不重燃斷路器的製造方法
2023-10-06 09:12:39 1
不重燃斷路器的製造方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種不重燃斷路器，包括斷路器滅弧室，不重燃斷路器還包括非線性壓敏單元，非線性壓敏單元與斷路器滅弧室斷口的上下帶電部位並接。本實用新型的不重燃的斷路器，在斷口出現反向電壓、恢復電壓超出斷口耐壓水平之前就把斷口兩端的電壓差拉平，杜絕重燃。
【專利說明】不重燃斷路器【技術領域】
[0001]本實用新型專利涉及電氣設備領域，尤其涉及一種不重燃斷路器。
【背景技術】
[0002]在各級電壓的電網中，架空線、電纜等所有輸送電電路，發電機、變壓器、電動機、電抗器、電容器等所有電氣設備元件，都是用斷路器(俗稱開關)來進行操控的。這些斷路器由斷口、滅弧室、操動機構構成，用來人工或自動斷開和閉合正常的工作電流和短路電流。斷口的兩個觸頭斷開時都會拉弧，並在封閉的滅弧室內滅弧，完成斷開過程。滅弧室內的絕緣和滅弧介質有加壓或抽真空的空氣、油、六氟化硫(SF6 )等。
[0003]微觀地觀察斷口的拉弧過程，很多都是在拉弧滅弧時段內，發生滅弧一重燃(重擊穿)一滅弧一再重燃一再滅弧直至完全斷開。[0004]斷路器每次重燃時，都會是由電源側向線路或負荷側再充電的過程，電波的流動折射和反射會產生很高的重燃過電壓。其幅值能達到最高工作相電壓的3~4倍以上，振蕩頻率達千赫芝以上，破壞線路和設備的絕緣，對電網的安全運行和電氣設備都造成嚴重威脅。在斷路器斷開中，斷口兩端的電壓(稱恢復電壓)過高時，不但會引起重燃，產生重燃過電壓，還會使斷路器滅弧室發生外沿閃絡，甚至滅弧室爆炸。斷路器重燃的難以避免和它帶來的嚴重後果，一直是困擾電力行業內的科研、設計、製造、運行等各個專業部門的難題之一。例如:
[0005]某矽鐵企業，新建的35KV配電裝置，在投切變壓器過程中，一連7、8次都發生斷路器爆炸。而無法進行安裝調試交接；500KV超高壓樞紐變電站中的35KV側斷路器，在投切電抗器或電容器時，經常發生爆炸，而被迫改用高一級電壓的66KV斷路器，並做為標準設計通用全國；某鋼鐵廠的35KV系統，選用了世界名牌斷路器，運行中4臺先後爆炸。製造商多次現場處理，除了更換而提不出其他更好的改進措施等等。這種設備事故頻發，屢出不盡。
[0006]中國行業標準DL/T620-1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》第4.2.5條規定:「3KV~66KV系統開斷並聯電容補償裝置如斷路器發生單相重擊穿時，電容器高壓端對地過電壓可能超過4.0p.U。開斷前電源側有單相接地故障時，該過電壓將更高。開斷時如發生兩相重擊穿，電容器極間過電壓可能超過2.5^1/^。操作並聯電容補償裝置，應採用開斷時不重擊穿的斷路器。對於需頻繁投切的補償裝置，宜裝設並聯電容補償裝置金屬氧化物避雷器，作為限制單相重擊穿過電壓的後備保護裝置。在電源側有單相接地故障不要求進行補償裝置開斷操作的條件下，宜採用F1。斷路器操作頻繁且開斷時可能發生重擊穿或合閘過程中觸頭有彈跳現象時，宜裝設並聯電容補償裝置金屬氧化物避雷器Fl及F3或F4。F3或F4用以限制兩相重擊穿時在電容器極間出現的過電壓。當並聯電容補償裝置電抗器的電抗率不低於12%時，宜採用F4。」
