分析真空斷路器的發(fā)展與表現(xiàn)
1.專用真空斷路器
面臨極其不同的開(kāi)斷任務(wù),新的專用斷路器應(yīng)運(yùn)而生。如用于發(fā)電機(jī)保護(hù)斷路器的特大容量真空斷路器(短路開(kāi)斷電流高達(dá)63~80kA及以上),標(biāo)準(zhǔn)型真空斷路器(短路開(kāi)斷電流25~50kA),經(jīng)濟(jì)型真空斷路器(16~25kA),頻繁型真空斷路器(如操作次數(shù)5~6萬(wàn)次),超頻繁型真空斷路器(如操作次數(shù)10~15萬(wàn)次)。如西門子公司的3AH系列斷路器就按使用場(chǎng)合劃分為5種型號(hào),其中3AH1和3AH3型為標(biāo)準(zhǔn)型,操作10000次,3AHZ型為頻繁型,操作6萬(wàn)次,3AH4為超頻繁型,操作12萬(wàn)次,3AH5型為經(jīng)濟(jì)型,價(jià)格便宜.
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(fù)截如電動(dòng)機(jī)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(jié)構(gòu)龐大且復(fù)雜化,而且有的限制過(guò)電壓不理想。
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(guī)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(qǐng)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(xiàn)在出現(xiàn)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。西門子公司、Alstom公司、日立公司均有這樣的產(chǎn)品。西門子公司最新推出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(xiàn)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(zhuǎn),形成隔離和接地;另一是真空滅弧室內(nèi)觸頭旋轉(zhuǎn)完成隔離和接地。西門子公司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(zhuǎn)完成隔離任務(wù),日立公司通過(guò)滅弧室內(nèi)觸頭旋轉(zhuǎn)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,同步斷路器具有如下優(yōu)勢(shì):1.降低了電網(wǎng)瞬態(tài)過(guò)電壓負(fù)荷;2.改善了電網(wǎng)供電質(zhì)量;3.提高了斷路器電壽命及性能;4.簡(jiǎn)化了電網(wǎng)設(shè)計(jì),從而降低了整個(gè)系統(tǒng)費(fèi)用。
ABB公司利用數(shù)字電子器件和磁力操動(dòng)機(jī)構(gòu)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(xiàn)代傳感技術(shù)和數(shù)字化控制技術(shù)之上。
國(guó)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(hù)的需要。如Alstom公司的DCX型可編程序數(shù)字控制裝置,ABB公司的REF542型控制和保護(hù)裝置,西門子公司第二代數(shù)字保護(hù)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(jī)構(gòu)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(xiàn)在如觸頭材料從CuBi轉(zhuǎn)變成CuCr,提高了開(kāi)斷能力,并降低了截流值,同時(shí)磁場(chǎng)從橫磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向縱磁場(chǎng),提高了開(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,大大提高了滅弧室性能及可靠性。
操動(dòng)機(jī)構(gòu)被稱之為真空斷路器的神經(jīng)中樞。原先用電磁機(jī)構(gòu),后出現(xiàn)了彈簧機(jī)構(gòu),最新又出現(xiàn)了永磁機(jī)構(gòu)。彈簧機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,零件數(shù)多(多達(dá)200個(gè)),加工精度要求高,且彈簧機(jī)構(gòu)的出力特性與真空斷路器的負(fù)載特性不相匹配,要在凸輪輪廓曲線和連桿結(jié)構(gòu)上進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。永磁機(jī)構(gòu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)單,零部件比任何其他機(jī)構(gòu)都要少,運(yùn)動(dòng)部件可以減少至一個(gè),因而機(jī)械可靠性特別高,而且永磁機(jī)構(gòu)的出力特性能與真空斷路器的負(fù)載特性很好的匹配。永磁機(jī)構(gòu)用永磁鎖扣,電容器(或直流屏供電)儲(chǔ)能,用電子控制。永磁機(jī)構(gòu)特別適用于頻繁操作,如可達(dá)6萬(wàn)~15萬(wàn)次。
在世界上,特瑞能電氣公司(TAVRIDAELECTRICAG簡(jiǎn)稱TEL公司)于1974年首創(chuàng)配永磁機(jī)構(gòu)的真空斷路器模型,1989年配永磁機(jī)構(gòu)的免維護(hù)真空斷路器投放市場(chǎng),1993年配永磁機(jī)構(gòu)的真空斷路器在荷蘭KE