AREVA真空灭弧室与真空断路器技术

1引言2006年6月23日,AREVA输配电公司宣布其两个新厂在厦门正式落成。其中一为阿海珐输配电(厦门)真空器件有限公司,主要生产10～40.5kV真空灭弧室,另一为阿海珐输配电(厦门)开关有限公司,主要生产中压断路器。阿海珐输配电公司新建这两个厂,增强了其在中压真空断路器市场的实力。在这之前,笔者对阿海珐输配电公司真空断路器的了解,主要停留在HVX型永磁真空断路器上。后来随着阿海珐输配电两厂的建立,才对其真空灭弧室和真空断路器有了进一步了解。AREVA真空灭弧室与真空断路器有其结构特点和技术上的优势。2真空灭弧室AREVA输配电公司真空开关管(真空灭弧室)的技术成就归功于其在英国分公司(G E C)和德国分公司(AEG)。这两家分公司在真空开关技术上很有建树,如英国GEC公司于20世纪70年代首家获得CuCr触头材料专利,并一直沿用至今。AREVA输配电公司的真空灭弧室为VG系列,参数做到额定电压40.5kV,额定电流5000A(无需强制冷却),额定短路开断电流63kA。额定短路电流开断次数(50kA及以下)100次,机械寿命30000次。20世纪80年代,该公司采用一次封排技术,最大限度减少了生产过程的...     

ABB公司高压断路器技术的进步

近年,ABB公司高压断路器技术有了长足的进步,取得了新的发展.这主要表现在三个方面:一、研制出PM型145kV～242kV80kA单断口压气罐式SF6断路器;二、将SF6发电机断路器的短路开断电流提高到200kA,研发出HEC7/8型额定电压30/25kV额定电流24000A(自然冷却)和38000A(强迫风冷)额定短路开断电流160/200kA的SF6发电机断路器;三、突破中压断路器制造传统,将配永磁机构的真空断路器做大做强,现已推出20kA、25kA和31.5kA产品,50kA产品将不久推入市场.它与传统断路器不同之处,在于技术创新.     

ABB高压断路器技术

ABB公司高压断路器技术有了长足的进步,主要表现在:1)研制出PM型145～242kV 80kA单断口压气罐式SF6断路器;2)将SF6发电机断路器的短路开断电流提高到200kA,研发出HEC7/8型额定电压30/25kV,额定电流24000A(自然冷却)和38000A(强迫风冷),额定短路开断电流160/200kA的SF6发电机断路器;3)突破中压断路器制造传统,将配永磁机构的真空断路器做大做强.     

真空断路器的应用现状与开发前景

真空开关(真空断路器、真空接触器和真空负荷开关等)以高真空作为灭弧和绝缘介质,触头与灭弧系统简单,具有使用寿命长,检修间隔时间长,易于维护,适合频繁操作,体积小、质量轻等优点,已在中低压领域有了广泛的应用。真空断路器使用安全,防火防爆,司靠性高,随着制造技术以及理论研究水平的不断提高,已经朝着高电压、大容量的方向发展。为了研制更高电压等级的真空断路器,国内外众多研究机构和学者已经开始在多个方面做了广泛的探讨和研究,包括寻找新的触头材料、开发新的灭弧技术、采用新的绝缘措泰,以及使用新的制造工艺等等。国内外主要真空断路器产品国产真空断路器我国真空断路器早期以引进为主,目前我国生产的真空断路器的序号以“ZN”或者“ZW”开头,分别表示室内和室外。例如ZN12型即表示最高工作电压为12kV,额定开断电流为12.5-31．5A,额定开断电流为31.5-50kA的一系列真空断路器。而ZN12A与ZN12则表示安装方式的不同,ZN12A型为悬挂式配固定柜,而ZN12型作为断路器手推车配手车柜。早期国内真空断路器生产以广州南洋电器厂、西安高压开关厂等为主,生产的也都是国外型号的复制品。目前国内真空断路器得到了广泛应用,20世纪90年代以来全国各地真空开关厂家也如雨后春笋般蓬勃发展,当前多数真空灭弧室制造公司在立足于开发新产品的同时,正在进行老产品的整顿、质量提高和改进。额定电流得到了提高,已达到4000A,开断电流可达到63kA,并能利用真灭弧室的潜在能力,在真空电弧电流过零前约300-4001xs的范围内进行触头的高速瞬时分离,可以增高开断电流约一个数量等级。原为40kA开断能力的真空灭弧室,采用这一措施后,开断船力可提高到50kA左     

对真空断路器若干问题的商榷

真空断路器是6～10kV开关无油化的重点设备。从90年代起我国真空断路器即进入大规模生产,到1996年真空断路器的产品在10kV电压等级中已占69.9％,真空断路器的性能也有较大的提高(额定电流达4000A,额定短路开断电流达63kA)。由于生产厂家大量上马,目前产品的设计序号已编至66个。其中ZN28-10和ZN12-10型真空断路器的装机容量较大。由于制造厂过     

