“讲技术，保安全”电工系列讲座之二：真空断路器合闸弹跳的危害及对策

《 35kV户内高压真空断路器通用技术条件》 (ZBK97004－ 89)将合闸弹跳定义为断路器在合闸时触头刚接触直至触头稳定接触瞬间为止的时间。所有直读数据的开关特性测试仪都是按照这个定义来设计制造的。 供电部门在工程安装时,一般都按《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 (GB50150－ 91)对设备进行验收, GB50150－ 91第 11.07条规定：真空断路器合闸过程中,触头接触后弹跳时间不应大于 2ms,这与实际工作有差异。是不是应将合闸弹跳一律定为不大于 2ms是值得探讨的。目前许多国外同类产品如日本东芝公司 10kV断路器只要求弹跳…     

论真空断路器合闸弹跳

为了避免在供货验收或招投标时引起不必要的麻烦,依靠目前成熟技术和制造工艺通过调整真空断路器的合闸弹跳完全能达到GB 50150—2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》的要求。     

真空断路器合闸弹跳的危害性

<35 kV户内高压真空断路器通用技术条件>(ZBK97004-89)将合闸弹跳时间定义为断路器在合闸时两触头刚接触至两触头稳定接触瞬间为止的时间.所有直读数据的开关特性测试仪都是按照这个定义来设计制造的.影响灭弧室电寿命的是电弧,而电弧只有在合闸瞬间动静触头不接触时才会产生,在动静触头接触时不会产生.大量实践及理论分析均表明,真正对真空开关的电寿命有影响的因索是:合闸过程中,触头刚接触至触头稳定接触瞬间为止,这期间的触头断开时间.供电部门在工程安装时,一般都在<电气装置安装工程电气设备交接试验标准>(GB50150-91)对设备进行验收,GB50150-91第11.0.7条规定:真空断路器合闸过程中,触头接触后弹跳时间不应大于2 ms,这与实际工作有差异.因为技术不断地在发展,新型触头材料抗熔焊极好,在发生熔焊时,熔焊点呈脆性,破坏熔焊点所需的力小于真空断路器的分闸力,目前许多国外同类产品如日本东芝公司10 kV断路器只要求弹跳小于10 ms,新型触头材料的应用已为合闸弹跳的时间突破2ms创造了条件.目前许多真空灭弧室规定的合闸弹跳时间都可大于2 ms,仅要求小于3 ms,甚至5 ms.     

合闸弹跳时间对真空断路器性能的影响(英文)

为确定合闸弹跳时间和真空断路器性能之间的相关性,阐述了影响弹跳时间的因素。无载状态下真空断路器的合闸弹跳时间是容易测量的。对可能影响真空断路器合闸弹跳时间的因素作了有益的验证,包括短路状态下的关合操作,以及负载电流、单个电容器组充电电流和背靠背电容组充电电流下的操作。结果证明:在正常和非正常条件下,空载操作时测得的弹跳时间与开断电流时实际弹跳时间没有相关性。分析了现有"最大允许弹跳时间的要求"的来源,证明合闸弹跳时间与真空断路器的性能没有直接关系,因此在标准和用户技术规范中对这一参数进行硬性规定是不科学的。     

真空断路器合闸弹跳时间长问题处理

真空断路器合闸弹跳是真空断路器机械特性的一项重要参数,弹跳时间长会产生较高的过电压,影响灭弧室的寿命。分析了合闸弹跳时间长的危害及产生原因,阐述了减小合闸弹跳时间的方法及理论分析,得出了适当增大触头超程弹簧预压缩,是减少真空断路器合闸弹跳时间的有效方法的结论。     

