真空断路器结构、特点概述

ZN65-12户内高压真空断路器一．　概述　断路器作为配电线路中的一个重要元件，承担着线路电力的接通、切断、故障保护等功能。

真空断路器以其绝缘强度高，熄弧能力强，没有火灾和爆炸危险等诸多优点而受到电力部门的完全认可，在７．２ｋＶ～１２ｋＶ范围内，真空断路器以占绝对优势，并在很短的时间内会完全取代油（或少油）断路器。

九十年代以来，国外著名的公司纷纷推出新一代１２ｋＶ真空断路器，如德国ＳＩＥＭＥＮＳ公司推出的３ＡＨ１～３ＡＨ５系列真空断路器，ＡＢＢ公司推出的ＶＤ４型真空断路器，日本三菱公司推出的ＶＫ型真空断路器等等。

它们显著的特点是：可靠性大为提高，尺寸小巧，外观精美，适合目前电力行业的发展要求。

　随着我国电力事业的大力发展，市场迫切需要在性能、可靠性、外观上接近但价格明显低于国外同类产品的真空断路器。

根据这一趋势，我厂根据我国电力行业的要求和国际上真空断路器技术发展的最新发展趋势自行研制开发的ＺＮ６５Ａ－１２型新一代系列户内交流真空断路器，并通过甘肃省经济贸易委员会组织的专家鉴定。

本断路器可以使用在交流50Hz （60Hz ），12kV 及以下的电力系统中。

ZN65A –12系列户内高压真空断路器符合GB1984、DL403、GB/T11022、IEC56等标准规定，并在国家高压电器质量监督检验中心和KEMA 试验站通过了严格的型式试验。

　二．　ＺＮ６５Ａ－１２／Ｔ６３０￣４０００－２０￣６３系列交流高压真空断路器技术参数（表１）　表１　数 值序号 名称单位 ZN65A -12/20 ZN65A -12/25 ZN65A -12/31.5 ZN65A -12/40 ZN65A -12/631额定电压kV 12 2 额定电流A630 1000 12501000 125012501600 2000 2500 1250 1600 2000 2500 315040001min 工频耐受电压 42 3 额定绝 缘 水平冲击耐受电压kV 754 额定短路开断电流 20 25 31．5 40 63 5 额定短路关合电流（峰值） 50 63 100(80) 130(100) 1606 额定动稳定电流（峰值） 50 63 100(80) 130(100 1607 额定热稳定电流（有效值） kA 2025 31．540 63 8 额定短路开断电流开断次数 次 50 3020 9 额定短路开断电流的直流分量 ≥35%≥40%10额定热稳定时间s4数 值序号 名称 单位 ZN65A -12/20 ZN65A -12/25 ZN65A -12/31.5 ZN65A -12/40 ZN65A -12/6311 额定操作顺序 ★ ☆12 机械寿命次 20000 10000 13 额定单个电容器组开断电流 630 14 额定背对背电容器组开断电流 A 40015 额定及最高电压下的分闸时间 ms 45±10 16 最低操作电压分闸时间 ms 60±10 17额定及最高电压下的合闸时间ms50±1045±10 注：(1) ★ 分-0.3s-合分-180s-合分 ☆ 分-180s-合分-180s-合分(2)括号内参数为配SIEMENS 公司,无锡SIEMENS 公司,美国西屋公司真空灭弧室参数。

VS1-12户内高压真空断路器,是三相交流50HZ 、额定电压为12 kV的户内高压配电装置. 可作接通线路,切断故障电流和保护功能.尤其适合于额定工作电流下的频繁操作,如投、切电容器组、控制电炉变压器和高压电机等,也可作为联络使用. VS1-12高压真空断路器,采用操动机构与断路器本体一体式设计，既可做为固定安装单元，也可配有专用推进机构，组成手车单元作用。

