真空断路器迈向大容量化
时间:2010-06-26 14:35 作者:箱变电器 点击:

        电器工业近20年来,真空断路器有了很大的发展,这得益于真空断路器技术的进步。真空断路器技术的进步表现在大容量化、低过电压化、智能化和小型化。而这一进步又是由于真空技术、灭弧室技术的发展及采用新工艺、新材料及新操动技术的结果。触头材料还在不断发展,在CuBi和CuCr之后又出现了更好的CuTa等材料。触头材料的不断改进提高了开断性能,触头材料目前主要有两大体系:CuBi和CuCr。与CuBi相比,CuCr材料具有短路电流开断能力强、介质强度高、耐烧蚀、截流低等优点。触头材料直接影响截流水平,如CuBi材料的截流水平一般为10~12A,而CuCr材料将截流水平降至3~5A。
  这种技术除了可以作为传统电机技术的替代技术以外,还将为直流电机拓展更为广阔的发展和应用空间。如开发大容量直流电机代替高压直流输电网供电的交流同步发电机和换流站设备,不仅可以节省大量换流站的建设费用,还可大幅度降低变电损耗。开发低过电压触头材料,降低截流水平如所周知,真空断路器属“硬”开断特性。开断小电流时容易截流,引起过电压。这个问题曾是人们使用真空断路器最关心的问题。CuCr触头材料的使用,大大减少了截流值。但有些开断情况需要进一步减少截流值,以避免危险的过电压,如用真空断路器开断发生堵转或正在启动的电动机时,一般的解决办法是加装过电压吸收装置,如SiC、RC回路、ZnO避雷器等,最新的做法是开发低过电压触头材料,即不加任何过电压吸收装置而在触头材料上想办法,使之能降低过电压。 
  真空断路器的容量已有很大的提高,完全能满足电力发展的需要。目前,真空断路器的额定电流已达4000A,额定短路开断电流已高达12kV下63~70kA。东芝公司在实验室试制200kA。这些触头材料能有效地解决截流问题,可将截流值降低至1/10。但截流与大电流有矛盾。因此低过电压真空断路器一般做到7.2kV 20kA水平。
  真空断路器迈向大容量化,首先是由于触头结构的改进。触头结构的改进经历了平板触头——横磁场触头——纵磁场触头。平板触头的开断电流在8kA以下,横磁场触头将开断电流提高到40kA,而纵磁场触头又将开断电流大大提高,达到目前的63~80kA。纵磁场触头有两种结构型式;一种是用装在灭弧室外围的线圈产生纵磁场,另一种是触头本身的特殊结构产生纵磁常纵磁场时,电弧呈扩散形态分成许多细弧,均匀分布在整个触头表面。有利于提高开断电流和延长触头寿命。

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