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ZW43系列高壓真空斷路器的工作原理及維修
10KV真空斷路器在我國(guó)已經(jīng)大批量地生產(chǎn)和使用。對(duì)于我們生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)，提高對(duì)真空斷路器的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)，使其安全運(yùn)行，成了一個(gè)迫在眉睫的問(wèn)題。本文以 ZW43 — 12 為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明真空斷路器的原理與維修。
一、ZW43真空斷路器的絕緣特性
真空具有很強(qiáng)的絕緣特性，在真空斷路器中，氣體非常稀薄，氣體分子的自由行程相對(duì)較大，發(fā)生相互碰撞的幾率很小，因此，碰撞游離不是真空間隙擊穿的主要原因，而在高強(qiáng)電場(chǎng)作用下由電極析出的金屬質(zhì)點(diǎn)才是引起絕緣破壞的主要因素。
真空間隙中的絕緣強(qiáng)度不僅與間隙的大小，電場(chǎng)的均勻程度有關(guān)，而且受電極材料的性質(zhì)及表面狀況的影響較大。真空間隙在較小的距離間隙( 2—3毫米)情況下，有比高壓力空氣與SF6氣體高的絕緣特性，這就是真空斷路器的觸頭開(kāi)距一般不大的原因。
電極材料對(duì)擊穿電壓的影響主要表現(xiàn)在材料的機(jī)械強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度)和金屬材料的熔點(diǎn)上?？估瓘?qiáng)度和熔點(diǎn)越高，電極在真空下的絕緣強(qiáng)度越高。
實(shí)驗(yàn)表明，真空度越高，氣體間隙的擊穿電壓越高，但在 10-4托以上，就基本保持不變了，所以，要保持真空滅弧室的絕緣強(qiáng)度，
其真空度應(yīng)不低于10-4托。
三、ZW43高壓真空斷路器運(yùn)行檢查內(nèi)容及異常處理:
(1)每次將開(kāi)關(guān)小車(chē)推入(或拉出)工作位置及班中檢查時(shí),對(duì)于采用玻璃包的要詳細(xì)檢查真空包內(nèi)銅片是否有氧化變色、殼體有無(wú)裂紋,如有氧化變色現(xiàn)象或裂紋,則應(yīng)更換真空包;若采陶瓷包，主要檢查其表面是否有裂紋，有細(xì)微的裂紋也應(yīng)將其更換。
(2)檢查真空包外殼應(yīng)無(wú)變形。
(3)支持絕緣子應(yīng)無(wú)裂痕及放電異聲。
(4)運(yùn)行中的真空包應(yīng)無(wú)放電聲。一旦出現(xiàn)放電異聲,應(yīng)匯報(bào)上級(jí),停止該斷路器的運(yùn)行操作,進(jìn)行檢修。
(5)引線接觸部分無(wú)過(guò)熱,引線馳度適中。
(6)檢查各部位螺釘有無(wú)松動(dòng),彈簧有無(wú)損壞。
(7)定期檢查輔助開(kāi)關(guān)觸點(diǎn), 若燒損嚴(yán)重及時(shí)通知檢修人員。
(8)記錄(抄錄)開(kāi)斷短路電流,通斷負(fù)荷電流,小電流和空載電流時(shí),斷路器的動(dòng)作次數(shù)。
(9)當(dāng)斷路器在熱備用狀態(tài),“有電顯示”裝置的“有電”燈亮,應(yīng)迅速匯報(bào),并檢查有關(guān)設(shè)備。
二、ZW43真空中電弧的形成與熄滅
真空電弧和我們以前學(xué)習(xí)的氣體電弧放電現(xiàn)象有很大的差別，氣體的游離現(xiàn)象不是產(chǎn)生電弧的主要因素，真空電弧放電是在觸頭電極蒸發(fā)出來(lái)的金屬蒸汽中形成的。同時(shí)，開(kāi)斷電流的大小不同，電弧表現(xiàn)的特點(diǎn)也不同。我們一般把它分為小電流真空電弧和大電流真空電弧。
1.小電流真空電弧
觸頭在真空中開(kāi)斷時(shí)，產(chǎn)生電流和能量十分集聚的陰極斑點(diǎn)，從陰極斑點(diǎn)上大量地蒸發(fā)金屬蒸汽，其中的金屬原子和帶電質(zhì)點(diǎn)的密度都很高，電弧就在其中燃燒。同時(shí)，弧柱內(nèi)的金屬蒸汽和帶電質(zhì)點(diǎn)不斷地向外擴(kuò)散，電極也不斷的蒸發(fā)新的質(zhì)點(diǎn)來(lái)補(bǔ)充。在電流過(guò)零時(shí)，電弧的能量減小，電極的溫度下降，蒸發(fā)作用減少，弧柱內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)密度降低，zui后，在過(guò)零時(shí)陰極斑消失，電弧熄滅。有時(shí)，蒸發(fā)作用不能維持弧柱的擴(kuò)散速度，電弧突然熄滅，發(fā)生截流現(xiàn)象。
2.大電流真空電弧
在觸頭斷開(kāi)大的電流時(shí)，電弧的能量增大，陽(yáng)極也嚴(yán)重發(fā)熱，形成很強(qiáng)的集聚型的弧柱。同時(shí)，電動(dòng)力的作用也明顯了，因此，對(duì)于大電流真空電弧，觸頭間的磁場(chǎng)分布就對(duì)電弧的穩(wěn)定性和熄弧性能有決定性的影響。如果電流太大，超過(guò)了極限開(kāi)斷電流，就會(huì)造成開(kāi)斷失敗。此時(shí)，觸頭發(fā)熱嚴(yán)重，電流過(guò)零以后仍然蒸發(fā)，介質(zhì)恢復(fù)困難，不能斷開(kāi)電流。