簡單分析真空斷路器的發展與表現

作者：admin  來源 ：本站  發表時間 ：2013/1/15 8:55:39  點擊 ：2149

分析真空斷路器的發展與表現

一 、專用真空斷路器

麵臨極其不同的開斷任務 ，新的專用斷路器應運而生 。如果用於發電機保護斷路器的特大容量真空斷路器（短路開斷電流高達63～80kA及以上） ，標準型真空斷路器（短路開斷電流25～50kA） ，經濟型真空斷路器（16～25kA） ，頻繁型真空斷路器（如操作次數5～6萬次） ，超頻繁型真空斷路器（如操作次數10～15萬次） 。如西門子公司的3AH係列斷路器就按使用場合劃分為5種型號 ，其中3AH1和3AH3型為標準型 ，操作10000次 ，3AHZ型為頻繁型 ，操作6萬次 ，3AH4為超頻繁型 ，操作12萬次 ，3AH5型為經濟型 ，價格便宜 。

二 、低過電壓型真空斷路器

眾所周知 ，真空斷路器因截流會引起截流過電壓 ，特別在開斷小的感性負截如電動機時 ，一般情況下 ，為限製過電壓而給真空斷路器配過電壓吸收裝置如SicRC路 ，ZnO避雷器等 ，這使斷路器結構龐大且複雜化，而且有的限製過電壓不理想 。

日本幾家公司另辟路徑 ，開發出低過電壓真空斷路器 。它不用加過電壓吸收裝置而用新開發出的觸頭材料 ，將過電壓限製至常規值的十分之一 。低過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 ，隻有東芝公司做到7.2kV下40kA 。

三 、多功能真空斷路

眾所周知真空斷路器迄今為二I位（即合一分）完成關合和開斷任務 。現在出現了多功能真空斷路器 ，賦予了多個功能 ，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品 。西門子公司最新推出NXACT型模塊式真空斷路器具有多功能 ：集關合 、開斷 、隔離 、接地及聯鎖於一體 。Alstom公司配VISAX開關櫃的真空斷路器為三I位（合—分—隔離） 。日立公司與東京電力公司合作研發的24kV真空斷路器為四I位（合—分—隔離—接地）。

為使產品多功能化 ，從現有產品看 ，有兩種做法 ：一是真空斷路器相柱在開斷後移動或旋轉 ，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 。西門子公司NXAct型產品為開斷後相柱移動完成隔離和接地 ，而Alstom公司為開斷後相柱旋轉完成隔離任務 ，日立公司通過滅弧室內觸頭旋轉完成隔離和接地任務 。

四 、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刻關合或開斷 。

與普通真空斷路器相比 ，同步斷路器具有如下優勢 ：1.降低了電網瞬態過電壓負荷 ；2.改善了電網供電質量 ；3.提高了斷路器電壽命及性能 ；4.簡化了電網設計 ，從而降低了整個係統費用 。

ABB公司利用數字電子器件和磁力操動機構已開發出了同步真空斷路器 ，這是一個良好的開端 。

五 、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和數字化控製技術之上 。國外製造公司都使自己的產品具有智能 ，這是配電自動化的需要 ，也是斷路器本身控製保護的需要 。如Alstom公司的DCX型可編程序數字控製裝置，ABB公司的REF542型控製和保護裝置 ，西門子公司第二代數字保護裝置等 。

由以上可知 ，真空斷路器發展很快 ，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的進步 ；二是操動機構技術的進步 。真空滅弧室是真空斷路器的心髒 。真空滅弧室的進步表現在如觸頭材料從CuBi轉變成CuCr ，提高了開斷能力 ，並降低了截流值 ，同時磁場從橫磁場轉向縱磁場 ，提高了開斷能力 ，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 。

操動機構被稱之為真空斷路器的神經中樞 。原先用電磁機構 ，後出現了彈簧機構 ，最新又出現了永磁機構 。彈簧機構結構複雜 ，零件數多（多達200個） ，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 ，要在凸輪輪廓曲線和連杆結構上進行合理設計 。永磁機構的機械結構特別簡單 ，零部件比任何其他機構都要少 ，運動部件可以減少至一個 ，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 ，用電子控製 。永磁機構特別適用於頻繁操作 ，如可達6萬～15萬次 。

在世界上 ，特瑞能電氣公司（TAVRIDAELECTRICAG簡稱TEL公司）於1974年首創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 ，1993年配永磁機構的真空斷路器在荷蘭KEMA試驗站通過了型式試驗 。1994年配永磁機構的ISM型真空斷路器獲得俄羅斯專利（專利號N.020631）自此以後 ，ABB 、Josly 、Cooper 、Whipp＆Bourn等公司均開發出自己的配永磁機構的真空斷路器 。如ABB公司1997年開發成功配永磁機構的VM1型真空斷路器 。配永磁機構的真空斷路器不僅用於戶內斷路器 ，也用於戶外斷路器和重合器 ，如TEL公司的OSM型重合器和Whipp＆Bourne公司的GVR型戶外重合器 。

上個世紀90年代後期 ，配永磁機構的真空斷路器傳入我國 ，我國許多公司開發出永磁機構 ，而且有的試驗到10萬次 ，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型等產品 。

六 、生產公司

從生產國家看 ，日本 、美國 、英國 、俄羅斯及中國側重發展真空斷路器 ，而法國側重發展SF6斷路器 。

日本東芝 、日立 、三菱 、富士 、明電等公司均大力發展真空斷路器 。其中東芝公司已生產真空滅弧室250萬隻 。德國西門子和ABBCalorEmag公司都在大力發展中壓真空斷路器 ，其中西門子公司真空滅弧室 ，累積產量在100萬隻以上 。

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