
c. 饱和蒸气压应控制在日平均值不大于  2.2×10−3MPa,月平均值不大于  1.8×
10−3MPa;
d. 安装地点应无经常性的剧烈震动;
e. 周围空气应不受腐蚀性或可燃性气体,水蒸汽的明显污染;
f. 安装场所应保持干燥、清洁。
四. 产品结构及工作原理 
1. 产品结构
1.1. 总体布置 
1.1.1.ZN65A-12/T630 ̄3150-20 ̄40型户内交流高压真空断路器的结构见图一: 
1.2.  结构简介 
1.2.1.断路器的操动机构和灭弧室分别布置在断路器的前后两面。操动机构和灭弧室共同布置在一个共用的框架上,使得整个断路器有着很好的结构刚度和传动机械效率。这种整体性的布置使得断路器能够具有稳定的机械特性和可靠的电气性能。 1.2.2.断路器的主导电回路布置在后半部。真空灭弧室通过高绝缘性能的支撑绝缘子支撑在断路器的基架上,上下垂直布置,灭弧室的固定端朝上,动端朝下。操动机构和灭弧室之间的传动连接布置在断路器的下部。灭弧室的下部设置有独特的动导电杆变直机构,通过这个变直机构把操动机构输出给灭弧室的机械运动变成沿着灭弧室动导电杆轴线方向的上下直线运动。为了确保灭弧室的动导电杆正确的运动方向,在每一相的变直
图      三 
1 合分指示   2 记数器   3 储能指示   4 产品铭牌 
 5 手动储能操作孔   6 手动分闸按钮  7手动合闸按钮 
机构里都设置了专门的动导电杆的导向装置。 
1.2.3.断路器的弹簧储能式操动机构布置在断路器的前半部。操动机构设计成清晰的,独立布置的四个功能单元,即合闸功能单元、分闸功能单元、传动功能单元和辅助功能单元。
a. 合闸功能单元的主体是一个机构箱。机构箱的输入部分是储能电机和手力储能轴的
轴端,电机或手力驱动能够使得断路器的合闸弹簧拉伸储能。机构箱的输出部分是驱动凸轮,当断路器的合闸电磁铁执行合闸指令时,电磁铁的动铁芯将使得储能弹簧的保持机构解体,由储能弹簧带动驱动凸轮进行合闸操作。
b. 分闸功能单元的主体是一个合闸保持机构。合闸保持机构的一端与断路器的传动主
轴发生关系,通过这一关系实现断路器合闸状态的有效保持。合闸保持机构的另一端是一个脱扣机构,当断路器的分闸电磁铁执行分闸指令时,这个脱扣机构能够在分闸电磁铁铁芯的驱动下可靠地使得合闸保持机构解体,完成断路器的分闸操作。
合闸保持机构的脱扣机构还可以接受手力驱动,实现断路器的手动分闸。
c. 传动功能单元是断路器连接操动机构和灭弧室的传动部分,主要包括传动主轴、分
闸弹簧、分闸缓冲器等结构件。传动功能单元负责把断路器操动机构的驱动输出传递给灭弧室的动导电杆,并且实现规定的机械特性参数。
数字均衡器d. 辅助功能单元主要由分、合闸电磁铁;辅助开关;二次引出接线端子等部分组成,
实现断路器操作所必需的与外部的接口。
下出线端在与外接触臂或导体相连接时需将动端软连接紧固在一起。
2. 灭弧室
本断路器采用陶瓷外壳灭弧室也可采用玻壳灭弧室。两种灭弧室具有相同的触头材料和纵磁场触头结构。使用陶瓷外壳灭弧室时还可以选用瓷壳外表带有伞裙的加大表面爬距的灭弧室,以提高产品抗污秽和抗凝露的能力。两种灭弧室都可以做到真空度不低于1.33×10-3Pa时正常贮存、使用年限不低于20年的基本要求,灭弧室的动作寿命都不低于断路器的机械寿命次数。

本文发布于:2024-09-22 17:23:23,感谢您对本站的认可!

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