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ZW32真空斷路器安裝指導(dǎo)作業(yè)書
真空斷路器的生產(chǎn)廠家比較多，型號(hào)也較繁雜。按使用條件分為戶內(nèi)（ZN—）和戶外（ZW—）兩種類型。主要由框架部分，滅弧室部分(真空泡)，和操動(dòng)機(jī)構(gòu)部分組成。 下面以樂清市啟軒電氣有限公司生產(chǎn)的ZW32—12型戶外高壓真空斷路器為例，說明其結(jié)構(gòu)與工作原理。
1. 斷路器本體結(jié)構(gòu)一 斷路器本體部分由導(dǎo)電回路，絕緣系統(tǒng)，密封件和殼體組成。整體結(jié)構(gòu)為三相共箱式。其中導(dǎo)電回路由進(jìn)出線導(dǎo)電桿，進(jìn)出線絕緣支座，導(dǎo)電夾，軟連接與真空滅弧室連接而成。
2. 操作機(jī)構(gòu) 此機(jī)構(gòu)為電動(dòng)儲(chǔ)能，電動(dòng)分合閘，同時(shí)具有手動(dòng)功能。整個(gè)結(jié)構(gòu)由合閘彈簧，儲(chǔ)能系統(tǒng)，過流脫扣器，分合閘線圈，手動(dòng)分合閘系統(tǒng)，輔助開關(guān)，儲(chǔ)能指示等部件組成。
3.工作原理
真空斷路器利用高真空中電流流過零點(diǎn)時(shí)，等離子體迅速擴(kuò)散而熄滅電弧，完成切斷電流的目的。
4.動(dòng)作原理 儲(chǔ)能過程：當(dāng)儲(chǔ)能電機(jī)14接通電源時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過緊靠在偏心輪上的滾子10帶動(dòng)拐臂9及連板7擺動(dòng)，推動(dòng)儲(chǔ)能棘爪6擺動(dòng)，使棘輪11轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)棘輪11上的銷與儲(chǔ)能軸套32的板靠住以后，二者一起運(yùn)動(dòng)，使掛在儲(chǔ)能軸套上32上的合閘彈簧21拉長。儲(chǔ)能軸套32由定位銷13固定，維持儲(chǔ)能狀態(tài)，同時(shí)，儲(chǔ)能軸套32上的拐臂推動(dòng)行程開關(guān)5切斷儲(chǔ)能電機(jī)14的電源，并且儲(chǔ)能棘爪被抬起，與棘輪可靠脫離。 合閘操作過程：當(dāng)機(jī)構(gòu)接到合閘信號(hào)后（開關(guān)處于斷開，已儲(chǔ)能狀態(tài)），合閘電磁鐵15的鐵心被吸向下運(yùn)動(dòng)，拉動(dòng)定位件13向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，解除儲(chǔ)能維持，合閘彈簧21帶動(dòng)儲(chǔ)能軸套32逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，其凸輪壓動(dòng)傳動(dòng)軸套30，帶動(dòng)連板29及搖臂27運(yùn)動(dòng)，使搖臂27扣住半軸25，使機(jī)構(gòu)處于合閘狀態(tài)。此時(shí)，連鎖裝置28鎖住定位件，使定位牛不能逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到機(jī)構(gòu)聯(lián)銷的目的，保證了機(jī)構(gòu)在合閘位置不能合閘操作。 分閘操作過程：斷路器合閘后，分閘電磁鐵接到信號(hào)，鐵芯吸合，分閘脫扣器19中的頂桿向上運(yùn)動(dòng)，使脫扣軸16轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)頂桿18向上運(yùn)動(dòng)，頂動(dòng)彎板26并帶動(dòng)半軸25向反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。半軸25與搖臂27解扣，在分閘彈簧的作用下，斷路器完成分閘操作。 四.斷路器的調(diào)試 開距與超行程 斷路器的開距與超行程的測量可以根據(jù)圖三所示，在分合閘狀態(tài)測量出的X值之差為斷路器的開距，Y值之差為斷路器的超行程。調(diào)整的方法為放長或縮短絕緣操作桿3或機(jī)構(gòu)與主軸的連桿。
5.分合閘機(jī)構(gòu)調(diào)整
6.1. 搖臂27與半軸25的扣接量為1.5~2.5mm,可以通過調(diào)整螺釘24來實(shí)現(xiàn)。
