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當(dāng)前位置：ABB高壓斷路器技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：2018-01-19 瀏覽：
ABB高壓斷路器技術(shù)AB松司高壓斷路器技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，主要表現(xiàn)在：1）研制出PM型145242kV80kA單斷口壓氣罐式5匕斷路器；2）將5「6發(fā)電機(jī)斷路器的短路開(kāi)斷電流提高到200kA，研發(fā)出HEC7/ 8型額定電壓30/25ICV，額定電流24OOA（自然冷卻）和38OOA（強(qiáng)迫風(fēng)冷），額定短路開(kāi)斷電流160/200ICA的5已發(fā)電機(jī)斷路器；3）突破中壓斷路器制造傳統(tǒng)，將配永磁機(jī)構(gòu)的真空斷路器做大80kASF6罐式斷路器利用相同構(gòu)件降低造價(jià)ABB公司利用研發(fā)的80kA單斷口滅弧室，開(kāi)發(fā)出PM型145和245kV80kA壓氣罐式斷路器。其中，PMG型80kA型斷路器為三相操動(dòng)，而PM1型為單相操動(dòng)。
80kA斷路器可使用已大量生產(chǎn)并在運(yùn)行中經(jīng)受過(guò)實(shí)際考驗(yàn)的63kA斷路器的零部件。兩者的差異僅在于滅弧室和連接到滅弧室的內(nèi)套管上。
兩種滅弧室可使用同一操動(dòng)機(jī)構(gòu)和同一連桿，因?yàn)?0kA滅弧室不需增加多大的操作功?；钊蜌飧酌娣e亦未變。
63kA和80kA滅弧室工作在同一壓力升高極限值和同一打開(kāi)行程。因此兩者的壓縮功相同<；所不同的是動(dòng)能頭質(zhì)量略有增加，燃弧觸頭也僅增大幾毫米，而且打開(kāi)速度保持不變，由操動(dòng)機(jī)構(gòu)提供的總能量（SFft氣體壓縮功、動(dòng)能和磨擦損耗之和）盡管略有增加，但還在242PMG型現(xiàn)行操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作功之內(nèi)。80kA同63kA斷路器可用同一滅弧室噴嘴的改進(jìn)在新設(shè)計(jì)的80kA滅弧室中，有兩個(gè)區(qū)域需要改進(jìn)。第一是噴嘴通道必須重新設(shè)計(jì)，以便勝任245kV下更高的瞬態(tài)恢復(fù)電壓；第二是滅弧室殼體必須能容納和冷卻80kA故障時(shí)排出的熱氣。該公司利用沖擊特性曲線(xiàn)實(shí)驗(yàn)和完全現(xiàn)代化的計(jì)算軟件，研發(fā)出改型的噴嘴。
在開(kāi)斷過(guò)程中，噴嘴沿兩個(gè)方向噴出熱氣。動(dòng)、靜觸頭殼體的任務(wù)是接納這些熱氣，將它與冷氣混合，又返回氣罐內(nèi)。所排氣體的能量和容積的增加與故障電流成正比。因此，80kA滅弧室的殼體必須容納的排氣容量相當(dāng)于63kA滅弧室的1.6倍。
加外部電容器一只10nF電容器。80kA斷路器必須把電容提高到30nF.此外母線(xiàn)需要15F電容。外部電容器相當(dāng)大。但為了盡量減小它的大小和重量，將15nF和30nF元件裝在復(fù)合材料制作的殼體內(nèi)。它可以直接裝在任一個(gè)套管旁，這樣省去了單獨(dú)的基礎(chǔ)和電容器支架。
特大電流sf6發(fā)電機(jī)斷路器ABB公司自20世紀(jì)80年代以來(lái)，一直進(jìn)行不懈的努力，將SF6發(fā)電機(jī)斷路器做大做強(qiáng)，開(kāi)始做到24kV，額定電流12000A，短路開(kāi)斷電流100kA，后經(jīng)過(guò)達(dá)到額定電壓3 0/25kV，額定電流24000A（自然冷卻）38000A（強(qiáng)迫風(fēng)冷），額定短路開(kāi)斷電流高達(dá)160/200kA，為當(dāng)前最高參數(shù)的SF6發(fā)電機(jī)斷路器。它能滿(mǎn)足額定容量達(dá)150萬(wàn)kW的發(fā)電機(jī)組。
