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ABB高壓斷路器技術

發布時間:2018-01-19 瀏覽:

      ABB高壓斷路器技術AB松司高壓斷路器技術有了長足的進步,主要表現在:1)研制出PM型145242kV80kA單斷口壓氣罐式5匕斷路器;2)將5「6發電機斷路器的短路開斷電流提高到200kA,研發出HEC7/ 8型額定電壓30/25ICV,額定電流24OOA(自然冷卻)和38OOA(強迫風冷),額定短路開斷電流160/200ICA的5已發電機斷路器;3)突破中壓斷路器制造傳統,將配永磁機構的真空斷路器做大80kASF6罐式斷路器利用相同構件降低造價ABB公司利用研發的80kA單斷口滅弧室,開發出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,而PM1型為單相操動。
  80kA斷路器可使用已大量生產并在運行中經受過實際考驗的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套管上。
  兩種滅弧室可使用同一操動機構和同一連桿,因為80kA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行程。因此兩者的壓縮功相同<;所不同的是動能頭質量略有增加,燃弧觸頭也僅增大幾毫米,而且打開速度保持不變,由操動機構提供的總能量(SFft氣體壓縮功、動能和磨擦損耗之和)盡管略有增加,但還在242PMG型現行操動機構操作功之內。80kA同63kA斷路器可用同一滅弧室噴嘴的改進在新設計的80kA滅弧室中,有兩個區域需要改進。第一是噴嘴通道必須重新設計,以便勝任245kV下更高的瞬態恢復電壓;第二是滅弧室殼體必須能容納和冷卻80kA故障時排出的熱氣。該公司利用沖擊特性曲線實驗和完全現代化的計算軟件,研發出改型的噴嘴。
  在開斷過程中,噴嘴沿兩個方向噴出熱氣。動、靜觸頭殼體的任務是接納這些熱氣,將它與冷氣混合,又返回氣罐內。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.此外母線需要15F電容。外部電容器相當大。但為了盡量減小它的大小和重量,將15nF和30nF元件裝在復合材料制作的殼體內。它可以直接裝在任一個套管旁,這樣省去了單獨的基礎和電容器支架。
  特大電流sf6發電機斷路器ABB公司自20世紀80年代以來,一直進行不懈的努力,將SF6發電機斷路器做大做強,開始做到24kV,額定電流12000A,短路開斷電流100kA,后經過達到額定電壓3 0/25kV,額定電流24000A(自然冷卻)38000A(強迫風冷),額定短路開斷電流高達160/200kA,為當前最高參數的SF6發電機斷路器。它能滿足額定容量達150萬kW的發電機組。
  250kA發電機保護用壓縮空氣斷路器。1985年開發出24kV12000A100kA發電機保護用SF6斷路器。該公司就以短路開斷電流接近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。該公司的HEC型電機36斷路器形成系列。額定電壓25kV/30kV,額定電流130002400038000A,額定短路開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因素是電弧內的磁改收縮效應。這種由電流產生的磁力反過來從電弧中析出一股強大的縱向等離子射流,它向外射出,并部分進入熱容積。
  斷路器有兩個觸頭系統,一個用于承載工作電流,另一個為燃弧觸頭系統。
  電氣時tt附表ABB公司發電機斷路器技術數據傳動機構的設計,使額定電流觸頭系統先于燃弧觸頭系統幾秒打開,并確使由燃弧觸頭承擔和開斷全電流。燃弧觸頭打開時產生的開斷電弧在大電流過零時被熄滅。小電流時電弧能量較小,不足以建立自動吹弧所需的壓力。此時同心裝設的壓氣活塞起作用;它有助于在熱容積內建立壓力,從而成功地熄滅電弧。
  燃弧觸頭系統是關鍵。因為該系統必須勝任瞬時峰值電流到600kA,故必須滿足一系列判據。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合材料,基體和尖端連接部分亦為銅材。
  斷路器的發熱設計,依據是假定在環境溫度40°C下持續流過額定電流,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70°C(―些情況下8(TC)。
  封閉式結構的優勢是殼體不僅包圍內導體而且也包圍外部返回電流路徑。因為這些電流處于180°反相情況,故外部的場強和發熱大大降低。圍繞滅弧室殼體的特殊形狀冷卻擴大了表面積,并最大程度地導散了熱量。通過強迫風冷來改進對流散熱,就可將自然冷卻時的額定電流24000A提高到38000A.滅弧室殼體的環氧樹脂材料可承受溫度l5°C達30年之久。這種絕緣子的直徑為lm.澆鑄重量約110kg. HEC7/8型發電機斷路器已提供給亞洲市場,特別中國和馬來西亞,還提供給丹麥、德國和澳大利亞。
  磁力操動機構ABB公司就用磁力操動機構不僅配真空也配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。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型和其額定值相匹配。其法是改變永久磁鐵的片數。
  永磁操動機構相比彈簧操動機構帶來一系列優勢:彈簧機構由159個不同的零件組成,而永磁機構僅由66個零件組成,零件數的大大減少,從而減少了庫存和出故障的可能性,將維護工作量減至最??;使電弧在觸頭表面運動,擴大了觸頭表面的利用范圍,防止了過熱和不均勻的燒損。這種觸頭用于中小電癉范圍。另一種觸頭設計在更大電流下發揮效力。這種觸頭結構能形成縱磁場(AFM),促使電弧擴散,加速其消亡,從而將觸頭的燒損減至最小。
  縱磁場將短路開斷電流提高到63kA以上。
  作為真空斷路器核心的真空滅弧室固封在環氧樹脂內。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。澆鑄樹脂提高了絕緣。
  由于固封,故不需附加的緊固件,因為載流件被周圍的澆鑄樹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。
  由于完全封閉,能防潮和灰塵,而且維護更加簡單,壽命更長。真空滅弧室本身陶瓷件更短。
  ABB公司研發的三種新型產品,意在鞏固它在世界高壓市場的地位,擴大市場份額。為此,打破傳統,不斷創新,使更大容量的產品脫穎而出。
  突破傳統,技術創新真空斷路器之所以快速發展,是因為突破傳統,技術創新,開發出新一代獨具特色的VM1型真空斷路器。它打破了一般結構真空斷路器使用彈簧操動機構的傳統,它在技術上創新,研制出磁力操動機構、相柱固封技術及新系列真空滅弧室。其容量經過20、25、31.5和40后,50kA產品即將投放市場。
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