[0007]國家標準GB/T50064-2013《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設計規範》第
4.2.7條規定:「空載線路開斷時，如斷路器發生重擊穿，將產生空載線路分閘過電壓。其限制措施應符合下列要求:[0008]I)對範圍I的IlOkV及220kV系統，宜採用重擊穿概率極低的斷路器，防止開斷空載架空線路的過電壓超過3.0p.u.;開斷電纜線路可能超過3.0p.u.，應採用重擊穿概率極低的斷路器。
[0009]2)對範圍I的66kV及以下不接地系統或諧振接地系統，斷路器開斷空載線路發生重擊穿時的過電壓一般不超過3.5p.u.。開斷前系統已有單相接地故障，使用一般斷路器操作時產生的過電壓可能超過4.0p.u.，應採用重擊穿概率極低的斷路器。6kV?35kV的低電阻接地系統，開斷空載線路斷路器發生重擊穿時的過電壓可能達到3.5p.u.，應採用重擊穿概率極低的斷路器。」4.2.8條規定:「6kV?66kV系統中，開斷並聯電容補償裝置，若斷路器發生單相重擊穿時，電容器組對地過電壓可能超過4.0p.u.。開斷前電源側有單相接地故障時，該過電壓將更高。開斷時如發生兩相重擊穿，電容器組極間過電壓可能超過
2.5yf2Udc (Ua。為電容器組的額定電壓)。投切並聯電容補償裝置，應採用重擊穿概率極低的
斷路器。作為後備保護，宜按圖裝設金屬氧化物避雷器以限制單相重擊穿過電壓。一般可不考慮斷路器發生兩相重擊穿。」
[0010]以上這些運行生產實踐和規程規定都說明:解決好斷路器重燃(重擊穿)的問題已是國家級甚至是國際級層面的問題。目前，國內外尚沒有更好的辦法解決好這一難題，而只是在重燃過電壓發生之後採取一些後備的保護措施，治標不治本。
實用新型內容
[0011]為了解決【背景技術】中所存在的技術問題，本實用新型專利提出了一種不重燃的斷路器，在斷口出現反向電壓、恢復電壓超出斷口耐壓水平之前就把斷口兩端的電壓差拉平，杜絕重燃。
[0012]本實用新型專利的技術解決方案是:不重燃斷路器，包括斷路器滅弧室，其特徵在於:所述不重燃斷路器還包括非線性壓敏單元，所述非線性壓敏單元與斷路器滅弧室斷口的上下帶電部位並接。
[0013]上述裝置與斷路器真空的、SF6的或充油的滅弧室帶電部位並聯，該裝置包括由金屬氧化物構成的非線性壓敏電阻單元。
[0014]上述非線性壓敏電阻單元是一個或多個非線性壓敏電阻。
[0015]上述多個非線性壓敏電阻是串聯、並聯或者串聯加並聯。
[0016]上述非線性壓敏電阻與斷路器滅弧室是一體結構或者分體結構。
[0017]上述非線性壓敏電阻的形狀是中心有孔或者無孔的圓形、橢圓形、方形或多角形。
[0018]上述非線性壓敏電阻是氧化鋅或氧化鋅與其它金屬氧化物合成燒結的固體物件。
[0019]本實用新型的不重燃斷路器，它是在斷路器斷口上並聯一套防止斷路器重燃的裝置，在斷口出現反向電壓、恢復電壓超出斷口耐壓水平之前就把斷口兩端的電壓差拉平，杜絕重燃。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型專利的結構示意圖；
【具體實施方式】[0021]本實用新型專利提出了不重燃斷路器，解決這個問題的根本思路就是斷口出現反向電壓，恢復電壓超出斷口耐壓水平之前，就要把斷口兩端的電壓差拉平。或者說就是在發生重燃之前，給斷口並聯一個洩流旁路，把電壓差降下來，破壞其重燃條件，才能事半功倍杜絕重燃。這就需要在斷口斷開的極短的時間內，完成以下過程:斷路器觸頭開始分開一檢測兩觸頭之間的電壓一觸發並啟動旁路裝置一旁路裝置動作把斷口旁路一旁路迴路洩流、降低斷口恢復電壓到耐壓水平以下一斷路器完成分閘操作。
