真空斷路器的發(fā)展和在發(fā)電機上的應用技術(shù)特點(diǎn)
1.專(zhuān)用真空斷路器
面臨極其不同的開(kāi)斷任務(wù)，新的專(zhuān)用斷路器應運而生。如用于發(fā)電機保護斷路器的特大容量真空斷路器（短路開(kāi)斷電流高達63～80kA及以上），標準型真空斷路器（短路開(kāi)斷電流25～50kA），經(jīng)濟型真空斷路器（16～25kA），頻繁型真空斷路器（如操縱次數5～6萬(wàn)次），超頻繁型真空斷路器（如操縱次數 10～15萬(wàn)次）。如西門(mén)子公司的3AH系列斷路器就按使用場(chǎng)合劃分為5種型號，其中3AH1和3AH3型為標準型，操縱10000次，3AHZ型為頻繁型，操縱6萬(wàn)次，3AH4為超頻繁型，操縱12萬(wàn)次，3AH5型為經(jīng)濟型，價(jià)格便宜．
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2.低過(guò)電壓型真空斷路器
眾所周知，真空斷路器因截流會(huì )引起截流過(guò)電壓，特別在開(kāi)斷小的感性負截如電動(dòng)機時(shí)，一般情況下，為限制過(guò)電壓而給真空斷路器配過(guò)電壓吸收裝置如SicRC 路，ZnO避雷器等，這使斷路器結構龐大且復雜化，而且有的限制過(guò)電壓不理想。電池測試儀| 相序表| 萬(wàn)用表| 功率計| 示波器| 電阻測試儀| 電阻計| 電表| 鉗表| 高斯計| 電磁場(chǎng)測試儀
日本幾家公司另辟路徑，開(kāi)發(fā)出低過(guò)電壓真空斷路器。它不用加過(guò)電壓吸收裝置而用新開(kāi)發(fā)出的觸頭材料，將過(guò)電壓限制至常規值的十分之一。低過(guò)電壓觸頭材料東芝為AgWC日立為Co－Ag－Se，三菱為Cu－Cr－Bi－α，富士為CuCr＋高蒸氣材料。這些公司一般做到7.2kV下20kA，只有東芝公司做到7.2kV下40kA。 請登陸:高壓開(kāi)關(guān)網(wǎng) 瀏覽更多信息
3.多功能真空斷路器
眾所周知真空斷路器迄今為二I位（即合一分）完成關(guān)合和開(kāi)斷任務(wù)�，F在出現了多功能真空斷路器，賦予了多個(gè)功能，如合—分—隔離—接地等。西門(mén)子公司、 Alstom公司、日立公司均有這樣的產(chǎn)品。西門(mén)子公司最新推出NXACT型模塊式真空斷路器就具有多功能，集關(guān)合、開(kāi)斷、隔離、接地及聯(lián)鎖于一體。 Alstom公司配VISAX開(kāi)關(guān)柜的真空斷路器為三I位（合—分—隔離）。日立公司與東京電力公司合作研發(fā)的24kV真空斷路器為四I位（合—分—隔離 —接地）。
為使產(chǎn)品多功能化，從現有產(chǎn)品看，有兩種做法：一是真空斷路器相柱在開(kāi)斷后移動(dòng)或旋轉，形成隔離和接地；另一是真空滅弧室內觸頭旋轉完成隔離和接地。西門(mén)子公司NXAct型產(chǎn)品為開(kāi)斷后相柱移動(dòng)完成隔離和接地，而Alstom公司為開(kāi)斷后相柱旋轉完成隔離任務(wù)，日立公司通過(guò)滅弧室內觸頭旋轉完成隔離和接地任務(wù)。
4.同步斷路器
同步斷路器又叫選相真空斷路器或受控真空斷路器。其基本原理是使真空斷路器在電壓或電流最有利時(shí)刻關(guān)合或開(kāi)斷。
與普通真空斷路器相比，同步斷路用具有如下上風(fēng)：1.降低了電網(wǎng)瞬態(tài)過(guò)電壓負荷；2.改善了電網(wǎng)供電質(zhì)量；3.進(jìn)步了斷路器電壽命及性能；4.簡(jiǎn)化了電網(wǎng)設計，從而降低了整個(gè)系統用度。
ABB公司利用數字電子器件和磁力操動(dòng)機構已開(kāi)發(fā)出了同步真空斷路器，這是一個(gè)良好的開(kāi)端。
5.智能型真空斷路器
真空斷路器智能化是建立在現代傳感技術(shù)和數字化控制技術(shù)之上。國外制造公司都使自己的產(chǎn)品具有智能，這是配電自動(dòng)化的需要，也是斷路器本身控制保護的需要。如Alstom公司的DCX型可編程序數字控制裝置，ABB公司的REF542型控制和保護裝置，西門(mén)子公司第二代數字保護裝置等。
由以上可知，真空斷路器發(fā)展很快，究其原因，固然很多，但有兩條是基本的：一是真空滅弧室技術(shù)的進(jìn)步；二是操動(dòng)機構技術(shù)的進(jìn)步。真空滅弧室是真空斷路器的心臟。真空滅弧室的進(jìn)步表現在如觸頭材料從CuBi轉變成CuCr，進(jìn)步了開(kāi)斷能力，并降低了截流值，同時(shí)磁場(chǎng)從橫磁場(chǎng)轉向縱磁場(chǎng)，進(jìn)步了開(kāi)斷能力，減少了觸頭的燒損。在工藝上，一次排封工藝的采用，大大進(jìn)步了滅弧室性能及可靠性。