7. 2. 傳動(dòng)軸套30轉(zhuǎn)動(dòng)zui大角時(shí)，搖臂27與半軸間要有1.5~2mm的間隙，以保證傳動(dòng)軸套回落到合閘位置時(shí)，搖臂27能自動(dòng)扣接到半軸25上，可以通過螺釘31的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。
8.3. 輔助開關(guān)2的轉(zhuǎn)換應(yīng)準(zhǔn)確可靠，可以通過調(diào)整輔助開關(guān)2的拐臂3位置及位桿4的長短來實(shí)現(xiàn)。
9.4. 在儲(chǔ)能過程中，當(dāng)棘爪到達(dá)zui后一個(gè)齒的zui高點(diǎn)時(shí)，應(yīng)能保證儲(chǔ)能軸套32上的拐臂使行程開關(guān)的觸點(diǎn)可靠切換，切斷電機(jī)電源，可以通過調(diào)整行程開關(guān)5的上下前后位置來實(shí)現(xiàn)。
10.5. 調(diào)整分閘合閘彈簧的預(yù)拉長度，保證斷路器的可靠分合，且分合閘速度達(dá)到規(guī)定值。 五.斷路器的控制回路 在我省的農(nóng)網(wǎng)35KV標(biāo)準(zhǔn)化變電站中，采用了控制母線和合閘母線分開的原則。在這里，我建議把控制回路做一點(diǎn)小改進(jìn)。
11. 在短路器的輔助常閉接點(diǎn)與合閘線圈之間，把斷路器儲(chǔ)能行程開關(guān)的一對(duì)常開接點(diǎn)串聯(lián)進(jìn)控制回路。這樣，在斷路器未儲(chǔ)能的情況下，將不能進(jìn)行合閘操作。防止了在斷路器未儲(chǔ)能的情況下合閘，合閘回路保持，燒毀合閘線圈。 同時(shí)，在接線的過程中，要注意儲(chǔ)能行程開關(guān)接點(diǎn)中合閘母線與控制母線的極性要一致，防止出現(xiàn)在開關(guān)蓄能時(shí)，合閘回路的電弧擊穿行程開關(guān)，造成控制保險(xiǎn)的熔斷或控制空氣開關(guān)的掉閘。這一點(diǎn)在綜合自動(dòng)化變電站上要特別注意。
二：真空的絕緣特性
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。抗拉強(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：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)出來的金屬蒸汽中形成的。同時(shí)，開斷電流的大小不同，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)來補(bǔ)充。在電流過零時(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 在觸頭斷開大的電流時(shí)，電弧的能量增大，陽極也嚴(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，超過了極限開斷電流，就會(huì)造成開斷失敗。此時(shí)，觸頭發(fā)熱嚴(yán)重，電流過零以后仍然蒸發(fā)，介質(zhì)恢復(fù)困難，不能斷開電流。
1.真空斷路器結(jié)構(gòu)：開距調(diào)整片 16.連接彈簧或電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的大軸（正面）真空斷路器的結(jié)構(gòu)正面 （側(cè)面）2.觸頭壓力彈簧 3.彈簧座 4.接觸行程調(diào)整螺栓 5.拐臂 6.導(dǎo)向板 7.螺釘 8.導(dǎo)電夾緊固螺栓 9.下支座 10.真空滅弧室 11.真空滅弧室 12.上支座 13.絕緣子固定螺絲 14.絕緣子 15.螺栓 16. 連接彈簧或電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的大軸真空斷路器的結(jié)構(gòu)側(cè)面
真空斷路器的各部分組成 （一）基本組成元件及作用 （1）支架：安裝各功能組件的架體。 （2）真空滅弧室：實(shí)現(xiàn)電路的關(guān)合與開斷功能的熄弧元件。 （3）導(dǎo)電回路：與滅弧室的動(dòng)端及靜端連接構(gòu)成電流通道。 （4）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：把操動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)傳輸至滅弧室，實(shí)現(xiàn)滅弧室的合、分閘操作。 （5）絕緣支撐：絕緣支持件將各功能元件，架接起來滿足斷路器的絕緣要求。 （6）操動(dòng)機(jī)構(gòu)：斷路器合、分間的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置
