高壓斷路器是發(fā)電廠、變電所配電裝置中的重要電氣設備,它承擔著控制和保護的重任。正常時由它來切斷和接通負荷電路,故障時由它來切除故障電路,限制事故范圍,保證安全運行。故此,高壓斷路器選擇恰當與否,直接關系著系統(tǒng)安全發(fā)電、供電,即關系到我們的國民經(jīng)濟生產(chǎn)。
斷路器根據(jù)使用的滅弧介質(zhì)不同,分為油斷路器、空氣斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器等種類。八十年代以前,在我國35kV以下電力系統(tǒng)中多采用油斷路器,跨進九十年代,特別是引進西門子技術(shù)后逐漸開發(fā)出各種系列的真空斷路器。
目前國內(nèi)引進西門子技術(shù)生產(chǎn)制造的35kV以下真空斷路器產(chǎn)品系列已較全面,技術(shù)也日臻成熟。北京、西安、浙江等國家大型開關廠生產(chǎn)的ZN-10/1250-31.5、ZN28A、ZN41A-10型等產(chǎn)品已達*國家八十年代的產(chǎn)品水平,并已逐漸成為電廠舊設備(GG-1A開關柜)改造中SN10型少油斷路器的替換產(chǎn)品,得到已經(jīng)使用的一些電廠、變電所等用戶的共同認可。
35kv真空斷路器性能分析
油斷路器、真空斷路器性能
任何種類的斷路器,其基本要求都是一致的,即要求它在電氣性能上滿足一定的技術(shù)指標;在廠家給定技術(shù)條件下能可靠地工作,有一定機械、電氣壽命;并力求結(jié)構(gòu)簡單,安裝、檢驗方便,體積小,重量輕。
油斷路器、真空斷路器的本質(zhì)區(qū)別就在于它們所使用的滅弧介質(zhì)不同,從而導致了它們在性能上的差異。
油斷路器觸頭多采用銅鎢合金,雖具一定耐電弧能力,但電氣壽命有限,一般開斷10次滿負荷電路或開斷6、7次短路電流觸頭即需打磨,檢驗間隔周期短,平時維護量大,有噪聲,有爆炸危險,維護不當易釀成事故。例浙西某電站10kVSN10少油開關平時未按規(guī)定進行維護、檢驗工作,致使“開關觸頭熔焊在動觸頭上凝聚成突起”未能及時發(fā)現(xiàn),造成斷路器跳不開以致燒毀的事故。
真空斷路器卻不易發(fā)生此類事故。因真空斷路器滅弧室中氣體壓力不高于1.3 ×10-2Pa,使其盡緣強度比變壓器油及壓力為105Pa的SF6要高得多。同時,電觸頭分離時電極蒸發(fā)及觸頭表面微小突起所引起的電弧,其間離子、粒子比四周真空壓力密度大得多,使離子、粒子極易向四周擴散。電弧電流過零時其間離子、粒子在磁場作用下迅速擴散,密度迅速降低,使觸頭間的弧區(qū)很快恢復為真空間隙,具很高耐壓水平,得以承受較高的恢復電壓不致?lián)舸?完成開斷。而且很多真空斷路器滅弧室結(jié)構(gòu)采用阿基米德螺旋槽跑弧面,當電弧電流流經(jīng)跑弧面及觸頭間時,造成的磁場使真空電弧在觸頭表面快速移動,從而降低了觸頭表面的溫度,減少了觸頭的燒損,穩(wěn)定了斷路器的開斷性能,進步了電氣壽命。真空斷路器觸頭材料多數(shù)用CuCr50、CuCr25等新型材料,觸頭開距小,斷路器體積小,此時還具備開斷能力強,開斷時間短,無噪聲、無污染,壽命長(機械壽命在10000次以上,而少油斷路器的機械壽命只有2000次),不需經(jīng)常檢驗等優(yōu)點。
同時隨著新型觸頭材料的使用,使真空斷路器截流值下降,由截流產(chǎn)生的過電壓題目得以解決,使得35kV以下變電所及廠礦企業(yè)也逐漸推廣使用ZN系列開關。總之隨著真空斷路器生產(chǎn)國產(chǎn)化,其性能價格比上風會逐漸凸現(xiàn)出來,而且隨著電力產(chǎn)業(yè)公司“無油化”口號的提出,真空斷路器的應用遠景必將越來越寬廣。