隔离开关的原理及其优越性能
时间:2010-07-20 09:10 作者:箱变电器 点击:

           高压隔离开关设备是电力系统中不可缺少的重要组成部分,随着电力技术的飞速发展与进步,城网改造、农网改造的需要,对高压开关设备的性能提出了更高的要求。比如:无油化、良好的开断性能、安全可靠、易于操作、无需或很少维护等。国内生产隔离开关的历史虽然很短,但其机械寿命从传统隔离开关的2000次跃增为20000次,各方面都比少油断路器更为先进可靠。为提高对隔离开关的认识,特以ZN28A、ZN63A系列开关为例,简要说明隔离开关的原理及其优越性能。
小电流真空电弧
          触头在真空中开断时,产生的电流和能量集聚在阴极斑点,从阴极斑点上大量的蒸发金属蒸汽,其中的金属原子和带电质点的密度都很高,电弧就在其中燃烧。同时,弧柱内的金属蒸汽和带电质点不断的向外扩散,电极也不断的蒸发新的质点来补充。在电流过零时,电弧的能量减小,电极的温度下降,蒸发作用减小,弧柱内的质点密度降低,最后,在过零时阴极斑消失,电弧熄灭。有时,蒸发作用不能维持弧柱的扩散速度,电弧将突然熄灭,发生截流现象。
真空的绝缘特性
           真空具有很强的绝缘特性,在真空断路器中,气体非常稀薄,气体分子的自由行程相对较大,发生相互碰撞的几率很小,因此,碰撞游离不是真空间隙击穿的主要原因,而在高强电场作用下由电极析出的金属质点才是引起绝缘破坏的主要因素。真空间隙中的绝缘强度不仅与间隙的大小、电场的均匀程度有关,而且受电极材料的性质及表面状况的影响较大。真空间隙在较小的距离间隙(2~3mm)情况下,有比空气与SF6气体高的绝缘特性,这就是真空断路器的触头开距一般不大的原因。电极材料对击穿电压的影响主要表现在材料的机械强度(抗拉强度)和金属材料的熔点上。
大电流真空电弧
           在触头断开大的电流时,电弧的能量增大,阳极也严重发热,形成很强的集聚型弧柱。同时,电动力的作用也更加明显了,因此,对于大电流真空电弧,触头间的磁场分布就对电弧的稳定性和熄弧性能有决定性的影响。如果电流太大,超过了极限开断电流,就会造成开断失败。此时,触头发热严重,电流过零以后仍然蒸发,介质恢复困难,不能断开电流。
真空中电弧的形成与熄灭
            真空电弧和我们以前学习的气体电弧放电现象有很大的差别,气体的游离现象不是产生电弧的主要因素,真空电弧放电是在触头电极蒸发出来的金属蒸汽中形成的。抗拉强度和熔点越高,电极在真空下的绝缘强度越高。实验表明,真空度越高,气体间隙的击穿电压越高,所以,要保证真空灭弧室的绝缘强度。同时,开断电流的大小不同,电弧表现的特点也不同,所以,我们一般把它分为小电流真空电弧和大电流真空电弧。

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