250kA發(fā)電機(jī)保護(hù)用壓縮空氣斷路器。1985年開(kāi)發(fā)出24kV12000A100kA發(fā)電機(jī)保護(hù)用SF6斷路器。該公司就以短路開(kāi)斷電流接近DR型空氣斷路器的HEC7/8型SF6斷路器取代DR型壓縮空氣斷路器。DR型壓縮空氣斷路器不再生產(chǎn)。該公司的HEC型電機(jī)36斷路器形成系列。額定電壓25kV/30kV，額定電流130002400038000A，額定短路開(kāi)斷電斷路器熄弧靠自能滅弧原理，意即吹弧所需的能量由電弧自己提供。電弧形成時(shí)釋放的能量使局部壓力上升和溫度急劇增高。促使壓力上升的另一個(gè)因素是電弧內(nèi)的磁改收縮效應(yīng)。這種由電流產(chǎn)生的磁力反過(guò)來(lái)從電弧中析出一股強(qiáng)大的縱向等離子射流，它向外射出，并部分進(jìn)入熱容積。
斷路器有兩個(gè)觸頭系統(tǒng)，一個(gè)用于承載工作電流，另一個(gè)為燃弧觸頭系統(tǒng)。
電氣時(shí)tt附表ABB公司發(fā)電機(jī)斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使額定電流觸頭系統(tǒng)先于燃弧觸頭系統(tǒng)幾秒打開(kāi)，并確使由燃弧觸頭承擔(dān)和開(kāi)斷全電流。燃弧觸頭打開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的開(kāi)斷電弧在大電流過(guò)零時(shí)被熄滅。小電流時(shí)電弧能量較小，不足以建立自動(dòng)吹弧所需的壓力。此時(shí)同心裝設(shè)的壓氣活塞起作用；它有助于在熱容積內(nèi)建立壓力，從而成功地熄滅電弧。
燃弧觸頭系統(tǒng)是關(guān)鍵。因?yàn)樵撓到y(tǒng)必須勝任瞬時(shí)峰值電流到600kA，故必須滿(mǎn)足一系列判據(jù)。燃弧觸頭由觸指組成。
基體部分為富有彈性的銅合金（CuCrZr），而燃弧的尖端為銅一鎢復(fù)合材料，基體和尖端連接部分亦為銅材。
斷路器的發(fā)熱設(shè)計(jì)，依據(jù)是假定在環(huán)境溫度40°C下持續(xù)流過(guò)額定電流，鍍銀觸頭的最高溫度可到l5°C.其他可接觸部件的溫度不超過(guò)70°C（―些情況下8（TC）。
封閉式結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是殼體不僅包圍內(nèi)導(dǎo)體而且也包圍外部返回電流路徑。因?yàn)檫@些電流處于180°反相情況，故外部的場(chǎng)強(qiáng)和發(fā)熱大大降低。圍繞滅弧室殼體的特殊形狀冷卻擴(kuò)大了表面積，并最大程度地導(dǎo)散了熱量。通過(guò)強(qiáng)迫風(fēng)冷來(lái)改進(jìn)對(duì)流散熱，就可將自然冷卻時(shí)的額定電流24000A提高到38000A.滅弧室殼體的環(huán)氧樹(shù)脂材料可承受溫度l5°C達(dá)30年之久。這種絕緣子的直徑為lm.澆鑄重量約110kg. HEC7/8型發(fā)電機(jī)斷路器已提供給亞洲市場(chǎng)，特別中國(guó)和馬來(lái)西亞，還提供給丹麥、德國(guó)和澳大利亞。
磁力操動(dòng)機(jī)構(gòu)ABB公司就用磁力操動(dòng)機(jī)構(gòu)不僅配真空也配SFfi斷路器。在這種斷路器中，觸頭被永久磁鐵保持在合闡及分闡位置，而不需外界任何能源。改變磁力方向，就可使觸頭分開(kāi)。改變方向的方法是使電磁鐵受電，控制元件受電，力的大小要與斷路器的不同類(lèi)型和其額定值相匹配。其法是改變永久磁鐵的片數(shù)。
