低壓真空斷路器的論文

　　摘 要：1問(wèn)題與原因分析 1.1電壓過(guò)低對(duì)真空斷路器的影響 整流之后變成脈動(dòng)的直流電，當(dāng)控制線圈兩端電壓在低于額定電壓75%以下，合閘機(jī)構(gòu)得到的操作力不足以提供足夠的合閘力，則會(huì)降低合閘速度，延長(zhǎng)合閘時(shí)間，觸頭間的擊穿電弧會(huì)過(guò)多地停留在動(dòng)觸頭和靜觸頭之間，

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　　1問(wèn)題與原因分析

　　1.1電壓過(guò)低對(duì)真空斷路器的影響

　　整流之后變成“脈動(dòng)”的直流電，當(dāng)控制線圈兩端電壓在低于額定電壓75%以下，合閘機(jī)構(gòu)得到的操作力不足以提供足夠的合閘力，則會(huì)降低合閘速度，延長(zhǎng)合閘時(shí)間，觸頭間的擊穿電弧會(huì)過(guò)多地停留在動(dòng)觸頭和靜觸頭之間，造成觸頭熔焊。合閘過(guò)程中的斷路器動(dòng)導(dǎo)桿彈跳同樣對(duì)斷路器的真空管存在危害，合閘時(shí)間越短，動(dòng)靜導(dǎo)桿間的電弧存在時(shí)間越短，彈跳時(shí)對(duì)觸頭的磨損越輕，合閘時(shí)間越長(zhǎng)，動(dòng)靜導(dǎo)桿間的電弧存在時(shí)間越長(zhǎng)，彈跳時(shí)對(duì)觸頭的磨損越嚴(yán)重，會(huì)嚴(yán)重影響真空管及真空斷路器的使用壽命，其合閘時(shí)間≤70ms，彈跳時(shí)間≤2ms效果為佳。斷路器還會(huì)因電壓過(guò)低不能合閘，處于合閘觸發(fā)狀態(tài)的線圈因通過(guò)的電流過(guò)大而燒毀。真空斷路器的分閘通過(guò)欠電壓線圈和分勵(lì)線圈兩種分閘方式，欠電壓脫扣器和分勵(lì)脫扣器在低于額定電壓的工作電壓下進(jìn)行分閘，同樣得不到足夠的操作力，會(huì)降低分閘速度和時(shí)間，一方面會(huì)使線圈的帶電時(shí)間加長(zhǎng)，容易燒毀線圈，另一方面分閘時(shí)間越長(zhǎng)電流過(guò)零時(shí)在動(dòng)靜導(dǎo)桿間的介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度越慢，動(dòng)靜導(dǎo)桿間的介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度小于導(dǎo)桿間恢復(fù)電壓時(shí)，會(huì)使電弧重燃，動(dòng)靜導(dǎo)桿間溫度急聚上升,熔焊動(dòng)靜導(dǎo)桿間觸頭分閘時(shí)間≤30ms為佳。

　　1.2電壓過(guò)高對(duì)真空斷路器的影響

　　當(dāng)工作電壓超過(guò)額定電壓110%時(shí)，真空斷路器的控制線圈會(huì)過(guò)熱，破壞絕緣層，引起熱擊穿，會(huì)使線圈燒毀，還會(huì)由于電壓過(guò)高引起斷路器的機(jī)械性能發(fā)生變化，當(dāng)電壓過(guò)高時(shí)，斷路器的動(dòng)靜導(dǎo)桿間的觸頭壓力加大，觸頭超行程相應(yīng)加大，斷路器的分閘速度將降低，分閘時(shí)間加長(zhǎng)同樣會(huì)使動(dòng)靜導(dǎo)桿間觸頭發(fā)生熔焊。因此必須保證真空斷路器控制線圈兩端的工作電壓處于額定且穩(wěn)定的工作狀

　　2問(wèn)題解決途徑

　　可以對(duì)真空斷路器控制線圈兩端電壓濾波，用以穩(wěn)定其兩端電壓，常用的濾波有電感濾波和電容濾波兩種，電感濾波時(shí)由于電感的電阻很小，交流電阻很大，故通過(guò)電感的直流分量損失會(huì)很小，但由于線圈電阻和電感的分壓后，交流分量在電感上的比重比較大，因?yàn)殡姼性酱�，線圈電阻越小則整流濾波效果越好，因此電感濾波適合線圈中電流比較大的場(chǎng)合。電容濾波時(shí)通過(guò)并聯(lián)的電容器可以在電壓上升時(shí)對(duì)電容充電儲(chǔ)存能量，當(dāng)電壓下降時(shí)電容器開(kāi)始向控制線圈回路放電，使控制線圈兩端的電壓趨于平穩(wěn)，電容濾波適用于線圈電流較小的環(huán)境。電容濾波整流電路如圖3所示，波形圖如圖4所示。電容濾波特點(diǎn)如下。

　　1)增加了電容的濾波電路，線圈兩端電壓直流成分增加了，波動(dòng)減少，不僅使線圈兩端電壓升高，還變得更平穩(wěn)了。根據(jù)電容放電時(shí)間常數(shù)τd=RHC，RHC越大剛電容放電越慢，輸出電壓的波紋越小，U0越大，為了保證平穩(wěn)的線圈兩端電壓，時(shí)間常數(shù)為τd=RHC≥(3～5)T/2，則輸出線圈兩端的電壓值約為U0≈1.2Ui，為了獲得更好的濾波效果，電容的容量通常選用稍大一些。電容濾波后的線圈兩端電壓當(dāng)UC=U0時(shí)，脈動(dòng)系數(shù)為S=，為了減少電壓的脈動(dòng)，采用的濾波電容容量越大越好。

　　2)濾波電路中只有當(dāng)Ui>UC時(shí)二極管才能導(dǎo)通，電容放電時(shí)間常數(shù)越大，則U0的值越大，線圈中的電流越大，同時(shí)整流橋中的二極管導(dǎo)通角越小，承受的峰值電流越大，電容在充電過(guò)程中二極管承受的沖擊電流會(huì)影響整流管的使用壽命，因此選擇二極管時(shí)，應(yīng)有2~3倍的電流裕量。

　　3)電容濾波電路外特性如圖5所示，當(dāng)C改變時(shí)對(duì)線圈兩端電壓的影響，當(dāng)RH越小，IH越大，U0下降越快，濾波電路的帶載能力越差，因此電容濾波電路適用于電流較小且負(fù)載固定的電路中。電容濾波特性如圖6所示，脈動(dòng)系數(shù)受C的影響，RH越小IH越大，C越小S越大，因此加大C的容量可以減小S。整流后的波形雖然轉(zhuǎn)換成了比較平滑的直流電壓，但由于線圈兩端電壓的平均值取決于整流前輸入電壓的有效值，當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時(shí)，線圈兩端的電壓平均值隨之變化，因此為獲得穩(wěn)定性更好的直流電壓，需在線圈控制回路中加入穩(wěn)壓電路，如圖7所示。通過(guò)穩(wěn)壓電路中穩(wěn)壓二極管的電流調(diào)節(jié)作用，再通過(guò)限流電阻R上的電流和電壓變化來(lái)補(bǔ)償，起到穩(wěn)壓的作用。

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