1. 高压断路器触头间介质击穿电压是指
①电击穿:当电场强度超过某临界值时,电子从电场中获得的能量超过损耗能量,致使电子不断加速而产生击穿。
②热击穿:在电场作用下,除了绝缘材料本身介质损耗而发热外,还有因电流通过导体而产生的大量热量传到介质中来,因此,虽然介质所处的电场强度并不足以发生电击穿,但由于热量的积累,致使介质内部温度升到某一临界值,造成破坏。③局部放电击穿:若绝缘体内存在气隙,固体材料和气隙中的电场强度与介电系数成反比,而气体的介电系数一般比固体小,所以气隙中的电场强度大于固体材料中的场强,同时气体的击穿强度总比固体低,因此当外加电压足够高时,则气隙先开始放电(击穿),而固体材料一般仍保持完好,击穿只发生在气隙这一局部,有时会扩展到两极。
2. 为什么近代高压断路器中几乎毫无例外地采用对接式触头
vs1真空断路器常见故障:
1、断路器拒分、拒合
操动机构发生拒动现象时,一般先分析拒动原因,是二次回路故障还是机械部分故障,然后进行处理。在检查二次回路正常后,发现操动机构主拐臂连接的万向轴头间隙过大,虽然操动机构正常动作,但不能带动断路器分合闸联杆动作,导致断路器不能正常分合闸。
2、断路器误分
断路器在正常运行状态下,在没有外施操作电源及机械分闸动作时,断路器不能分闸。在确认没有进行误操作的情况下,检查二次回路及操动机构。发现操动机构箱内辅助开关接点有短路现象,分闸电源通过短路点与分闸线圈接通,造成误分闸。原因是断路器机构箱顶部漏雨,雨水沿着输出拐臂向下流,正好落在机构辅助开关上,造成接点短路。
3、断路器机构储能后,储能电机不停
断路器在合闸后,操动机构储能电机开始工作,弹簧能量储满后,发出弹簧已储能信号。储能回路中串有断路器一对常开辅助接点和一对行程开关常闭接点,断路器合闸后,辅助开关的常开接点接通,储能电机开始工作,弹簧储满能量后,机构摇臂将行程开关常闭接点打开,储能回路断电,储能电机停止工作。储能电机一直工作的原因是在弹簧储满能量后,机构摇臂未能将行程开关常闭接点打开,储能回路一直带电,储能电机不能停止工作。
4、断路器直流电阻增大
由于真空灭弧室的触头为对接式,触头接触电阻过大在载流时触头容易发热,不利于导电和开断电路,所以接触电阻值必须小于出厂说明书要求。触头弹簧的压力对接触电阻有很大影响,必须在超行程合格情况下测量。接触电阻值的逐渐增大也能反映出触头电磨损情况,是相辅相成的。触头电磨损和断路器触头开距的变化,是造成断路器直流电阻增大的根本原因。
5、断路器合闸弹跳时间增大
真空断路器合闸时,触头总有些弹跳,但若过大会使触头易烧伤或者熔焊。真空断路器触头弹跳时间技术标准为≤2ms。随着断路器运行时间的增长,引起合闸弹跳时间增大的主要原因为触头弹簧弹力下降和拐臂、轴销间隙磨损变大。
6、断路器中间箱CT表面对支架放电
断路器中间箱内装有电流互感器,在断路器运行时,电流互感器表面会产生不均匀电场,为避免这一现象,互感器制造厂在互感器表面涂有一层半导体胶,使得表面电场均匀。在断路器装配过程中,受空间限制,互感器固定螺栓周围的半导体胶被刮落,断路器运行中互感器表面不均匀电场的产生,导致互感器表面对支架放电。
7、断路器灭弧室不能断开
在正常情况下,无论是手动分闸操作还是保护动作跳闸,断路器均能有效断开电路,切断电流。真空断路器的灭弧原理与其他型式,真空断路器的优越性不仅是无油化设备,而且还表现在它具有较长的电寿命、机械寿命、开断绝缘能力大、连续开断能力强、体积小、重量轻、可频繁操作、免除火灾、运行维护少等优点,很快被电力部门运行、检修和技术人员。
断路器不同,是指触头在真空中关合、开断的开关设备,也就是利用真空作为绝缘及灭弧介质的断路器。真空泡的真空度下降,真空泡内会有一定的电离现象,并由此产生电离子,使灭弧室内绝缘下降,导致断路器不能正常开断。
处理方法:
1、断路器拒合、拒分
检查操动机构所有连接部件的间隙,对不合格部件,更换新的高硬度的合格零件。
2、断路器误分