1、结构特点:VS1-12高压真空断路器,主体部分设置在由环氧树脂采用APG工艺浇注而成的绝缘桶内,这种结构能有效防止外力冲击,因环境污秽等外部因素对真空灭弧室的影响. 断路器配用ZMD1410系列中封式陶瓷或玻璃真空灭弧室,其铜铬触头具有环状纵磁场触头结构,开断能力强,截流水平低,电寿命长. 真空灭弧室置与绝缘捅内,使断路器具有免维护,无污染,无爆炸危险,噪音低, 绝缘水平高. 操动机构为弹簧储能操作机构,机构箱内装有合闸单元,前方面板上设有分、合按钮,手储能操作孔、弹簧储能状态指示牌等.机构与本体前后布置成一体,传动效率高,操作性能好,适用于频繁操作,可装于移开式或固定式开关柜.2、工作原理:VS1-12高压真空断路器,合闸所需能量由弹簧储能机构供给, 储能机构可以由外部电源驱动电机完成,也可以由手动储能把手储能. 储能完成后, 储能指示牌显示“已储能”.同时, 储能切换开关切断储能电机电源, 断路器处于待合闸状态. 在合闸操作中,不论用手按下“合闸”按钮或远方操作使合闸电磁铁动作,均可使断路器合闸. 合闸动作完成后, 储能指示牌、储能切换开关复位, 电机电源接通. 电机再次储能. 合闸指示牌显示“合”.辅助开关接点转换. 在分闸操作中, 不论用手按下“分闸”按钮或远方操作使合闸电磁铁动作, 均可使断路器分闸, 分闸动作完成后, 分闸指示牌显示“合”.辅助开关接点转换. 同时在分闸操作中,计数器自动进一位,可从面板观察窗看到相应的数字.3、防误连锁:VS1-12高压真空断路器,合闸操作完成后,在断路器未分闸时, 断路器将不能再次合闸. 断路器合闸操作完成后,如合闸信号未及时去掉, 断路器内部防跳控制回路,将切断合闸回路防止多次重合闸.手车断路器在未到实验位置或工作位置时,断路器不能合闸.如果选用闭锁断路器,在二次控制电路未接同情况下, 闭锁电磁铁将防止4、断路器符合的标准: 断路器符合GB1984-2003《户内交流高压断路器》,IEC62271的相关要求.1998年涌过了原国家机械部、电力工业部鉴定.5、断路器特点: 该真空断路器运行性能稳定、开断电流大、设计合理、二次接线方便,很适合我国电网运行.6、使用环境条件: 海拔高度: 1000m及以下(超海拔时，要特别说明)环境温度: —15℃～+40℃相对湿度: 日平均值≤95%月平均值≤95%使用条件：无尘埃、烟、腐蚀性和可然性气体、蒸汽、或烟雾的污染及剧裂震动的场合, 辅助电路中感应的电磁干扰的幅值≤1.6。

第七章真空断路器真空断中器，指触头在高真空中开断电路的断路器。

§7-1真空断路器在真空中电极间的距离叫真空间隙，具有很高的绝缘强度，并具有随间隙的老化击穿电压会升高的特点，因而有优良的灭弧性能。

因此真空断路器适用于频繁操作，被广泛地应用于馈线侧和母线侧做为主开断元件。

一、结构真空断路器总体是由断路器本体，电流互感器及一次隔离插头构成综合式布置的手车式结构。

真空断路器生产品种较多，现以山西电气控制设备厂ZN--27.5G/1000--12.5为主介绍。

断路器本体部分主要由CD10-1G 型电磁操动机构传动系统（绝缘拉杆等），绝缘支撑（绝缘子等）、真空灭弧室和导电系统等组成，断路器灭弧导电系统采用双断口结构，上下对称布置，每个断口并联一只CT8-2-4型陶瓷均压电容器（1000pf左右）用以均压。

二、技术参数1.型号意义如：ZN-27.5/1000-12.5表示额定电压为27.5kV、额定电流为1000A、额定短路开断电流为12.5kA的户“内”式“真”空断路器。

2.主要技术参数如表7-1所示。

1.传动系统：断路器传动系统（如图7-1所示）基本上是将三付摇臂滑块机构有机地组合在一起。

这样的传动系统对称省力，断路器手车架承受的操作力较小。

图中所示为断路器的合闸位置。

分闸时，操动机构的合闸保持装置解裂，断路器在一级分簧6和分闸弹簧10作用下，按图中箭头方向分闸，并依靠拐臂11和分闸定位垫13保持在分闸位置上。

在分闸最后阶段，依靠油缓冲器14进行缓冲。

2、灭弧系统：断路器灭弧系统采用真空灭弧室，其结构如图7-2所示。

因真空断操作时的振动小，玻璃膨胀系数小，故可采用玻璃外壳，并用铁钴镍合金的可伐材料把玻璃外壳和铜端盖焊在一起，波纹管由不锈钢液压成形，它的一端与铜端盖焊死，另一端与动触头杆焊死，动触头杆从波纹管中穿过，随着动触头杆的运动波纹管伸缩，以保证真空灭弧室的动密封性。

