目前真空斷路器廠家大多都選用油緩沖器或橡皮緩沖器。油緩沖器緩沖能力強,幾乎沒有反彈力。橡皮緩沖器結(jié)構(gòu)簡單、造價低,缺點是有反彈力。它們共同的缺點是受環(huán)境溫度影響較大。油緩沖器在低溫時粘性增大,制動力顯著增大;橡皮緩沖器在低溫下橡皮彈性變差,影響緩沖性能[5]。
型式試驗中發(fā)現(xiàn),溫度過低對真空斷路器的機械參數(shù)有很大的影響。當(dāng)溫度低于零下20℃后,彈簧受溫度影響變硬;有些南方廠家為防潮在彈簧表面涂上潤滑油;加之油緩沖器制動力的增大,致使某些戶內(nèi)真空斷路器的分合閘速度變得較低,使型式試驗無法進行。在做合成試驗時,分閘時間的不穩(wěn)定會嚴重影響合成的成功率,既影響試驗進度,又多花費試驗費用。
戶內(nèi)斷路器使用條件[6]對環(huán)境溫度的要求分為兩個等級,允許的最低溫度分別為-15℃和-25℃。所以,真空斷路器廠家在冬季做型式試驗時,要根據(jù)產(chǎn)品的溫度等級,充分考慮環(huán)境溫度的影響,選擇優(yōu)質(zhì)的彈簧材料,分、合閘彈簧及觸頭彈簧最好不要涂抹潤滑油或選用低溫油(包括油緩沖器)。
現(xiàn)場解決的方法一般是用碘鎢燈烘烤,這種方法對尺寸較小的真空斷路器效果更明顯一些。
分閘反彈幅值經(jīng)驗值為12kV真空斷路器小于1.5mm,27.5kV及以上真空斷路器小于2mm。實際調(diào)整時分閘反彈越小越好。
合閘速度與合閘彈跳
合閘速度
合閘速度是指真空斷路器在合閘過程中動觸頭向靜觸頭運動的平均速度。由于真空滅弧室在額定開距時的靜態(tài)耐壓水平比較高,因而真空斷路器的合閘速度可以比分閘速度低很多。不同電壓等級的真空滅弧室要求的合閘速度略有不同,在相同電壓等級下,合閘速度在比較大的范圍內(nèi)對關(guān)合能力影響不大。
合閘速度的確定主要考慮兩個因素,一個是剛合前的預(yù)擊穿,另一個是合閘彈跳。因合閘速度較慢而導(dǎo)致預(yù)擊穿時間過長及因合閘速度較快而導(dǎo)致的彈跳時間過長都易產(chǎn)生合閘熔焊。
型式試驗前實際調(diào)整時建議合閘速度盡量靠近真空滅弧室廠家給定范圍的中心值。
合閘彈跳
合閘彈跳是指在合閘過程中觸頭走完行程,兩觸頭剛接觸上又分開瞬間到觸頭完全接觸不再分開所經(jīng)歷的時間。在短路關(guān)合時合閘彈跳時間過長易導(dǎo)致觸頭熔焊。
影響合閘彈跳的因素較多,除合閘速度外,真空滅弧室的觸頭材料、觸頭結(jié)構(gòu)和真空斷路器的觸頭壓力、超行程、動端的質(zhì)量、機構(gòu)的傳動間隙等對彈跳都有很大的影響。有些影響因素需要在真空斷路器的設(shè)計過程中就要考慮。為抑制合閘彈跳,真空斷路器廠家需要采取的措施有:1)選擇剛性好的觸頭彈簧;2)合閘速度要適宜;3)保證足夠的超行程;4)盡量減小動端質(zhì)量;5)減小機構(gòu)傳動環(huán)節(jié)的裝配間隙;6)保證真空斷路器各支撐部件的強度及相關(guān)部分的螺栓緊固不松動等。
型式試驗過程中短路關(guān)合時產(chǎn)生的電動力是阻止觸頭關(guān)合的斥力,對彈跳有一定的緩解作用,所以實際短路關(guān)合時的彈跳會比空載時測得的彈跳要小一些。