检查所有可能漏雨点并进行有效封堵;在输出拐臂联杆上安装密封胶套;开启机构箱内的加热驱潮装置。
3、断路器机构储能后,储能电机不停
调整行程开关安装位置,使得摇臂在最高位置时能将行程开关常闭接点打开。
4、断路器直流电阻增大
调整灭弧室触头开距和超行程,测量接触电阻的方法可以用《规程》要求的直流压降法测量(电流要在100A以上),否则更换灭弧室。
5、断路器合闸弹跳时间增大
(1)适当增大触头弹簧的初始压力或更换触头弹簧。
(2)若拐臂、轴销间隙超过0.3mm,可更换拐臂、轴销。
(3)调整传动机构,利用机构在合闸位置超过主动臂死点时传动比很少的特点,将机构向靠近死点方向调整,可减小触头合闸弹跳。
6、断路器中间箱CT表面对支架放电
在互感器表面均匀涂抹一层半导体胶,使得表面电场均匀。
7、断路器灭弧室不能断开
对于达不到真空度要求值的真空灭弧室的处理,若通过检测真空灭弧室真空度确已降至要求值以下,应更换真空灭弧室。具体步骤
(1)对将换上的真空灭弧室须经真空度检测合格。
(2)拆下原真空灭弧室并换上新真空灭弧室。安装时要垂直。注意动导电杆和灭弧室同轴度,操作时不应受到扭力。
(3)安装好新真空灭弧室后,应测量开距和超程(接触行程)。若不满足要求应作相应调整:①调整绝缘拉杆的螺栓可调整超程;②调整动导电杆的长度可调整灭弧室开距。
(4)采用电力开关综合测试仪测量分合闸速度、三相同期性、合闸弹跳等机械特性,若不合格应作调整。
3. 高压断路器和低压断路器的触头形式
电源和负荷组成电路,离不开电路开关。高压电路也不列外,高压电路的开关常称为高压断路器。高压断路器接通和断开电路的触点称为触头,在实际应用中对触头的要求较高:绝缘性能远远高于一般电路;灭弧功能很强;动作速度要快;通断性能好;使用寿命长。
4. 触头间介质击穿电压与什么有关
让电弧与固体介质相接触,降低电弧温度,从而加速电弧熄灭。
灭弧罩
灭弧罩是让电弧与固体介质相接触,降低电弧温度,从而加速电弧熄灭的比较常用的装置。其结构型式是多种多样的,但其基本构成单元为“缝”。我们将灭弧罩壁与壁之间构成的间隙称作“缝”。根据缝的数量可分为单缝和多缝。根据缝的宽度与电弧直径之比可分为窄缝与宽缝。缝的宽度小于电弧直径的称窄缝,反之,大于电弧直径的称宽缝。根据缝的轴线与电弧轴线间的相对位置关系可分为纵缝与横缝。缝的轴线和电弧轴线相平行的称为纵缝,两者相垂直的则称为横缝。
灭弧是断路器的一个重要应用之一,由于电弧不仅会对设备线路造成破坏,甚至还会影响人身安全。从而灭弧是什么有必要的,一般情况下的灭弧的常用方法有四种,包括机械灭弧,磁吹灭弧等。本文中我说明下灭弧的常用方法和一些常见断路器的灭弧原理。
首先讨论下现在常用的灭弧方法,主要有以下四种:
1、机械灭弧:通过极限装置将电弧迅速拉长。这种方法多用于开关电器中。
2、磁吹灭弧:在一个与触头串联的磁吹线圈产生的磁场作用下,电弧受电磁力的作用而拉长,被吹入有固体介质构成的灭弧罩内,与固体介质相接触,电弧被冷却而熄灭。
3、窄缝(纵缝)灭弧法:在电弧所形成的磁场电动力的作用下,可使电弧拉长并进入灭弧罩的窄(纵)缝中,几条纵缝可将电弧分割成数段并且与固体介质相接触,电弧便迅速熄灭。这种结构多用于交流接触器上。
4、栅片灭弧法:当触头分开时,产生的电弧在电动力的作用下被推入一组金属栅片中而被分割成数段,彼此绝缘的金属栅片的每一片都相当于一个电极,因此就有许多个阴阳极压降。对交流电弧来说,近阴极处,在电弧过零时就会出现一个150v~250v的介质强度,使电弧无法继续维持而熄灭。由于栅片灭弧效应时要比直流时强得多,所以交流电器常常采用栅片灭弧。
这些方法是主要针对一些低压断路器的,要了解采用这些方法的原因,就必须明确断路器灭弧的原理,下面针对一些常用的断路器讨论。
真空断路器的灭弧原理