大容量发电机断路器用真空灭弧室

随着真空开关技术的发展,采用新型纵磁均布式触头技术的真空发电机断路器成功地通过了严酷的12kV/6300A/80kA型式试验。结果表明,其真空灭弧室结构先进、性能优异、完全符合GB/T14824-93发电机断路器通用技术条件的规定。本文着重探讨满足发电机回路严酷条件下大电流真空灭弧室的核心设计和型式试验。     

新型126kV高压真空断路器的设计及开断能力试验研究

针对真空开关技术在126kV高电压等级应用的问题,提出了一种新型的126 kV高压真空断路器的设计方法。基本思想是采用双断口模式,设计了断路器的断口布置,使断口电压均匀分布,从而无需加装均压电容,避免传统方法中因均压电容的增加带来的隐患;根据断口布置,确定断路器的运动系统,利用虚拟样机软件ADAMS确定了优化结果;针对该新型断路器的开断能力测试,搭建了合成试验回路,经过一系列的试验,证实了新型的126 kV高压真空断路器具有31.5kA短路电流开断能力,表明该126kV高压真空断路器的设计不仅可行,而且新颖有效。     

基于单元化真空断路器串并联结构的大容量高压断路器设计方案

针对目前制造工艺的高压交流断路器参数水平不能满足日益增长的电网短路电流水平引起的保护要求,提出了一种基于单元化真空断路器串并联结构的大容量高压断路器设计方案。该断路器将40.5kV光控单元化真空断路器通过均压组件串联成为110kV的高压断路器,同时利用具有高耦合度、正常工作状态下能耗小的空心分裂电抗器,有效实现了自动均流和限流功能、集成控制、成倍增大断路器承受的额定电流以及短路电流能力。对该设计的工作原理进行了理论分析及仿真计算后试验验证了其可行性,因而在真空断路器领域开创了新的技术思路,在参数指标上达到了新的高度,迄今国内外尚未出现同时达到电压〉110kV、额定电流〉5kA、额定短路开断电流〉80kA的真空断路器。     

新型直流真空断路器强迫换流分断特性

基于强迫换流原理的新型混合型直流真空断路器是解决高上升率直流短路电流分断难题的有效方式。获知短燃弧、短间隙条件下真空开关大电流分断特性是快速直流真空断路器的研制基础。利用合成实验平台,研究了采用Cu Cr50平板型触头的真空开关,燃弧时间数百微秒,触头开距不足2 mm的条件下,分断20 kA左右电流的介质强度恢复特性。实验结果表明:真空开关分断电流17 kA时,以110 A/μs的速率换流过零后,经过41μs的近似零电压阶段的恢复,可以成功抗受10 kV/mm的电场应力,但延迟击穿重燃现象时有发生;分断电流21 k A时,电场应力不足5 kV/mm时,便会发生击穿重燃。通过触头结构设计,使开关分离拉燃电弧时形成双柱乃至多柱电弧成为改善真空开关分断特性的可行方法。     

ZW32A-24户外高压交流真空断路器的研制

目前国内正在进行20kV电网的建设改造,针对20kV电压等级供电设备短缺的情况,研制出额定电流1250A、额定短路开断电流25kA的三相分立敞开式结构的24kV户外高压交流真空断路器,避免了同类产品箱式结构出现的“内部凝露”问题。介绍了ZW32A-24型户外高压交流真空断路器的研发历程。分析和设计了产品整体结构、操动机构、绝缘性能以及微机保护控制装置。该断路器技术参数完全满足并在部分参数上超过了20kV户外柱上真空断路器的技术规范,具有广阔的发展前景。     

新型72.5 kV真空断路器的研发设计

为了适应国家“碳达峰、碳中和”的发展需求,研制具有结构简单、环境适用范围广、免维护和可靠性高等优点的开关设备是发展第三代环保智能变电站的产品基础。文中以72.5 kV真空断路器为研究对象,通过有限元仿真分析确定了真空灭弧室关键零部件的具体尺寸、动静触头开距和动静触头类型,并对断路器主回路进行温升仿真校核,计算结果表明,新设计的72.5 kV真空断路器具有额定通流3 150 A和开断40 kA故障电流的能力,各项型式试验的顺利通过验证了72.5 kV真空断路器结构设计的合理性。     

日本研制的550kV单断口SF_6断路器

<正> 一、550kV单断口SF_6断路器的特点和构造日本东芝公司从1990年开始研制550kV、63kA单断口的SF_6断路器,其额定短路开断电流为5O及63kA.除了用于60Hz的63kA外,均不带用于改善开断近区故障条件的并联电容.其他额定参数和先前的双断口断路器相同.     