真空灭弧室中的屏蔽有三种：1)主屏蔽罩：罩在触头外侧，冷凝和吸附触头在燃弧时产生的金属蒸汽和带电离子，提高触头间绝缘强度，确保分闸成功，改善灭弧室内电场和电容分布；2)波纹管屏蔽罩：罩在波纹管外，以防止电弧产生的熔融金属液滴灼伤或烧穿波纹管；3)均压屏蔽罩：减少玻璃外壳与可伐环封接处的电场强度。

关于真空断路器的特点介绍真空断路器是一种电力开关装置，由一组固定接触和动接触电气设备组成，用于在电路中切换和断开电流。

真空断路器因其在高电压、高电流的电路中运作可靠，具有节能、环保等特点，在电力系统的配电和变电设备中得到广泛应用。

一、高断电能力真空断路器的断电能力比空气断路器高上几个数量级。

比如，在负载电流为6300A时，空气断路器的最大断电能力只有60kA，而真空断路器的最大断电能力可达250kA。

这得益于真空断路器电触头之间的真空环境，使得电弧不易发生，从而提高了断电能力。

二、短路电流下的保护在电力系统的配电和变电设备中，因故障而导致的短路电流可达数十千安，对设备和电路造成的危害很大。

真空断路器可以快速切断短路电流，并具有迅速保护的功能，有效减少了故障对设备和电路的破坏。

三、节能、环保真空断路器在切断电流时，由于其电触头之间的真空环境，电弧的电阻很大，因此切断时几乎没有能量损耗，节能效果显著，可节约电力资源。

另外，由于真空断路器没有油封、气密、无污染、无噪音且不需维护，因此对环境也有较好的保护作用。

四、小巧轻便真空断路器相对于其它的高压开关，在相同的电流下，具有更小的体积和重量。

这使其在电力系统中占用的空间更小，在高层建筑、密集城市电力系统等对空间要求较高的场所得到了广泛应用。

五、适用范围广真空断路器广泛应用于电力系统中的各种场所，如变电站的高、低压开关设备、配电站、工矿企业、机关、医院、机场、码头、地铁、高层建筑等。

同时，由于真空断路器技术发展迅速，它的适用范围也在不断扩大。

六、长寿命、安全可靠真空断路器具有使用寿命长、可靠性高的优点。

其内部采用了高品质的材料和技术，从而保证了运行的安全可靠性和稳定性。

同时，在其运营周期中，只需定期维护和保养即可，非常方便和实用。

综上所述，真空断路器在电力系统中具有独特的优点，成为了高压电力设备的首选之一。

由于其具有高断电能力、短路电流下保护、节能环保、小巧轻便等特点，受到了广泛的青睐。

浅谈10kV真空断路器真空断路器是以真空作为灭弧和绝缘介质。

零部件都密封在绝缘的玻璃等材料制成的外壳内，动触杆与动触头的密封靠金属波纹管来实现。

1.真空断路器的特点：1.1优点：⑴结构轻巧、触头开距小（10千伏，只有10毫米）、动作迅速、操作轻便、体积小、重量轻。

⑵燃弧时间短，因为触头处于真空中，基本上不发生电弧，极小的电弧一般只需半周波（0.01秒）就能熄灭，故有半周波断路器之称，而且与电流大小无关。

⑶触头间隙介质恢复速度快。

⑷使用寿命长。

⑸维修工作量少，又能防火防爆。

1.2缺点：⑴操作过电压。

真空断路器在操作时往往会产生较高的截流过电压和电弧重燃过电压，在运行管理中，需从技术上防止和抑制过电压，如适当加大触头开距，以抑制电弧重燃过电压，装设性能较好的金属氧化物避雷器或阻容保护装置进行预防等。