永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)相比彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)帶來(lái)一系列優(yōu)勢(shì)：彈簧機(jī)構(gòu)由159個(gè)不同的零件組成，而永磁機(jī)構(gòu)僅由66個(gè)零件組成，零件數(shù)的大大減少，從而減少了庫(kù)存和出故障的可能性，將維護(hù)工作量減至最小；使電弧在觸頭表面運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)大了觸頭表面的利用范圍，防止了過(guò)熱和不均勻的燒損。這種觸頭用于中小電癉范圍。另一種觸頭設(shè)計(jì)在更大電流下發(fā)揮效力。這種觸頭結(jié)構(gòu)能形成縱磁場(chǎng)（AFM），促使電弧擴(kuò)散，加速其消亡，從而將觸頭的燒損減至最小。
縱磁場(chǎng)將短路開(kāi)斷電流提高到63kA以上。
作為真空斷路器核心的真空滅弧室固封在環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)。這樣，同樣的滅弧室可用于不同的額定電壓，只需要按額定電流選擇滅弧室。澆鑄樹(shù)脂提高了絕緣。
由于固封，故不需附加的緊固件，因?yàn)檩d流件被周?chē)臐茶T樹(shù)脂可靠地固定在它的位置上。這就大大的減少了滅弧室的零件數(shù)。
由于完全封閉，能防潮和灰塵，而且維護(hù)更加簡(jiǎn)單，壽命更長(zhǎng)。真空滅弧室本身陶瓷件更短。
ABB公司研發(fā)的三種新型產(chǎn)品，意在鞏固它在世界高壓市場(chǎng)的地位，擴(kuò)大市場(chǎng)份額。為此，打破傳統(tǒng)，不斷創(chuàng)新，使更大容量的產(chǎn)品脫穎而出。
突破傳統(tǒng)，技術(shù)創(chuàng)新真空斷路器之所以快速發(fā)展，是因?yàn)橥黄苽鹘y(tǒng)，技術(shù)創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)出新一代獨(dú)具特色的VM1型真空斷路器。它打破了一般結(jié)構(gòu)真空斷路器使用彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳統(tǒng)，它在技術(shù)上創(chuàng)新，研制出磁力操動(dòng)機(jī)構(gòu)、相柱固封技術(shù)及新系列真空滅弧室。其容量經(jīng)過(guò)20、25、31.5和40后，50kA產(chǎn)品即將投放市場(chǎng)。
80kA斷路器可使用已大量生產(chǎn)并在運(yùn)行中經(jīng)受過(guò)實(shí)際考驗(yàn)的63kA斷路器的零部件。兩者的差異僅在于滅弧室和連接到滅弧室的內(nèi)套管上。
兩種滅弧室可使用同一操動(dòng)機(jī)構(gòu)和同一連桿，因?yàn)?0kA滅弧室不需增加多大的操作功?；钊蜌飧酌娣e亦未變。
63kA和80kA滅弧室工作在同一壓力升高極限值和同一打開(kāi)行程。因此兩者的壓縮功相同<；所不同的是動(dòng)能頭質(zhì)量略有增加，燃弧觸頭也僅增大幾毫米，而且打開(kāi)速度保持不變，由操動(dòng)機(jī)構(gòu)提供的總能量（SFft氣體壓縮功、動(dòng)能和磨擦損耗之和）盡管略有增加，但還在242PMG型現(xiàn)行操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作功之內(nèi)。80kA同63kA斷路器可用同一滅弧室噴嘴的改進(jìn)在新設(shè)計(jì)的80kA滅弧室中，有兩個(gè)區(qū)域需要改進(jìn)。第一是噴嘴通道必須重新設(shè)計(jì)，以便勝任245kV下更高的瞬態(tài)恢復(fù)電壓；第二是滅弧室殼體必須能容納和冷卻80kA故障時(shí)排出的熱氣。該公司利用沖擊特性曲線(xiàn)實(shí)驗(yàn)和完全現(xiàn)代化的計(jì)算軟件，研發(fā)出改型的噴嘴。