真空断路器合闸速度与动触头合闸弹跳探析

由于真空断路器触头采用平面对接方式接触,合闸瞬间动静触头碰撞会引起动触头弹跳,动触头合闸弹跳时间是真空断路器机械特性的一项重要参数。对真空断路器而言,稳定的性能参数是其安全运行的前提。动触头合闸弹跳时间是影响真空断路器的电寿命、机械寿命、触头熔焊和合闸过电压的重要因素。真空断路器动触头合闸弹跳分散性很大,影响因素也很多。从动静触头接触产生碰撞为切入点,研究解决动触头合闸     

配电磁斥力操作机构的真空断路器合闸同期性改进研究

在交流配电网的真空断路器领域内,配三相电磁斥力操作机构的真空断路器因其优异的机械性能成了研究热点,但偶然装配误差、极高运动速度及不完善电气拓扑等问题,致使其合闸同期性极难控制。针对上述问题,设计了一种机械联动的新型二拖三电磁斥力操作机构的真空断路器,采用电磁及动力学仿真对结构参数进行初步设计,并经合闸试验验证效果。试验结果表明：新型二拖三操作机构的真空断路器可提高合闸平均速度18%,有效抑制合闸弹跳时间;针对三相装配间隙误差问题,通过机械强制矫正,使三相合闸时间差控制在0.1 ms内;快速真空断路器驱动结构采用单侧驱动杆非居中布置,可有效提高三相合闸同期性。     

真空断路器触头合闸弹跳特性的计算

通过对真空断路器合闸时的触头受力情况进行的分析,推导出了弹跳过程的数学表达式。它不但阐述了弹跳参数与各影响因素之间的关系,而且据此计算的弹跳特性与实测结果相当吻合,这些表达式对真空断路器的设计有一定的参考作用。并对改善触头弹跳提出了一些建议。     

真空断路器合闸弹跳的危害性及其对策

合闸弹跳是真空断路器机械特性的重要参数，它影响到灭弧室的电寿命。而采用缓冲机构减小弹跳的方法又会影响到断路器工作的可靠性。为此从真空断路器的工作机理出发，分析这几种因素之间的关系，找出主要矛盾。并提出减少弹跳的对策，以及对开关标准进行修订的新见解。     

真空断路器中合闸弹跳产生的原因及解决办法

从目前典型的10 KV真空断路器的结构和特性入手,对真空断路器产生合闸弹跳的原因进行了理论分析,同时结合产品研发、试验和生产的实际经验,与理论分析进行对照,总结了防止断路器合闸弹跳产生的措施和方法.     

基于电磁驱动的40.5kV快速真空断路器研究

对快速操动机构操作方式和结构组合进行分析,利用永磁机构高可靠性、强可控性和电磁斥力机构动作速度快、触动时间短等特点,设计了一种单稳态永磁机构和双线圈斥力盘相组合的快速操动机构。利用Ansys Maxwell建立了快速操动机构的有限元模型,并进行了静态和动态仿真计算,使设计的快速操动机构满足快速真空断路器的特性需求。针对快速真空断路器合闸弹跳大的问题做了深入研究,给出了在断路器刚合点前14 mm位置处介入液压缓冲的最优方式,合闸弹跳减小为0 ms。研制出40.5 kV快速真空断路器样机,分闸时间3.6 ms,合闸时间14.6 ms,合闸弹跳0 ms,短路开断电流31.5 kA,短路关合80 kA的参数满足技术要求。样机在电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心通过了容量试验、10 000次机械寿命、温升、绝缘等试验验证。     

真空断路器机械参数的选择和调试

真空断路器的机械特性参数选择正确与否对真空断路器承载额定电流,开断短路电流起着关键性的作用。文章介绍了真空断路器额定开距、额定超程、额定触头工作压力、分合闸速度以及弹跳时间等机械参数的选择方法,为真空断路器试验中机械特性参数调整时提供参考。     