在真空断路器分断瞬间,由于两触头间的电容存在,使触头间绝缘击穿,产生真空电弧。由于触头形状和结构的原因,使得真空电弧柱迅速向弧柱体外的真空区域扩散。当被分断的电流接近零时,触头间电弧的温度和压力急剧下降,使电弧不能继续维持而熄灭。电弧熄灭后的几μs内,两触头间的真空间隙耐压水平迅速恢复。同时,触头间也达到了一定距离,能承受很高的恢复电压。所以,一般电流在过零后,不会发生电弧重燃而被分断。这就是其灭弧的原理。
高压跌落熔式断器的灭弧原理
大家都知道在高压大电流的场合,开关为了灭弧常常用较复杂的方法和结构,而高压跌落式熔断器却只需要一个很简单的胶管就可以顺利且很好的实现灭弧,主要原因是:第一、高压跌落熔断器电流不是很大。产生的电弧不是很大。第二,是用空气来熄灭电弧的。有点和空开的灭弧原理一样。只是结构不同而已。
5. 低压断路器使用的触头材料如下:动触头为银
一般的电力变压器没有必要采用一些贵金属(银)材料。一定要说有,那就是无励磁分接开关触头上会镀银(也不是一定的)。或有载分接开关需要断弧的接点上会有银钨材料,数量也是很少的。在导线焊接时(有时),或导电材料需要镀银时可能会少量用些。
6. 触头间介质击穿电压是指触头间产生电弧的
电动机的灭弧原理是在发电机真空断路器分断瞬间,由于两触头间的电容存在,使触头间绝缘击穿,产生真空电弧。由于触头形状和结构的原因,使得真空电弧柱迅速向弧柱体外的真空区域扩散。当被分断的电流接近零时,触头间电弧的温度和压力急剧下降,使电弧不能继续维持而熄灭。
电弧熄灭后的几 μs 内,两触头间的真空间隙耐压水平迅速恢复。同时,触头间也达到了一定距离,能承受很高的恢复电压。所以,一般电流在过零后,不会发生电弧重燃而被分断。这就是其灭弧的原理。
7. 触头间介质击穿电压的大小与电源电压无关
继电器的耐压值之和爬电距离有关,耐压值按照1000V/mm计算。
如果常开触点和另一触点间内部直线距离大于0.38mm,改继电器就能经受380V电压。
注意是内部最小距离,不是引脚距离。
8. 高压断路器的触头间介质击穿电压是指
电弧当用开关电器断开电流时,如果电路电压不低于10—20伏,电流不小80~100mA,电器的触头间便会产生电弧。
大多数交流开关电器的灭弧方法中,都利用了交流电流过零时电弧暂时熄灭这一特性。1.速拉灭弧
当交流电流经过零值的瞬间,拉大触头间距离,当触头间所加电压不足以击穿其间距时,电弧就不会重新点燃。触头的分离速度越快,电弧熄灭就越快,通常在高压断路器中装设强力的跳脱弹簧来加快触头分开的速度。
2.吹弧灭弧
法利用外力(如气流、油流或电磁力)来吹动电弧,使电弧加速冷却,同时拉长电弧,降低电弧中的电场强度,加速电弧的熄灭,按吹弧的方向来分,有横吹和纵吹两种。当低压刀开关迅速拉开刀阐时,不仅迅速拉长了电弧,同时使本身回路电流产生的电动力作用于电弧,吹动电弧,使其拉长电弧直到电弧熄灭。如果开关利用专门吹弧线圈来吹动电弧,使电弧移动,电弧移动的力实际上是电弧电流在线圈磁场中产生的电动力。也有的开关利用铁磁物质(钢片等),来吸动电弧。
3.冷却灭弧法
降低电弧的温度,使正负离子的复合增强,有助于电弧迅速熄灭,这是一种基本的灭弧方法。4.短弧灭弧法利用金属片将长弧切成若干短弧,则电弧上的压降将近似地增大若干倍。当外施电压小于电弧上的压降时,则电弧就不能维持而迅速熄灭。通常采用钢灭弧栅,让电弧进入钢片,一是利用了电动力吹弧,二是利用了铁磁吸弧,同时钢片对电弧还有冷却作用。
5.狭缝灭弧法
电弧在固体介质所形成的窄沟内燃烧,将电弧冷却,同时电弧在狭缝窄沟中燃烧,压力增大,有利于电弧的熄灭。有的熔丝在熔管内充填石英砂,就是利用这种狭沟灭弧原理,还有一种用耐弧的绝缘材料(陶瓷类)制成灭弧栅,也是利用了这种灭弧原理。
6.真空灭弧法
真空具有较高的绝缘强度,如果将开关触头装置置于真空容器,则在电流过零时,即能熄灭电弧。为防止产生过电压,应当不使触头分开时,电流突变为零。一般应在触头间产生少量金属蒸汽,形成电弧通道。当交流电流自然下降过零前后,这些等离子态的金属蒸汽便在真空中迅速飞散而熄灭电弧。