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真空開關(guān)
閱讀�8790�(shí)間:2010-09-27 09:26:32

      真空開關(guān),為純機(jī)械形變導(dǎo)�微動(dòng)開關(guān)�(dòng)作。當(dāng)壓力增加�(shí),真空開�(guān)作用在不同的傳感壓力元器件(膜片、波紋管、活塞)�(chǎn)生形�,將向上移動(dòng),通過欄桿彈簧等機(jī)械結(jié)�(gòu),最終啟�(dòng)最上端的微�(dòng)開關(guān),使電信�(hào)輸出。機(jī)�壓力開關(guān)�(shè)定方式從功能原理上均為連續(xù)位移型,�(shè)定點(diǎn)可單�(diǎn)�(shè)定并最多可�(dá)�3�(gè)不同的設(shè)定點(diǎn),有�(fù)壓及正負(fù)壓兼顧的不同量程段的多種選擇。在�(cè)�(fù)壓的同時(shí),真空開�(guān)可以耐受一定強(qiáng)度的正壓,在電力行業(yè)有極廣泛的應(yīng)用�

工作原理

 1.真空的絕緣特�
  �(shí)�(yàn)表明.真空間隙擊穿電壓在初期隨真空度的提高而增大.�(dāng)真空度達(dá)�1O一1O托時(shí),擊穿電壓即保持不變,這就是真空管真空度不能低�1O一1O托的原因�

 2.真空電孤的特�(diǎn)
    電弧特性主要決定于金屬蒸氣的性質(zhì)。但大小不同的電流.其電弧的特點(diǎn)也不相同。電流在�(shù)千安以下的叫小電流真空電弧。目前礦井使用的真空開關(guān)一般都在數(shù)千安以下。故截流�(xiàn)象是普遍存在的。所謂截流現(xiàn)象就是小電流的真空電�,當(dāng)電流小到一定值時(shí),由于弧柱擴(kuò)散速度過快,使陰極班點(diǎn)附近的蒸氣壓降和溫度驟降,電弧難以維持而突然熄滅的�(xiàn)��

�(shè)備結(jié)�(gòu)形式

 1.真空斷路器的觸頭
  (1)材質(zhì)方面:用作觸頭的金屬材料可分為兩類:一類是耐弧,難熔的純金屬,如鎢、鉬等.另一類是由銅、鈕為主體的合金材料,目前常用的無氧銅就是這類合金�
 ?�?)結(jié)�(gòu)方面:保持真空度的主要元件是波紋管。但真空管的體積盡可能小也是�(guān)鍵.為了減少體積,管�(nèi)只安裝了�(dòng)、靜觸頭而不�(shè)其它滅弧�(shè)�,提高滅弧能力僅通過�(duì)�(dòng)、靜觸頭的形狀�(shè)�(jì)來實(shí)�(xiàn)。常見的外螺旋槽觸頭就是一種典型的形式�

 2.電路特點(diǎn)
  (1)�(shè)置過電壓吸收電路:由于截流現(xiàn)象產(chǎn)生操作過電壓;在高壓開關(guān)中f6kv1加裝一組壓敏電�。在低壓真空開關(guān)中加裝一組阻容過電壓吸收電路,使操作過電壓能被限制在一定范圍內(nèi)(一般為2�5�3�5倍相電壓�)�
  (2)采用多種保護(hù)電路:脒80A開關(guān)(一般僅安裝熱斷電器)外.120A 以上開關(guān)一般都安裝電機(jī)綜合保護(hù)��

�(guó)外發(fā)展概�

     人類從事將真空作為滅弧和絕緣介質(zhì)的應(yīng)用研�,到�(xiàn)在已有一百多年的歷史。早�1893 �,美�(guó)人里頓豪�(Rittenhause)就設(shè)�(jì)出世界上�1 只真空滅弧室并以專利的形式發(fā)表;1920�,瑞典佛加(Birka)公司研制出世界上臺(tái)真空開關(guān)�1926�,加里福尼亞工學(xué)院的索倫森(Sornsen)教授�(fā)表了真空開關(guān)的試�(yàn)�(jié)�,并�(yù)言�(yīng)用真空開�(guān)的時(shí)代不久就�(huì)到來。由于當(dāng)�(shí)的真空技�(shù)還很落后,使得真空開�(guān)在工�(yè)上的�(shí)際應(yīng)用被大大推遲��
    �1950年前�,隨著真空技�(shù)以及相關(guān)技�(shù)如冶金技�(shù)等的�(fā)�,真空滅弧室的制造技�(shù)得到了提�,又重新開始了真空開�(guān)在工�(yè)上應(yīng)用的研究�1956�,羅�(H.Cross)�(duì)杰寧無線電制造公�(Jenning)生產(chǎn)的用于高頻回路的真空開關(guān)�(jìn)行了改�,試制出�15kV�200A的真空開�(guān)�
    1961年美�(guó)通用電氣公司在總�(jié)前人�(jīng)�(yàn)的基�(chǔ)上首先研制成功額定電�15kV�12.5kA的真空斷路器�1966年相繼研制成功額定電壓為15kV、開斷電流為25kA�31.5kA的真空斷路器,從此真空開�(guān)正式�(jìn)入電力開�(guān)的行�,美�(guó)也因此成為世界上最早批量生�(chǎn)和使用真空開�(guān)的國(guó)家,在其影響和推�(dòng)�,歐洲和亞洲的部分國(guó)家也相繼開始了研制工�,真空開�(guān)從此在全球范圍內(nèi)得到�(rèn)同和�(fā)��
    二十世紀(jì)70年代�,全球范圍掀起的中壓開關(guān)無油化浪潮給真空開關(guān)帶來了前所未有的發(fā)展機(jī)�。憑借自身巨大的技�(shù)�(yōu)�(shì),真空開�(guān)僅用了不�20年的�(shí)間就取代少油開關(guān)而成為中壓領(lǐng)域的主導(dǎo)�(chǎn)�。目前單斷口真空斷路器已�(dá)�145kV 電壓等級(jí),短路開斷電流已�(dá)�200kA �

我國(guó)�(fā)展概�

     我國(guó)真空開關(guān)的研制工作始于二十世紀(jì)50年代�,基本與美國(guó)同步,略早于日本�
    1958 �,由西安交通大�(xué)電器教研室和�(dāng)�(shí)的西安高壓開�(guān)整流器廠合作成立了一�(gè)廠校�(lián)合研制小組,由王季梅副教授和童永潮總工程師負(fù)�(zé),正式開展真空開�(guān)的研制工作。小組成立后不到半年就成功研制出我國(guó)只真空滅弧室,并在西安交通大�(xué)電器�(shí)�(yàn)室的合成回路上通過�50Hz�4kV�5kA的電流開斷試�(yàn)�
    此后,西安高壓電器研究所�1960 年研制成功了電壓�6.7kV�500A 的單相真空開�(guān),西安交通大�(xué)�1964年開�(fā)成功10kV�1500A 的三相真空開�(guān),當(dāng)同年這臺(tái)三相真空開關(guān)在北京全�(guó)高教展覽�(huì)上展出時(shí),受到來自全�(guó)各地專家的好�(píng),并引起全國(guó)各省市開�(guān)制造廠的極大興趣,是為推動(dòng)我國(guó)真空開關(guān)生產(chǎn)和發(fā)展的起始�(diǎn)�
    1968�9�5�,國(guó)家重�(diǎn)�(guó)防工�(6895工程)在華光電子管廠實(shí)�,同年誕生了我國(guó)只商用真空滅弧室,從此華光電子管廠成為國(guó)�(nèi)生產(chǎn)真空滅弧室的企業(yè)�
    此后由于受到“文革”的影響,我�(guó)在真空電弧理論研究和真空開關(guān)開發(fā)方面的工作暫�(shí)停頓,一直到1976年才開始恢復(fù)。當(dāng)�(shí)�(guó)�(nèi)從事真空電弧理論研究的主要單位有西安交通大�(xué)、西安高壓電器研究所和上海電器科�(xué)研究所三家�1978年以�,國(guó)�(nèi)�10多家工廠正式投入真空開關(guān)的生�(chǎn),所需的真空滅弧室主要由寶光電工總廠和華光電子管廠生產(chǎn)�
    1984年,西安高壓電器研究所、桂林電器科�(xué)研究所、寶光電工總廠和北京開關(guān)廠等四家�(lián)合引�(jìn)了德�(guó)西門子公�3AF系列真空斷路器的全套制造技�(shù)(含CuCr觸頭材料、真空滅弧室和真空斷路器三大部分)�1986�,華光電子管廠引�(jìn)了美�(guó)西屋公司全套真空滅弧室的制造技�(shù)(含CuCr觸頭材料)。這兩次引�(jìn)使我�(guó)真空開關(guān)行業(yè)的制造和�(shè)�(jì)水平均得到了極大的提�,為此后我國(guó)真空開關(guān)行業(yè)的發(fā)展和繁榮奠定了技�(shù)基礎(chǔ)�
    1992�,兩部(即當(dāng)�(shí)�(jī)械電子工�(yè)部與能源部)召開了關(guān)于在電力系統(tǒng)廣泛推廣�(yīng)用真空開�(guān)的“天津會(huì)議”,從此我國(guó)真空開關(guān)�(jìn)入快速發(fā)展期,市�(chǎng)上先后出�(xiàn)了多種由我國(guó)自主開發(fā)、技�(shù)指標(biāo)�(dá)到當(dāng)�(shí)�(guó)外先�(jìn)水平的真空斷路器,其代表�(chǎn)品有ZN23、ZN28和ZN63A�。在此階�,我�(guó)己能生產(chǎn)額定電壓�35kV,開斷能力為31.5kA �10kV�50kA�63kA 的真空斷路器。到2003年,我國(guó)已研制出72.5kV�110kV/31.5kA�18 kV/80kA的單斷口真空斷路�,全行業(yè)年產(chǎn)各類真空開關(guān)20萬余�(tái),在世界上真空開�(guān)從業(yè)廠家最�、產(chǎn)銷量和品種系列最�,成為名符其�(shí)的“真空開�(guān)王國(guó)��

真空滅弧室的�(fā)展趨�(shì)

    真空滅弧室自從問世以�,一直在不斷的向小型�、高可靠�、低成本方面�(fā)展,隨著真空開關(guān)�(yīng)用范圍的�(kuò)�,真空滅弧室也有了新的發(fā)展方向�
1、小型化
    真空電弧理論的發(fā)展和�(nèi)部電�(chǎng)�(yōu)化使真空滅弧室體積更?�?BR>    �(fù)合絕緣技�(shù)的應(yīng)用使真空滅弧室結(jié)�(gòu)尺寸大大�??�
    真空斷路器機(jī)械特性的改�(jìn)、同步開斷技�(shù)和高性能觸頭材料的應(yīng)用使真空滅弧室“升�(jí)�,使用成為可��
    真空滅弧室的小型化工作不論在�(guó)�(nèi)還是在國(guó)外已�(jīng)�(jìn)行了很多�,并已取得了一定的成效。德�(guó)Calor-Emag公司新研制成的VC2型真空斷路器,其12kV�20kA的真空滅弧室的觸頭直徑僅�40mm�12kV�50kA真空滅弧室的觸頭直徑�80mm�
    德國(guó)AEG公司推出的第三代真空滅弧室,其體積比縮小到原來產(chǎn)品的1�3�
    日本東芝公司研制成功SADE技�(shù),使用該技�(shù)的真空滅弧室體積只有采用線圈式觸頭結(jié)�(gòu)的產(chǎn)品的一��
2、低成本
    真空滅弧室的小型化保證了低成本實(shí)�(xiàn)的可�。在�20年的�(shí)間里,國(guó)�(chǎn)真空滅弧室的體積減小�50[%],價(jià)格降低了70[%]左右,其中有生產(chǎn)廠家提高工藝水平(如一次封排工藝的普遍采用�,提高生�(chǎn)效率和降低生�(chǎn)成本的努力,也與觸頭、波紋管、陶瓷殼等零件成本的降低密切相關(guān)�
3、高電壓
    隨著真空開關(guān)制造技�(shù)和理論研究水平的不斷提高,真空開�(guān)的發(fā)展已在嘗試著向高電壓大容量方向發(fā)�。美�(guó)通用電氣公司1980年后生產(chǎn)出了168kV/40kA的雙斷口真空斷路�,日本明電舍公司1980年開始生�(chǎn)145kV/31.5kA單斷口真空斷路器,日本東芝公�1987年研制成功了145kV/31.5kA單斷口真空滅弧室�168kV雙斷口真空斷路器。此外,日本三菱公司已研制成�270kV單斷口真空滅弧室,并且準(zhǔn)備發(fā)�500kV雙斷口真空斷路器,一旦研制成功,估計(jì)其造價(jià)比同電壓等級(jí)的六氟化硫斷路器�。國(guó)�(nèi)目前已有北京開關(guān)廠和西安高壓開關(guān)廠研制的126kV真空斷路�(均采用日本明電舍真空滅弧�)一次通過了全部型式試�(yàn)并完成鑒��
4、大電流
    �(fā)電機(jī)保護(hù)用斷路器由于額定工作電流較大,對(duì)真空斷路器來說溫升要求較難達(dá)�,同�(shí),由于其短路電流開斷后瞬�(tài)恢復(fù)電壓上升速率高,要求有更高的介質(zhì)恢復(fù)速度,因�,這方面的使用一直受到限制。但近幾年在�(fā)電機(jī)保護(hù)用的真空斷路�、真空滅弧室方面都有了長(zhǎng)足發(fā)展,目前�(guó)�(nèi)已經(jīng)可以生產(chǎn)6300A/80kA的真空型�(fā)電機(jī)保護(hù)用斷路器�
5、低電壓
    低壓開關(guān)電器�(chǎn)品是量大面廣的電器基�(chǔ)元件,由于真空開�(guān)具有防爆和壽命長(zhǎng)的特�(diǎn),只要價(jià)格限制在一定水�,是有十分巨大的市場(chǎng)前景的。德�(guó)西門子公�1994年推出了額定電壓380V�1140V、額定電�630A�2500A、額定短路開斷電流為20kA�65kA的真空斷路器�(chǎn)�。目前國(guó)�(nèi)已研制出�380V�1140V、額定電�1600A�3200A、額定短路開斷電�30kA�80kA的低壓真空斷路器及其真空滅弧��
6、固封極柱(固封式真空滅弧室�
    采用APG技�(shù),將真空滅弧室及其它的連接組件固封成極�,極大的提高了真空斷路器的耐候性,減少了相間距,使真空斷路器的�(jié)�(gòu)更加緊湊,體積更??;固封技�(shù)的應(yīng)用,使真空滅弧室的外絕緣水平得到了強(qiáng)�,真空滅弧室的高度尺寸尤其是絕緣外殼的尺寸可以盡量縮�,在�(nèi)部絕緣優(yōu)化的基礎(chǔ)上,真空滅弧室的體積也相�(yīng)減少。但固封技�(shù)要求在真空滅弧室與緩沖層、緩沖層與環(huán)氧樹脂之間形成良好的�(jié)�,不能有空氣隙,否則很容易產(chǎn)生絕緣擊��
7、長(zhǎng)壽命
    車載開關(guān)及電弧爐用頻繁操作的斷路器要求機(jī)械壽命長(zhǎng)�(dá)10萬次甚至25萬次。隨著新型的操動(dòng)�(jī)�(gòu)如永磁機(jī)�(gòu)的研制開�(fā)、波紋管制造技�(shù)的改�(jìn)、真空滅弧室裝配工藝的優(yōu)化,�(zhǎng)壽命的機(jī)�(gòu)和真空滅弧室相繼開發(fā)出來,雖然l0萬次�(jī)械壽命的真空滅弧室已�(jīng)通過了型式試�(yàn),但在長(zhǎng)壽命真空滅弧室方面還有許多工作要�,首先要保證一致性,其次要向更高的壽命要求�(jìn)�,滿足市�(chǎng)需��
8、專用化
    在市�(chǎng)日益�(xì)分的今天,一些專用的開關(guān)�(yīng)�(yùn)而生。鑒于開合電容器組時(shí)真空開關(guān)重燃引起的過電壓�(huì)�(duì)電力系統(tǒng)造成�(yán)重危�,有必要研制開合電容器組專用的真空開�(guān)。同�,在鐵合金廠,用于電弧冶煉爐的開�(guān)由于操作過電壓比較高、使用環(huán)境惡劣,要求真空開關(guān)極間和對(duì)地的絕緣水平要高、過電壓要低、使用壽命要�(zhǎng),因此有必要研制針對(duì)鐵合金廠的新型真空開�(guān)及真空滅弧室�

維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��

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