⑵真空灭弧室的漏气问题。

随着真空灭弧室使用时间的增长和开断次数增多，以及受外界因素的作用，其真空度会逐步下降，影响它的开断能力和耐压水平。

目前，普遍使用纵向磁场灭弧原理和铜铬触头材料，以减少触头烧损，提高电气寿命。

但如果导电杆同心度调整不当，将影响真空灭弧室的封接强度，导致漏气。

为了保证同心度的调整，合理的选择使用和储存环境，是解决真空灭弧室漏气问题的重要措施。

⑶合闸弹跳。

在断路器合闸时，触头刚接触直至触头稳定接触瞬间为止的时间称为合闸弹跳时间，实践及理论分析均表明，它是影响灭弧室电寿命的重要因素。

但由于其远小于合闸过程中电弧燃烧时间，一定范围内的弹跳最主要的危害是加速触头的摩损，导致灭弧室电寿命的缩短。

合闸弹跳是由于动静触头的非弹性碰撞引起的，弹跳值大小与诸多因素有关，如触头弹簧的弹力、合闸速度、开距、触头材料、安装、调试质量、零部件的加工精度等等。

⑷温升。

真空断路器的回路电阻是产生温升的主要热源，而灭弧室的回路电阻通常要占回路电阻的50%以上。

触头与外壳之间的真空形成了热绝缘，因而产生的热量只能通过动、静导电杆向外部散热。

真空断路器结构介绍开关主体是真空断路器的主要组成部分，它由外壳、固定触头、活动触头、触头驱动装置等构成。

外壳通常采用绝缘材料制成，以确保断路器的绝缘性能。

固定触头和活动触头是断路器的主触头组件，它们通过触头驱动装置实现闭合和断开操作。

真空开断室是真空断路器的核心部分，它由开断间隙、固定触头盘、活动触头盘以及真空封闭室等构成。

开断间隙是真空开断室中最重要的部件，它采用真空介质填充，用于隔离和断开电流。

固定触头盘和活动触头盘分别安装在开断间隙两侧，通过操作机构的驱动，使得触头盘之间的开断间隙得以闭合或断开。

弧室位于真空开断室前端，用于收容并消除开断时产生的电弧。

弧室通常采用特殊的设计和材质，能够承受高温高压环境，并采取一系列措施将电弧扑灭和冷却，保证断路器的正常运行和使用寿命。

操作机构是真空断路器的控制部分，它由驱动机构、弹簧机构、零位开关等组成。

驱动机构负责将操作信号转化为机械动作，控制断路器的闭合和断开。

弹簧机构通过贮存能量，提供断路器闭合时所需的高速动力。

零位开关用于监测断路器的位置和状态，并提供信号给控制系统。

在真空断路器的工作过程中，当系统中的电流超过设定值时，控制系统会发送信号给操作机构，断路器开始断开电路。

驱动机构通过控制其他部件的运动，使固定触头和活动触头之间的开断间隙闭合，实现断路操作。

同时，弹簧机构提供动力，使闭合动作迅速完成。

电流被切断后，在弧室中产生电弧，通过一系列措施，电弧被扑灭和冷却，确保断路器正常工作。

当需要恢复电路时，控制系统再次发送信号，操作机构使断路器开关分离，恢复电路。

总之，真空断路器是一种通过利用真空介质进行断路和隔离的高压电器设备。

它由开关主体、真空开断室、弧室以及操作机构等组成。

在工作过程中，真空开断室中的真空介质起到隔离和断开电流的作用，弹簧机构和驱动机构提供动力，控制断路器的闭合和断开。

真空断路器具有结构简单、工作可靠、寿命长等特点，在电力系统中发挥着重要的作用。

VS1-12户内高压真空断路器,是三相交流50HZ 、额定电压为12 kV的户内高压配电装置. 可作接通线路,切断故障电流和保护功能.尤其适合于额定工作电流下的频繁操作,如投、切电容器组、控制电炉变压器和高压电机等,也可作为联络使用. VS1-12高压真空断路器,采用操动机构与断路器本体一体式设计，既可做为固定安装单元，也可配有专用推进机构，组成手车单元作用。