在開(kāi)斷過(guò)程中，噴嘴沿兩個(gè)方向噴出熱氣。動(dòng)、靜觸頭殼體的任務(wù)是接納這些熱氣，將它與冷氣混合，又返回氣罐內(nèi)。所排氣體的能量和容積的增加與故障電流成正比。因此，80kA滅弧室的殼體必須容納的排氣容量相當(dāng)于63kA滅弧室的1.6倍。
加外部電容器一只10nF電容器。80kA斷路器必須把電容提高到30nF.此外母線(xiàn)需要15F電容。外部電容器相當(dāng)大。但為了盡量減小它的大小和重量，將15nF和30nF元件裝在復(fù)合材料制作的殼體內(nèi)。它可以直接裝在任一個(gè)套管旁，這樣省去了單獨(dú)的基礎(chǔ)和電容器支架。
特大電流sf6發(fā)電機(jī)斷路器ABB公司自20世紀(jì)80年代以來(lái)，一直進(jìn)行不懈的努力，將SF6發(fā)電機(jī)斷路器做大做強(qiáng)，開(kāi)始做到24kV，額定電流12000A，短路開(kāi)斷電流100kA，后經(jīng)過(guò)達(dá)到額定電壓3 0/25kV，額定電流24000A（自然冷卻）38000A（強(qiáng)迫風(fēng)冷），額定短路開(kāi)斷電流高達(dá)160/200kA，為當(dāng)前最高參數(shù)的SF6發(fā)電機(jī)斷路器。它能滿(mǎn)足額定容量達(dá)150萬(wàn)kW的發(fā)電機(jī)組。
250kA發(fā)電機(jī)保護(hù)用壓縮空氣斷路器。1985年開(kāi)發(fā)出24kV12000A100kA發(fā)電機(jī)保護(hù)用SF6斷路器。該公司就以短路開(kāi)斷電流接近DR型空氣斷路器的HEC7/8型SF6斷路器取代DR型壓縮空氣斷路器。DR型壓縮空氣斷路器不再生產(chǎn)。該公司的HEC型電機(jī)36斷路器形成系列。額定電壓25kV/30kV，額定電流130002400038000A，額定短路開(kāi)斷電斷路器熄弧靠自能滅弧原理，意即吹弧所需的能量由電弧自己提供。電弧形成時(shí)釋放的能量使局部壓力上升和溫度急劇增高。促使壓力上升的另一個(gè)因素是電弧內(nèi)的磁改收縮效應(yīng)。這種由電流產(chǎn)生的磁力反過(guò)來(lái)從電弧中析出一股強(qiáng)大的縱向等離子射流，它向外射出，并部分進(jìn)入熱容積。
斷路器有兩個(gè)觸頭系統(tǒng)，一個(gè)用于承載工作電流，另一個(gè)為燃弧觸頭系統(tǒng)。
電氣時(shí)tt附表ABB公司發(fā)電機(jī)斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使額定電流觸頭系統(tǒng)先于燃弧觸頭系統(tǒng)幾秒打開(kāi)，并確使由燃弧觸頭承擔(dān)和開(kāi)斷全電流。燃弧觸頭打開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的開(kāi)斷電弧在大電流過(guò)零時(shí)被熄滅。小電流時(shí)電弧能量較小，不足以建立自動(dòng)吹弧所需的壓力。此時(shí)同心裝設(shè)的壓氣活塞起作用；它有助于在熱容積內(nèi)建立壓力，從而成功地熄滅電弧。
燃弧觸頭系統(tǒng)是關(guān)鍵。因?yàn)樵撓到y(tǒng)必須勝任瞬時(shí)峰值電流到600kA，故必須滿(mǎn)足一系列判據(jù)。燃弧觸頭由觸指組成。
基體部分為富有彈性的銅合金（CuCrZr），而燃弧的尖端為銅一鎢復(fù)合材料，基體和尖端連接部分亦為銅材。
斷路器的發(fā)熱設(shè)計(jì)，依據(jù)是假定在環(huán)境溫度40°C下持續(xù)流過(guò)額定電流，鍍銀觸頭的最高溫度可到l5°C.其他可接觸部件的溫度不超過(guò)70°C（―些情況下8（TC）。