各真空滅弧室生產(chǎn)廠家一般要求合閘彈跳時間不大于2 ms,實際調(diào)整時越小越好。
觸頭壓力和超行程
觸頭壓力
真空斷路器在合閘狀態(tài)時,操動機構(gòu)施加給真空滅弧室的外加壓力與真空滅弧室的觸頭自閉力之和為真空滅弧室的觸頭壓力。觸頭壓力分為觸頭初壓力和觸頭終壓力。由于真空滅弧室在封排后其自閉力是固定的,觸頭終壓力的大小主要取決于觸頭彈簧的剛度和超行程;觸頭初壓力的大小主要取決于觸頭彈簧的剛度和觸頭簧的預(yù)壓縮量。
觸頭壓力主要有以下幾方面的作用:1)可以使真空滅弧室的接觸電阻保持在規(guī)定的數(shù)值之內(nèi),在一定的范圍內(nèi),觸頭終壓力越大,接觸電阻越小;2)可以滿足動穩(wěn)定的試驗要求,在做動穩(wěn)定試驗時,觸頭終壓力必須大于動穩(wěn)定電流所產(chǎn)生的斥力,否則會導(dǎo)致觸頭斥開使真空滅弧室炸裂燒毀;3)可以抑制合閘彈跳,足夠的觸頭初壓力是減小合閘彈跳的有效措施之一;4)可以預(yù)防短路關(guān)合時由于過大的觸頭斥力而產(chǎn)生的觸頭熔焊,型式試驗中短路合分操作時觸頭間的熔焊絕大多數(shù)都是由于觸頭終壓力不足造成的。 在保證上述作用的前提下,觸頭壓力也不宜過大。過大的觸頭壓力既增加了操動機構(gòu)的合閘功,也易造成真空滅弧室在合閘時的機械損傷,如觸頭的變形和導(dǎo)電桿的彎曲及壓縮等。
CuCr觸頭終壓力經(jīng)驗值見表2,型式試驗前實際調(diào)整時建議取中心值以上。
超行程
超行程是指合閘操作中,開關(guān)觸頭接觸后動觸頭部件繼續(xù)運動的距離。
超行程的作用體現(xiàn)在以下幾個方面:1)保證觸頭在一定的電磨損后仍能保持足夠的觸頭終壓力;2)借助觸頭彈簧力為合閘提供緩沖,抑制合閘彈跳;3)在分閘時使動觸頭獲得一定的初始加速度,提高剛分速度,拉斷輕微熔焊點。
和觸頭壓力一樣,超行程也不是越大越好。超行程太大,在同樣的觸頭彈簧剛度的情況下會增加操動機構(gòu)的合閘功,容易造成合閘不到位而使合閘變得極不可靠。
真空斷路器的超行程一般取觸頭開距的15%~40%[7]。真空滅弧室廠家沒有給出具體的推薦值,實際調(diào)整應(yīng)與觸頭彈簧的剛度兼顧考慮,要保證給出足夠的觸頭終壓力
結(jié)束語
真空滅弧室的制造質(zhì)量和真空斷路器的機械參數(shù)是型式試驗中影響短路關(guān)合與開斷成功率的主要因素。
真空滅弧室出廠后其各項指標(biāo)幾乎不再變化,基本不受人為因素及環(huán)境因素的影響。真空斷路器從出廠前的裝配到型式試驗前的調(diào)整要經(jīng)過多次的機械磨合,其機械參數(shù)受人為因素及環(huán)境因素的影響較大。且不同的真空斷路器廠家對型式試驗中機械參數(shù)的理解也有略有不同,這就需要真空斷路器廠家和真空滅弧室廠家的技術(shù)(試驗)人員在試驗前的充分溝通。只有對真空滅弧室的性能指標(biāo)和真空斷路器的機械參數(shù)有了足夠的了解和掌握,才能將真空斷路器的總體性能調(diào)整到最佳狀態(tài)。