操動(dòng)機構被稱(chēng)之為真空斷路器的神經(jīng)中樞。原先用電磁機構，后出現了彈簧機構，最新又出現了永磁機構。彈簧機構結構復雜，零件數多（多達200個(gè)），加工精度要求高，且彈簧機構的出力特性與真空斷路器的負載特性不相匹配，要在凸輪輪廓曲線(xiàn)和連桿結構上進(jìn)行公道設計。永磁機構的機械結構特別簡(jiǎn)單，零部件比任何其他機構都要少，運動(dòng)部件可以減少至一個(gè)，因而機械可靠性特別高，而且永磁機構的出力特性能與真空斷路器的負載特性很好的匹配。永磁機構用永磁鎖扣，電容器（或直流屏供電）儲能，用電子控制。永磁機構特別適用于頻繁操縱，如可達6萬(wàn)～15萬(wàn)次。
在世界上，特瑞能電氣公司（TAVRIDA ELECTRIC AG簡(jiǎn)稱(chēng)TEL公司）于1974年首創(chuàng )配永磁機構的真空斷路器模型，1989年配永磁機構的免維護真空斷路器投放市場(chǎng)，1993年配永磁機構的真空斷路器在荷蘭KEMA試驗站通過(guò)了型式試驗。1994年配永磁機構的ISM型真空斷路器獲得俄羅斯專(zhuān)利（專(zhuān)利號N.020631）自此以后，ABB、 Josly、Cooper、Whipp＆Bourn等公司均開(kāi)發(fā)出自己的配永磁機構的真空斷路器。如ABB公司1997年開(kāi)發(fā)成功配永磁機構的VM1型真空斷路器。配永磁機構的真空斷路器不僅用于戶(hù)內斷路器，也用于戶(hù)外斷路器和重合器，如TEL公司的OSM型重合器和Whipp＆Bourne公司的GVR 型戶(hù)外重合器。
上世紀90年代后期，配永磁機構的真空斷路器傳進(jìn)我國，我國很多公司開(kāi)發(fā)出永磁機構，而且有的試驗到10萬(wàn)次，配永磁機構的真空斷路器如VSM和VSIA 型、ZN23－40.5型、ZN65型、ZWD－12型、ZND－40.5型等產(chǎn)品。
1真空斷路器在發(fā)電機上的應用技術(shù)特點(diǎn)
1．1滅弧原理及基本結構
真空斷路器的滅弧原理是在真空泡內觸頭拉開(kāi)時(shí)，產(chǎn)生電弧，電弧內攜帶了蒸發(fā)的金屬氣體，這些氣體是從觸頭表面產(chǎn)生的，最后還會(huì )冷卻在觸頭表面和封閉罩的內表面。當電流過(guò)零點(diǎn)時(shí)，原始的真空狀態(tài)迅速恢復，間隙處的介電強度迅速增加，電路被切斷。
由于采用真空作為滅弧介質(zhì)，斷路器的結構比較簡(jiǎn)單，整體部件少。Siemens公司的3 AH（6 300 A，50 kA）真空斷路器組裝在一個(gè)類(lèi)似于高壓開(kāi)關(guān)柜的框架內，整體重量輕。操縱結構為彈簧操縱機構，操縱的動(dòng)應力��；安裝在門(mén)上，對土建基礎要求簡(jiǎn)單，只需預埋幾個(gè)扁鐵供安裝時(shí)焊接框架即可，安裝時(shí)間短。
1．2可靠性及使用壽命
真空斷路器的真空泡在正常情況下，在整個(gè)壽命期內都是密封的，所以可以保證很高的真空度，在斷路器操縱過(guò)后，真空度也不會(huì )降低，這就保證了額定電流和額定開(kāi)斷電流值不會(huì )降低，有效地進(jìn)步了斷路器的可靠性。在產(chǎn)生電弧時(shí)，由于會(huì )產(chǎn)生金屬氣體，斷路器的觸頭會(huì )有一些磨損，但是這種磨損程度很小，完全在可控范圍內，在要求的機械操縱10 000次壽命期內是徹底免維護的。因此，可以說(shuō)真空斷路器正常的使用壽命可以達到幾百年，超過(guò)ANSI，IEC標準要求的使用壽命。
1．3對環(huán)境的影響
真空斷路器產(chǎn)生的是少量的純金屬氣體，Cu，Cr氣體，而且基本被觸頭重新捕捉，即使在最?lèi)毫拥那闆r下，即真空泡破裂，開(kāi)釋出的氣體對環(huán)境的影響也小得可以忽略不計。
2用作發(fā)電機出口斷路器的分析
發(fā)電機出口短路時(shí)，短路電流中含有很高的直流分量，直流分量是依定子繞組的時(shí)間常數τa＝Xd 〃／2πfRa衰減的（Xd〃為發(fā)電機次暫態(tài)電抗，f為發(fā)電機頻率，Ra為定子繞組的電阻），短路電流可能具有100 ms或更長(cháng)的電流零點(diǎn)。故障后，觸頭分離產(chǎn)生的電弧電阻進(jìn)一步減小了直流分量的時(shí)間常數，使得直流分量衰減得更快，從而產(chǎn)生電流過(guò)零點(diǎn)。根據Siemens公司提供的實(shí)例計算，其真空斷路器可以滿(mǎn)足切斷電流的要求。
良好的滅弧介質(zhì)和觸頭材料使得真空斷路器能滿(mǎn)足IEEE要求的暫態(tài)恢復電壓速率。IEEE標準規定的發(fā)電機源故障的暫態(tài)恢復電壓參數為1．8kV／μs（發(fā)電機額定容量為101～400 MVA）。Siemens公司真空斷路器的暫態(tài)恢復電壓為4．5kV／μs，在開(kāi)斷容量為50 k A時(shí)可開(kāi)斷80％的直流分量。
業(yè)務(wù)：