2.真空斷路器的真空滅弧室介紹 真空滅弧室 真空滅弧室是真空斷路器中zui重要的部件。真空滅弧室的外殼是由絕緣筒、兩端的金屬蓋板和波紋管所組成的密封容器。滅弧室內(nèi)有一對(duì)觸頭，靜觸頭焊接在靜導(dǎo)電桿上，動(dòng)觸頭焊接在動(dòng)導(dǎo)電桿上，動(dòng)導(dǎo)電桿在中部與波紋管的一個(gè)斷口焊在一起，波紋管的另一端口與動(dòng)端蓋的中孔焊接，動(dòng)導(dǎo)電桿從中孔穿出外殼。由于波紋管可以在軸向上自由伸縮，故這種結(jié)構(gòu)即能實(shí)現(xiàn)在滅弧室外帶動(dòng)動(dòng)觸頭作分合運(yùn)動(dòng)，又能保證真空外殼的密封性。真空滅弧室結(jié)構(gòu) 1－動(dòng)觸桿 2－波紋管 3－外殼 4－動(dòng)觸頭 5－屏蔽罩 6－靜觸頭
（1）外殼： 整個(gè)外殼通常由絕緣材料和金屬組成。對(duì)外殼的要求首先是氣密封要好；其次是要有一定的機(jī)械強(qiáng)度；再是有良好的絕緣性能。 （2）波紋管： 波紋管既要保證滅弧室*密封，又要在滅弧室外部操動(dòng)時(shí)使觸頭作分合運(yùn)動(dòng)，允許伸縮量決定了滅弧室所能獲得的觸頭zui大開距 （3）屏蔽罩： 觸頭周圍的屏蔽罩主要是用來吸附燃弧時(shí)觸頭上蒸發(fā)的金屬蒸氣，防止絕緣外殼因金屬蒸氣的污染而引起絕緣強(qiáng)度降低和絕緣破壞，同時(shí)，也有利于熄弧后弧隙介質(zhì)強(qiáng)度的迅速恢復(fù)。在波紋管外面用屏蔽罩，可使波紋管免遭金屬蒸氣的燒損。 （4）導(dǎo)電系統(tǒng)： 定導(dǎo)電桿、定跑弧面、定觸頭、動(dòng)觸頭、動(dòng)跑弧面、動(dòng)導(dǎo)電桿構(gòu)成了滅弧室的導(dǎo)電系統(tǒng)。其中定導(dǎo)電桿、定跑弧面、定觸頭合稱定電極，動(dòng)觸頭、動(dòng)跑弧面、動(dòng)導(dǎo)電桿合稱動(dòng)電極，由真空滅弧室組裝成的真空斷路器合閘時(shí)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)通過動(dòng)導(dǎo)電桿的運(yùn)動(dòng)，使兩觸頭閉合，完成了電路的接通。 （5）觸頭：觸頭結(jié)構(gòu)對(duì)滅孤室的開斷能力有很大影響。采用不同結(jié)構(gòu)觸頭產(chǎn)生的滅弧效果有所不同的，早期采用簡單的圓柱形觸頭，結(jié)構(gòu)雖簡單，但開斷能力不能滿足斷路器的要求，僅能開斷10kA以下電流。目前，常采用的有螺旋糟型結(jié)構(gòu)觸頭、帶斜槽杯狀結(jié)構(gòu)觸頭和縱磁場杯狀結(jié)構(gòu)觸頭三種，其中以采用縱磁場杯狀結(jié)構(gòu)觸頭為主。
3.真空斷路器的原理： 真空滅弧室是用密封在真空中的一對(duì)觸頭來實(shí)現(xiàn)電力電路的接通與分?jǐn)喙δ艿囊环N電真空器件，是利用高真空作絕緣介質(zhì)。當(dāng)其斷開一定數(shù)值的電流時(shí)，動(dòng)、定觸頭在分離的瞬間，電流收縮到觸頭剛分離的某一點(diǎn)或某幾點(diǎn)上，表現(xiàn)電極間電阻劇烈增大和溫度迅速提高，直至發(fā)生電極金屬的蒸發(fā)，同時(shí)形成*的電場強(qiáng)度，導(dǎo)致劇烈的場致發(fā)射和間隙的擊穿，產(chǎn)生了真空電弧，當(dāng)工作電流接近零時(shí)，同時(shí)觸頭間距的增大，真空電弧的等離子體很快向四周擴(kuò)散，電弧電流過零后，觸頭間隙的介質(zhì)迅速由導(dǎo)電體變?yōu)榻^緣體，于是電流被分?jǐn)啵_斷結(jié)束。
真空斷路器的安裝要求 （1）安裝前對(duì)真空斷路器應(yīng)進(jìn)行外觀及內(nèi)部檢查，真空滅弧室、各零部件、組件要完整、合格、無損、無異物； （2）嚴(yán)格執(zhí)行安裝工藝規(guī)程要求，各元件安裝的緊固件規(guī)格必須按照設(shè)計(jì)規(guī)定選用； （3）檢查極間距離，上下出線的位置距離必須符合相關(guān)的專業(yè)技術(shù)規(guī)程要求； （4）所使用的工器具必須清潔，并滿足裝配的要求，在滅弧室附近緊固螺絲，不得使用活扳手； （5）各轉(zhuǎn)動(dòng)、滑動(dòng)件應(yīng)運(yùn)動(dòng)自如，運(yùn)動(dòng)磨擦處應(yīng)涂抹潤滑油脂； （6）整體安裝調(diào)試合格后，應(yīng)清潔抹凈，各零部件的可調(diào)連接部位均應(yīng)用紅漆打點(diǎn)標(biāo)記，出線端接線處應(yīng)涂抹有防腐油脂。