[0022]具體實施方案參見圖1，在6?66KV斷路器的滅弧室上下帶電部位的A、B點，並接一組非線性壓敏電阻，該電阻在動作前呈ΜΩ級的極大阻值。斷路器在斷開位置時，電阻迴路中的電流控制在ImA以下，可視為迴路不通；在斷路器為合閘位置時，斷口閉合，A、B點被短路，電阻迴路也無電流流過。只有斷路器在斷開拉弧過程中出現高頻振蕩，在A、B點電壓接近並小於斷口耐壓時，非線性壓敏電阻感受到此電壓並動作導通，此時電阻以納米級速度驟然降低到數十Ω，電阻迴路流過短暫衝擊電流，A、B兩點電壓這時僅為此電流之電壓降。並控制在斷口耐壓水平以下。非線性電阻的動作電SUd是這樣整定的:它等於大於斷路器的額定電壓υε。並考慮電網的最大運行電壓、電網的工頻過電壓和必要的安全裕度。通常可取UdS (1.8?2.0) Ue。非線性電阻動作後所形成的電壓降(殘壓)U。，要小於斷路器斷口的工頻一分鐘耐受電壓Un。並考慮必要的裕度，通常UcX (0.8?0.87) Un。
[0023]在這種情況下，斷路器是不會重燃的。非線性壓敏電阻可以是氧化鋅、或氧化鋅與其它金屬氧化物材料合成燒結的固體物件。形狀為圓形、橢圓形、方形、多角形等，中間可以有孔或無孔，做成片狀、棒狀、盤狀等，可以單只、也可以多隻串聯或並聯、也可以串聯加並聯。
[0024]它有以下物理特徵:對施加在電阻上的電壓極為敏感。當電壓低於預先的設定值時，其阻值極大。通過電流為微安級；當電壓高於設計值時，電阻突然數十萬倍地變小，並隨著電壓的小量升高，便使通過電流達到數百至數千安。這種非線性特性具備重複性、穩定性。當電壓低於設定值後，電阻又會恢復到原來狀態的極大值。千百次重複，其性質基本不會變化。具備了長期穩定工作的性能。非線性壓敏電阻可以製造成獨立件，與斷路器的滅弧室在外部並聯，與滅弧室融為一體。當電網在35KV以上，達到110，220，330KV時，斷路器A、B、C三相一般為分相獨立製造安裝。此時，可將非線性電阻獨立件直接分別並接在斷路器的各相斷口上。
【權利要求】
1.不重燃斷路器，包括斷路器滅弧室，其特徵在於:所述不重燃斷路器還包括非線性壓敏單元，所述非線性壓敏單元與斷路器滅弧室斷口的上下帶電部位並接。
2.根據權利要求1所述的不重燃斷路器，其特徵在於:所述裝置與斷路器真空的、SF6的或充油的滅弧室帶電部位並聯，該裝置包括由金屬氧化物構成的非線性壓敏電阻單元。
3.根據權利要求1或2所述的不重燃斷路器，其特徵在於:所述非線性壓敏電阻單元是一個或多個非線性壓敏電阻。
4.根據權利要求3所述的不重燃斷路器，其特徵在於:所述多個非線性壓敏電阻是串聯、並聯或者串聯加並聯。
5.根據權利要求4所述的不重燃斷路器，其特徵在於:所述非線性壓敏電阻與斷路器滅弧室是一體結構或者分體結構。
6.根據權利要求5所述的不重燃斷路器，其特徵在於:所述非線性壓敏電阻的形狀是中心有孔或者無孔的圓形、橢圓形、方形或多角形。
【文檔編號】H01H33/16GK203721607SQ201320709120
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2013年11月8日
【發明者】弋東方, 弋戈, 袁國浩 申請人:西安盟創電器有限公司