4.1 空气绝缘方式

产品的相间绝缘、对地绝缘和灭弧室外绝缘均为空气介质。这样断路器的真空灭弧室多采用悬挂支撑方式,并且要遵循严格的安装调试工艺。典型产品国内有江苏长江股份公司的ZN68-12,国外有西门子公司的3AFJAG及3AH等系列产品。

干净清洁的空气是良好的绝缘介质,使用历史最悠久。考虑到环境的影响对单纯以空气作为绝缘介质的断路器及开关柜的空气绝缘净距和爬电比距作出了规定,在相应试验基础上,对12kV开关设备要求各相导体相间和对地净距达到125mm,对于瓷质和有机材料绝缘件的爬电比距分别要求18mm/kV、2Omm/kVD但有时还免不了发生绝缘事故,在绝缘净距和爬电比距满足上述规定外最好对裸露母线增加硅橡胶套,以进一步提高绝缘水平。

为了保证空气绝缘净距和爬电比距致使该类型产品的小型化比较困难。

4.2 复合绝缘方式

产品的绝缘结构采用固体绝缘和空气绝缘相结合的方法,一方面提高了绝缘性能,另一方面可以减少设备的尺寸。采用绝缘套筒式结构,真空灭弧室通过螺栓固定在环氧树脂绝缘套筒内然后与机构组装成断路器。这种断路器技术日趋成熟,具有代表性的产品如国产ZN63A、ZN63B型和ABB公司技术产品VD4型断路器。

这些措施提高了相间和对地的绝缘,可以避免外部机械力对灭弧室的冲撞,断路器尺寸也能减小,但是环境气候条件对灭弧室外绝缘的影响还不可避免,对极柱的装配还是有比较高的工艺要求。

4.3 固封极柱绝缘方式

固封极柱又称为浇注式极柱结构,这是中压真空断路器绝缘结构的重大变革。固封式真空断路器的研究工作始于上个世纪末,德国ABBCalorEIIlang公司为发展免维护真空断路器而开发在国内,2003年7月西安高压电器研究所与厦门华电开关有限公司联合开发的ZN96(VEP)-12/1250-315型固封式真空断路器率先通过国家级鉴定,之后该产品发展很快,高参数产品不断推出产品正在完成系列化,它已经成为近年来发展最快的一类高压电器产品。

它的主要特点是将真空灭弧室及导电端子等零件用环氧树脂通过APG工艺(环氧树脂自动压力凝胶工艺)包封成极柱,然后与机构组装成断路器。

固封式真空断路器的结构在机构部分根据选用不同的机构可能差异比较大些,但极柱的外形、结构差异不大,但其功能都是一样的,它的优点主要有:

(1)提高了产品的绝缘水平及抗污能力。

(2)小型化,减小了断路器及其配用的开关柜体积。

(3)防止了真空灭弧室易受外界撞击的危险。

(4)增强了主回路的外爬距,提高了灭弧室耐受电压水平。

(5)灭弧室的免维护,为断路器免维护创造了条件。

固封式真空断路器的电气性能除了决定真空灭弧室外,极柱的结构设计也至关重要。极柱结构除考虑绝缘外,还应考虑强度及散热问题。大电流情况下,甚至要与真空灭弧室一并考虑。从性能、成本上综合考虑,真空灭弧室亦单独设计成一个系列较为合理。

5 展望发展

从国内外真空断路器新产品品种的产生上及展览会上,德国汉诺威博览会为世界上最大的工业展览会,素有新产品橱窗之美,可以看出真空断路器的发展趋向于专用化、小型化、智能化、低过电压几大方向。

5.1 专用化

面临极其不同的开断任务新的专用断路器应运而生。如用于发电机保护断路器的特大容量真空断路器(短路开断电流高达3~8OKA及以上),标准型真空断路器(短路开断电流25~5OKA),经济型真空断路器(16KA~25KA),频繁型真空断路(如操作次数54万次),超频繁型真空断路器(如操作次数1615万次)。

 

真空断路器的发展及特点2

5.2 小型化、高可靠性

真空断路器的小型化研究工作进行了很多年,并取得了一定成效。虽然真空断路器零件数较少,但各国为了提高可靠性、降低成本一直努力减少零件数、缩小管径。

5.3 智能化

智能化真空断路器在保留断路器原有的各种功能外,必须具有对电路的异常状况进行检测与判定以及具有一定的指令功能等也就是把计算机加入机械系统,使开关系统有了"大脑",再加"传感器"采集信息,用光纤传导信息,使开关系统有了"知觉",大脑根据"知觉"做出判断与决定使系统有了"