一款柱上真空断路器合闸弹跳问题的解决方案

某公司生产的一款柱上真空断路器。随着时间的变化，以及一些零部件国产化之后，发现存在合闸弹跳时间越来越长的趋势，众所周知真空断路器在合闸过程中产生弹跳，即便动触头在运动过程中有触头弹簧压力的作用，但不能完全彻底的消除触头的反弹，存在短时间内触头反复多次被电弧烧损，影响产品的电气寿命。因此，需要着手解决弹跳问题，减少对电寿命的影响，通过分析和研究弹跳产生的机理、影响因素等方面来着手，抓住主要影响因素来进行改善和改进，从而最终让弹跳时间保持在合理的控制范围，并制定标准化的作业流程来维持成果。     

基于ADAMS的真空断路器合闸弹跳分析

介绍虚拟样机技术应用于真空断路器研发的基本过程。用三维制图软件UG绘制真空断路器的三维模型图。利用多体动力学仿真软件ADAMS对真空断路器的合闸弹跳进行仿真分析,结果表明增加触头超程弹簧的预压力可抑制弹跳时间。实测结果证实了该方法是可行的。     

一种可用于12 kV高速真空断路器的侧动式机械缓冲装置

在12 kV高速真空断路器中,一般不增加合闸缓冲装置,直动式操动机构往往会造成较大程度合闸弹跳,降低使用寿命.在优化设计的基础上,研制了一种双稳态永磁机构侧动式12 kV高速真空断路器.该真空断路器合闸时间在15 ms以内,分闸时间在10ms以内,合闸弹跳时间短,分闸反弹幅值小,达到了预期的目的.     

浅谈真空断路器触头自闭力与合闸弹跳

通过对真空断路器合闸过程中触头弹跳与触头自闭力之间关系的分析,提出作为合闸原动力一部分的触头自闭力也是影响真空断路器合闸弹跳的一个重要因素。     

真空断路器触头弹跳性能分析

触头的弹跳性能是真空断路器稳定工作的重要指标之一，通过对VS1—12型真空断路器（配用永磁操动机构）的分合闸弹跳性能进行理论和试验分析，得出了其产生弹跳的原因及处理的基本方法。     

浅谈真空断路器性能优化

提高真空断路器的产品质量主要是提高其操作机构的可靠性和优化真空断路器的关键特性参数,提高机构的可靠性可从简化机构结构,采用整体式结构,省略自由脱扣,实现零部件的自润滑和提高装配质量来实现,优化真空断路器的特性参数主要是优化合闸弹跳时间。     

10kV快速分相断路器样机研制

设计了一种分相式快速真空断路器,主要由混合式快速机构和固封极柱构成,混合式快速机构包括永磁机构和双线圈斥力机构2部分。利用Ansys Maxwell对快速机构进行了建模和有限元分析及其优化;并考虑实际产品中斥力机构的整体结构布局,对斥力部分线圈骨架材料及结构形式、有无斥力外壳支架进行了针对性的仿真优化。在仿真的基础上,研制了10 kV快速真空断路器的实验样机,并通过大量的实验验证了仿真的正确性。针对因快速机构合闸速度快导致的合闸弹跳大的问题,采用了液压缓冲装置及对其合理的结构设计来解决。最终实测其分闸时间为2.1 ms,分闸反弹小于2 mm,合闸时间为9.6 ms,合闸弹跳小于1 ms,满足国标规定和项目要求。样机在中国电科院试验站通过了包括短路关合和开断试验、机械试验、温升试验及动热稳定试验在内的多项型式试验。     

真空断路器行程及分合闸速度的测量

高压真空断路器的分闸、合闸速度是一项重要的技术参数。在真空断路器开关柜安装后,测试真空断路器的机械特性能直接反映出其机械配合、电气配合以及性能的优劣。当断路器分闸或合闸速度变化时,分闸、合闸速度与标准之间可能存在较大差距,但很难从分闸、合闸时间中对其作判断来取代测量分闸、合闸速度。因为其反映的是两个完全不同的特性．不能相互取代,即时间合格不等于速度合格。文章对不能简单地州真空断路器的分闸、合闸时间来替代反映分闸、合闸速度的测量问题进行了原因分析和技术探讨。