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高压真空断路器”因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名;其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点,在配电网中应用较为普及。发展简史1893年,美国的里顿豪斯提出了结构简单的真空灭弧室,并获得了设计 。1920年瑞典佛加公司 次制成了真空开关。1926年美国索伦森等公布的研究成果也显示了在真空中分断电流的可能性,但因分断能力小,又受到真空技术和真空材料发展水平的限制,尚不能投入实际使用。随着真空技术的发展,50年代美国才制成 批适用于切断电容器组等特殊要求的真空开关,分断电流尚停在4千安的水平。由于真空材料冶炼技术上的进步和真空开关触头结构研究上所取得的突破,1961年,美国通用电气公司开始生产15千伏、分断电流为12.5千安的真空断路器。1966年试制成15千伏、26千安和31.5千安的真空断路器,从而使真空断路器进入了高电压、大容量的电力系统。80年代中期,真空断路器的分断能力已达100千安。中国从1958年开始研制真空开关,1960年西安交通大学和西安开关整流器厂共同研制成 批6.7千伏、分断能力为600安的真空开关;随后又制成10千伏、分断能力为1.5千安的三相真空开关。1969年华光电子管厂和西安高压电器研究所制成了10千伏、2千安单相快速真空开关。70年代以后,中国已能独立研制和生产各种规格的真空开关。
真空断路器通常可分多个电压等级。低压型一般用于防爆电气使用。像煤矿等等。
具体介绍
额定电流达到5000A,开断电流达到50kA的较好水平,并已发展到电压达35kV等级。
80年代以前,真空断路器处于发展的起步阶段,技术上在不断摸索,还不能制定技术标准,直到1985年后才制定相关的产品标准。[1]
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真空断路器要向高电压使用领域发展,提高真空灭弧室断口极间绝缘耐受能力制成额定电压较高的单独断口真空灭弧室的经济意义是巨大的,不但可减少串联断口的数量,而且使断路器结构简单,从而提高了设备可靠性并使设备造价亦相应降低。提高单断口真空灭弧室的绝缘耐受能力主要在下列三方面采取措施。
真空灭弧室内触头间耐压强度的提高
前面以说过,在灭弧室内部高度真空的情况下,触头间存在的气体非常稀少,不会受极间电压而产生游离,但极间发生击穿是客观存在,从而产生几种真空绝缘破坏机理的解释。真空间隙实际击穿时,有可能是几种机理同时发生作用,而且击穿途径中总是有游离气体存在,这是由施加电压后产生的金属蒸汽或触头释放了所吸附的气体提供的。基于此点出发,采取下列措施以提高真空灭弧室触头间隙的耐压性能
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电极的阴极表面沾污,将发生放电现象。放电是一种小的自抑制熄灭的电流脉冲,它的总放电电荷3107C,存在时间由50ms到几ms,放电一般发生在大于1mm的间隙中。
这些真空间隙的击穿机理表明,真空电极的材料与电极的表面状况对真空间隙的绝缘都是非常要害的因素。
真空间隙的绝缘耐受能力与在先的分合闸操作工况有关
真空断路器接触间隙的击穿电压,因耐压实验前不同工况的分合闸操作有相应的不同结果,意大利哥伦布(Colombo)工程师在设备讨论会上有文论述过这方面的问题:试验对象是24KV断路器,铜铬触头,额定开断电流16KA,额定电流630A,触头开距15。8mm,触头分闸速度1。1m/s,合闸速度为0。6m/s。试验程序列于表1。
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