1、结构特点:VS1-12高压真空断路器,主体部分设置在由环氧树脂采用APG工艺浇注而成的绝缘桶内,这种结构能有效防止外力冲击,因环境污秽等外部因素对真空灭弧室的影响. 断路器配用ZMD1410系列中封式陶瓷或玻璃真空灭弧室,其铜铬触头具有环状纵磁场触头结构,开断能力强,截流水平低,电寿命长. 真空灭弧室置与绝缘捅内,使断路器具有免维护,无污染,无爆炸危险,噪音低, 绝缘水平高. 操动机构为弹簧储能操作机构,机构箱内装有合闸单元,前方面板上设有分、合按钮,手储能操作孔、弹簧储能状态指示牌等.机构与本体前后布置成一体,传动效率高,操作性能好,适用于频繁操作,可装于移开式或固定式开关柜.2、工作原理:VS1-12高压真空断路器,合闸所需能量由弹簧储能机构供给, 储能机构可以由外部电源驱动电机完成,也可以由手动储能把手储能. 储能完成后, 储能指示牌显示“已储能”.同时, 储能切换开关切断储能电机电源, 断路器处于待合闸状态. 在合闸操作中,不论用手按下“合闸”按钮或远方操作使合闸电磁铁动作,均可使断路器合闸. 合闸动作完成后, 储能指示牌、储能切换开关复位, 电机电源接通. 电机再次储能. 合闸指示牌显示“合”.辅助开关接点转换. 在分闸操作中, 不论用手按下“分闸”按钮或远方操作使合闸电磁铁动作, 均可使断路器分闸, 分闸动作完成后, 分闸指示牌显示“合”.辅助开关接点转换. 同时在分闸操作中,计数器自动进一位,可从面板观察窗看到相应的数字.3、防误连锁:VS1-12高压真空断路器,合闸操作完成后,在断路器未分闸时, 断路器将不能再次合闸. 断路器合闸操作完成后,如合闸信号未及时去掉, 断路器内部防跳控制回路,将切断合闸回路防止多次重合闸.手车断路器在未到实验位置或工作位置时,断路器不能合闸.如果选用闭锁断路器,在二次控制电路未接同情况下, 闭锁电磁铁将防止4、断路器符合的标准: 断路器符合GB1984-2003《户内交流高压断路器》,IEC62271的相关要求.1998年涌过了原国家机械部、电力工业部鉴定.5、断路器特点: 该真空断路器运行性能稳定、开断电流大、设计合理、二次接线方便,很适合我国电网运行.6、使用环境条件: 海拔高度: 1000m及以下(超海拔时，要特别说明)环境温度: —15℃～+40℃相对湿度: 日平均值≤95%月平均值≤95%使用条件：无尘埃、烟、腐蚀性和可然性气体、蒸汽、或烟雾的污染及剧裂震动的场合, 辅助电路中感应的电磁干扰的幅值≤1.6。

真空断路器的机械特性发布时间：2011-8-12 8:50:30一、开距触头的开距主要取决于真空断路器的额定电压和耐压要求，一般额定电压低时触头开距选得小些。

但开距太小会影响分断能力和耐压水平。

开距太大，虽然可以提高耐压水平，但会使真空灭弧室的波纹管寿命下降。

设计时一般在满足运行的耐压要求下尽量把开距选得小一些。

10kV真空断路器的开距通常在8～12mm之间，35kV的则在30～40mm之间。

二、触头接触压力在无外力作用时，动触头在大气压作用下，对内腔产生一个闭合力使其与静触头闭合，称之为自闭力，其大小取决于波纹管的端口直径。

灭弧室在工作状态时，这个力太小不能保证动静触头间良好的电接触，必须施加一个外加压力。

这个外加压力和自闭力之和称为触头的接触压力。

这个接触压力有如下几个作用：(1)保证动、静触头的良好接触，并使其接触电阻少于规定值。

(2)满足额定短路状态时的动稳定要求。

应使触头压力大于额定短路状态时的触头间的斥力，以保证在该状态下的完全闭会和不受损坏。

(3)抑制合闸弹跳。

使触头在闭会碰撞时得以缓冲，把碰撞的动能转为弹兴的势能，抑制触头的弹跳。

(4)为分闸提供一个加速力。

当接触压力大时，动触头得到较大的分闸力，容易拉断会闹熔焊点，提高分闸初始的加速度，减少燃弧时间，提高分断能力。

触头接触压力是一个很重要的参数，在产品的初始设计中要经过多次验证、试验才选取得比较合适。

如触头压力选得太小，满足不了上述各方面的要求；但触头压力太大，一方面需要增大合闸操作功，另外灭弧室和整机的机械强度要求也需要提高，技术上不经济。

4.3接触行程(或称压缩行程) 目前真空断路器毫无例外地采用对接式接触方式。

动触头碰上静触头之后就不能再前进了，触头接触压力是由每极触头压缩弹簧(有时称作合闸弹簧)提供的。

所谓接触行程，就是开关触头碰触开始，触头压簧施力端继续运动至会闹终结的距离，亦即触头弹簧的压缩距离，故又称压缩行程。

接触行程有两方面作用，一是令触头弹簧受压而向对接触头提供接触压力；二是保证在运行磨依后仍然保持一定接触压力，使之可靠接触。