封閉式結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是殼體不僅包圍內(nèi)導(dǎo)體而且也包圍外部返回電流路徑。因?yàn)檫@些電流處于180°反相情況，故外部的場(chǎng)強(qiáng)和發(fā)熱大大降低。圍繞滅弧室殼體的特殊形狀冷卻擴(kuò)大了表面積，并最大程度地導(dǎo)散了熱量。通過(guò)強(qiáng)迫風(fēng)冷來(lái)改進(jìn)對(duì)流散熱，就可將自然冷卻時(shí)的額定電流24000A提高到38000A.滅弧室殼體的環(huán)氧樹(shù)脂材料可承受溫度l5°C達(dá)30年之久。這種絕緣子的直徑為lm.澆鑄重量約110kg. HEC7/8型發(fā)電機(jī)斷路器已提供給亞洲市場(chǎng)，特別中國(guó)和馬來(lái)西亞，還提供給丹麥、德國(guó)和澳大利亞。
磁力操動(dòng)機(jī)構(gòu)ABB公司就用磁力操動(dòng)機(jī)構(gòu)不僅配真空也配SFfi斷路器。在這種斷路器中，觸頭被永久磁鐵保持在合闡及分闡位置，而不需外界任何能源。改變磁力方向，就可使觸頭分開(kāi)。改變方向的方法是使電磁鐵受電，控制元件受電，力的大小要與斷路器的不同類(lèi)型和其額定值相匹配。其法是改變永久磁鐵的片數(shù)。
永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)相比彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)帶來(lái)一系列優(yōu)勢(shì)：彈簧機(jī)構(gòu)由159個(gè)不同的零件組成，而永磁機(jī)構(gòu)僅由66個(gè)零件組成，零件數(shù)的大大減少，從而減少了庫(kù)存和出故障的可能性，將維護(hù)工作量減至最小；使電弧在觸頭表面運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)大了觸頭表面的利用范圍，防止了過(guò)熱和不均勻的燒損。這種觸頭用于中小電癉范圍。另一種觸頭設(shè)計(jì)在更大電流下發(fā)揮效力。這種觸頭結(jié)構(gòu)能形成縱磁場(chǎng)（AFM），促使電弧擴(kuò)散，加速其消亡，從而將觸頭的燒損減至最小。
縱磁場(chǎng)將短路開(kāi)斷電流提高到63kA以上。
作為真空斷路器核心的真空滅弧室固封在環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)。這樣，同樣的滅弧室可用于不同的額定電壓，只需要按額定電流選擇滅弧室。澆鑄樹(shù)脂提高了絕緣。
由于固封，故不需附加的緊固件，因?yàn)檩d流件被周?chē)臐茶T樹(shù)脂可靠地固定在它的位置上。這就大大的減少了滅弧室的零件數(shù)。
由于完全封閉，能防潮和灰塵，而且維護(hù)更加簡(jiǎn)單，壽命更長(zhǎng)。真空滅弧室本身陶瓷件更短。
ABB公司研發(fā)的三種新型產(chǎn)品，意在鞏固它在世界高壓市場(chǎng)的地位，擴(kuò)大市場(chǎng)份額。為此，打破傳統(tǒng)，不斷創(chuàng)新，使更大容量的產(chǎn)品脫穎而出。
突破傳統(tǒng)，技術(shù)創(chuàng)新真空斷路器之所以快速發(fā)展，是因?yàn)橥黄苽鹘y(tǒng)，技術(shù)創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)出新一代獨(dú)具特色的VM1型真空斷路器。它打破了一般結(jié)構(gòu)真空斷路器使用彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳統(tǒng)，它在技術(shù)上創(chuàng)新，研制出磁力操動(dòng)機(jī)構(gòu)、相柱固封技術(shù)及新系列真空滅弧室。其容量經(jīng)過(guò)20、25、31.5和40后，50kA產(chǎn)品即將投放市場(chǎng)。
