真空断路器的优缺点_真空断路器参数

真空断路器的优缺点

真空断路器的优点：

1.在密封的容器中熄弧，电弧和炽热气体不外露。灭弧室作为单独的元件，安装调试简单、方便。

2.触头间隙很小，一般10mm左右，合闸功小，机构简单，使用寿命长。

3.熄弧时间短，弧压低，电弧能量小，触头损耗小，开断次数多。

4.动导杆的惯性小，能频繁使用。

5.操动机构小，整机体积小，重量轻。

6.控制功率小，开关操作时动作噪声小。

7.灭弧介质或绝缘介质不用油，没有活在和爆炸的危险，安全。

8.触头部分为完全密封结构，不会受潮气、灰尘、有害气体等的影响而降低其性能。工作可靠，通断性能稳定。

9.电弧开断后，断口间介质恢复快，介质不需要更换。

10.戒指不会老化也不需要更换。使用年限内，触头部分不需要维修、检查，一般可达20年左右不用检修。维护工作量小，维护成本低，仅为少油断路器的1/20左右。

11.具有多次重合闸功能，适合配电网应用要求。

真空断路器的缺点：

1.在开断感性负载或容性负载时，由于截流、正当、重燃等原因，容易引起过电压，应采取相应的过电压保护。

2.产品的一次投资价格较高，主要决定于真空灭弧室的专业生产及机构可靠性的要求，如果综合考虑运行维护费用，价格并不高。

3.由于真空断路器的触头结构是采用对接式，操动机构使用了弹簧，容易产生合闸弹跳与分闸反弹。合闸弹跳不仅会产生较高的过电压影响电网的稳定运行，还会使触头烧损甚至熔焊，特别是在投入器组产生涌流时及短路关合的情况下更加严重。分闸反弹会减小弧后触头间距，导致弧后的重击穿，后果十分严重。

一般用于高压开关柜中的真空断路器属于户内型真空断路器，如kyn28中置式高压开关柜中使用的就是真空断路器。目前，我国10kv电压等级的真空断路器已经基本取代油断路器，其利用率也已超过96%；在35kv电压等级真空断路器的利用率超过62%。真空断路器已经成为35kv等级以下中压领域中应用最为广泛的断路器。

真空断路器参数

1、额定开距

真空断路器处于分闸状态时，真空开关管动、静触头之间的距离选择与真空断路器的额定电压、使用条件、开断电流的性质及触头材料、真空间隙的耐压强度等因素有关，主要取决于额定电压和触头材料。

由于真空开关管的额定开距对绝缘性能的影响较大，当额定开距从零开距增大时，其绝缘水平也将提高，但当开距增大到一定数值时，开距对绝缘性能的影响就不大了，若进一步增大开距，将严重影响开关管的机械寿命。

通过对真空断路器的安装、运行及检修得出真空断路器额定开距一般选择范围为：6kV及以下一般为4～8mm，10kV及以下一般为8～12mm，35kV一般为20～40mm。

2、触头接触行程

触头接触行程的选择必须保证触头在磨损后仍能保持一定的压力；在分闸时使动触头获得一定的初始动能，提高开关的初始分闸速度，拉断熔焊点，减小燃弧时间，提高介质恢复速度；在合闸时能利用触头弹簧得到平滑的缓冲，减小跳。

开关的接触行程太小，不能保证触头在烧毁后具有的触头压力，开关的初始速度太小，影响真空断路器的开断和动热稳定性，同时产生严重的合闸弹振。

开关的接触行程太大，将增加操作机构的合闸功，或者使合闸变的极不可靠。通常真空断路器的触头接触行程一般取额定开距的20%～40%，10kV真空断路器的接触行程一般取3～4mm。

3、触头工作压力

真空断路器触头的工作压力对真空断路器的性能有很大的影响，其压力等于真空开关管的自闭力与触头弹簧力之和。

如果触头的工作压力太小，将增长触头合闸时的弹跳时间，同时，造成一次回路的电阻增大，直接影响真空断路器的长期工作温升。

如果触头的工作压力太大，由于真空开关管的自闭力是一个恒定值，则工作压力增大，从而增加触头的弹簧力，造成操作机构的合闸功增加，增大对真空管的冲击和振动。

在实际工作中不仅要考虑触头间的电动力除与短路电流峰值有关外，还必须考虑开关的触头结构及大小尺寸，同时，还必须考虑触头的硬度、分闸速度等因素。

5、分闸速度

由于分闸速度直接影响电流过零后触头间介质强度恢复的速度，如果电弧熄灭后，触头间介质强度恢复速度小于恢复电压，将造成电弧重燃，为了防止电弧重燃，以及缩短燃弧时间，必须满足分闸速度。

分闸速度的大小主要取决于额定电压，当额定电压和触头开距一定时，分闸速度的波动范围取决于开断电流的大小，负载性质，恢复电压等因素，开断电流较大时，分闸速度也应较大。

开断电容电流时，由于恢复电压较高，为了减小重燃的几率，分闸速度也应较大。10kV真空开关分闸速度通常取值为0.8-1.2m/s，必要时还可以高于1.5m/s。

6、合闸速度

由于真空开关管在额定开距时的静态耐压水平比较高，所以真空断路器的合闸速度比分闸速度明显低。为了尽量减小触头在合闸过程中由于予击穿造成的电磨损，以及避免发生触头熔焊。

因此必须具备一定的合闸速度，但过高的合闸速度不仅增加操作机构的合闸功，同时使开关管受到的合闸冲击增大，大大降低其使用寿命。通常情况下10kV级的真空断路器的合闸速度为0.4-0.7m/s必要时可取为0.8-1.2m/s。

7、触头合闸弹跳时间

真空断路器合闸时间的大小，是衡量真空断路器性能好坏的一个重要标志，其与断路器的触头弹跳压力、合闸速度、开距及真空开关管的触头材料等有关，同时还与开关管的结构、断路器的结构及安装调试有关。

触头合闸弹跳时间越小，其性能越好，弹跳时间越长，触头的电磨损越严重，容易产生合闸过电压，在关合短路电流或电容器时，以及行动、热稳定试验时将导致触头熔焊。

另外，触头合闸弹跳时间越长，严重危害开关管的波纹管使用寿命。10kV级铜络触头材料的真空断路器合闸弹跳时间不超2ms，其他触头材料的真空断路器合闸弹跳时间可以相对大一些，但是不得超过5ms。

8、三极同期性

真空断路器的三极同期性表示三极不同时闭合或分离的程度，由于分、合闸同期性是相对的，数值也差异不大，所以一般情况下只考核三极合闸同期性。

三极同期性差的断路器将严重影响开关的分断能力，容易产生过长的燃弧时间。由于断路器的分合闸速度较快，开距较小，通过准确调试，达到参数要求并不困难，一般规定合闸同期性不超过1ms。