LW8-35型户外高压SF6断路器补充气方法及操作步骤

1999年我站安装两台LW8—35型户外高压SF6断路器（额定电压35kV,额定电流1600A,额定短路断开电流25kA,额定开合单个电容组电流400A,额定气压0．45MPa。闭锁气压0．4MPa,气体质量8kg）,在汛前检修与试验中,发现断路器气压报警动作,现场检查真空压力表显示SF6气体压力接近于0．4MPa。用检漏仪检测无漏点,     

直流断路器电流开断试验技术与试验回路

随着直流电力技术的不断发展,直流断路器在高、低压直流电网中的重要性日益明显,直流断路器的试验技术与试验回路设计、实施也成为容量试验站研究的热点。文中分别讨论了中低压直流断路器、高压直流断路器的电流开断技术、开断要求,以及开断试验回路的设计、实施和试验技术。所设计的中低压直流断路器电流开断试验回路一期调试结果为额定电压2 kV、额定短路电流82.6 kA/峰值126.2 kA,完全满足1.8 kV/80 kA直流断路器的试验需求,此外根据设备参数理论上的试验容量可以满足额定参数4 kV/125 kA直流断路器的试验需求。进一步讨论了高压直流断路器电流开断的合成和直接试验回路,并给出了以直接试验回路进行试验时的典型试验结果。文中的研究内容为大容量试验站进行中低压和高压直流断路器电流开断试验回路设计和试验实施具有一定的参考价值。     

国内外真空断路器高电压等级开发动态

简要介绍世界各国真空开关制造公司,例如日本各公司和西门子公司开发的高电压各种等级的真空断路器技术情况。我国126 kV真空断路器开发情况。     

550kV/50kA单断口断路器的开发

通过对550kV/63kA双断口断路器和363kV/50kA单断口断路器技术加以改进,利用计算机解析技术,提高了额定SF6气体压力和分闸速度,对弧触头和喷口形状进行了改进,优化了灭弧室结构,从而开发出550kV/50kA单断口罐式断路器样机。该样机分别在国家高压电器质量监督检验中心和KEMA实验站完成了绝缘试验及容性电流、大容量开断等试验项目。550kV单断口断路器所有电气性能得到了确认。     

现代SF_6断路器的参数

<正> 目前,几乎所有制造高压(120—250kV)和超高压(300—800kV)断路器的大公司都生产SF_6断路器。与空气和油断路器比较,SF_6断路器具有许多技术优点。此外,SF_6封闭式组合电器中必须要用SF_6断路器。SF_6断路器在开断近区故障、开断小电容电流、自动重合闸循环中的操作、开断反相等方面比空气和油断路器优越。检查和维修工作量少得多。操作时它们产生的噪音较小。它们的应用不受低温结冰的危险性影响。 SF_6断路器的开断能力和其它形式的断路器一样。对于电压550kV(最大工作电压),额定开断电流达63kA(动稳定电流160kA)。对于电压800kV(最大工作电压),额定开断电流等于50kA。     

ZW32A-24/T1250-25户外高压交流真空断路器的研制

目前国内正在进行20kV电网的建设改造工程,针对我国20kV电压等级供电设备短缺的情况,研制出额定电流1 250 A、额定短路开断电流25 kA的24 kV户外高压交流真空断路器。对整体结构和弹簧操动机构进行了介绍,并利用ANSYS软件对绝缘结构进行了仿真设计,并提出改进方案。     

LW■—10柱上式SF_6断路器研制成功

<正> 由西安高压电器研究所、河南获嘉电器设备厂和广东湛江高压电器厂联合研制的10kV户外型柱上SF_6断路器,1985年12月在西安高压电器所通过样品鉴定。 该断路器额定电压10kV,额定电流400A,额定开断短路电流6.3kA,额定操作顺序(手力储能机构)分180s合分180s合分和(电动储能机构)分0.5s合分180s合分,6.3kA电寿命     

环保型罐式多断口真空断路器电场分析与优化

环保替代SF_6断路器是高压开关领域亟待解决的问题。文中提出一种基于多断口真空开关灭弧、环保气体绝缘的全环保型罐式多断口真空断路器思路与整体方案。采用COMSOLMultiphysics软件建立126kV环保型罐式多断口真空断路器电场模型,仿真得到罐体内部多断口真空开关连接结构、灭弧室等关键部件电场分布。依据该电场分布对罐体内部绝缘薄弱部分进行优化设计,确定罐式断路器结构参数,将罐体内最大电场强度由30.5 MV/m降低为18.5 MV/m。通过分析环保型CF_3I气体的绝缘特性,联合电场分析与电场优化结果对环保绝缘气体初步选型,初步得到了126 kV全环保型罐式多断口真空断路器的设计,为后续126 kV罐式多断口真空断路器样机研制及更高等级罐式多断口断路器样机研制提供了理论依据。