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1、真空断路器发展历史真空断路器发展历史第1页，本讲稿共35页1 1 真空断路器的发展简史真空断路器的发展简史真空断路器的发展简史真空断路器的发展简史2 2 真空灭弧室真空灭弧室真空灭弧室真空灭弧室3 3 操动机构的发展操动机构的发展4 4 绝缘结构的发展绝缘结构的发展绝缘结构的发展绝缘结构的发展5 5 展望发展展望发展展望发展展望发展6 6 西门子著名的西门子著名的西门子著名的西门子著名的3AH 3AH 真空断路器真空断路器真空断路器真空断路器7 7 新闻（最新产品）新闻（最新产品）新闻（最新产品）新闻（最新产品）第2页，本讲稿共35页 真空断路器是指触头在真空中关合、开断的断路器。真空断路器是
2、指触头在真空中关合、开断的断路器。真空断路器是指触头在真空中关合、开断的断路器。真空断路器是指触头在真空中关合、开断的断路器。它以其它以其它以其它以其具备良好的灭弧特性具备良好的灭弧特性具备良好的灭弧特性具备良好的灭弧特性,适宜频繁操作适宜频繁操作适宜频繁操作适宜频繁操作,电气寿命长、电气寿命长、电气寿命长、电气寿命长、运行可靠性高、不检修周期长的优势运行可靠性高、不检修周期长的优势运行可靠性高、不检修周期长的优势运行可靠性高、不检修周期长的优势,在当今我国电力在当今我国电力在当今我国电力在当今我国电力工业工业工业工业城乡城乡城乡城乡电网电网电网电网改造、化工、冶金、改造、化工、冶金、改造、化
3、工、冶金、改造、化工、冶金、-铁道电气化以及矿山等行铁道电气化以及矿山等行铁道电气化以及矿山等行铁道电气化以及矿山等行业得到了广泛的应用。产品从过去的业得到了广泛的应用。产品从过去的业得到了广泛的应用。产品从过去的业得到了广泛的应用。产品从过去的ZN1-ZN5ZN1-ZN5几个品种几个品种几个品种几个品种到现在数十个型号、品种到现在数十个型号、品种到现在数十个型号、品种到现在数十个型号、品种,额定电流达到额定电流达到额定电流达到额定电流达到4000A,4000A,开断电流达开断电流达开断电流达开断电流达到到到到5OKA,5OKA,甚至有甚至有甚至有甚至有63kA,63kA,电压达到电压达到电压
4、达到电压达到35kV35kV等级等级等级等级。第3页，本讲稿共35页1 1、真空断路器的发展简史：、真空断路器的发展简史：、真空断路器的发展简史：、真空断路器的发展简史：18931893年，美国的里顿豪斯年，美国的里顿豪斯年，美国的里顿豪斯年，美国的里顿豪斯提出了结构简单的真空灭弧室提出了结构简单的真空灭弧室提出了结构简单的真空灭弧室提出了结构简单的真空灭弧室，并获得了，并获得了，并获得了，并获得了设计专利。设计专利。设计专利。设计专利。19201920年瑞典佛加公司年瑞典佛加公司年瑞典佛加公司年瑞典佛加公司第一次制成了真空开关第一次制成了真空开关第一次制成了真空开关第一次制成了真空开关。19
5、261926年美国索伦森等公布的研究成果也显示了在真空中分断电流的可能年美国索伦森等公布的研究成果也显示了在真空中分断电流的可能年美国索伦森等公布的研究成果也显示了在真空中分断电流的可能年美国索伦森等公布的研究成果也显示了在真空中分断电流的可能性，但因分断能力小，又受到真空技术和真空材料发展水平的限制，尚不性，但因分断能力小，又受到真空技术和真空材料发展水平的限制，尚不性，但因分断能力小，又受到真空技术和真空材料发展水平的限制，尚不性，但因分断能力小，又受到真空技术和真空材料发展水平的限制，尚不能投入实际使用。能投入实际使用。能投入实际使用。能投入实际使用。5050年代美国才制成第一批适用于切
6、断电容器组等特殊要求的真空年代美国才制成第一批适用于切断电容器组等特殊要求的真空年代美国才制成第一批适用于切断电容器组等特殊要求的真空年代美国才制成第一批适用于切断电容器组等特殊要求的真空开关开关开关开关,分断电流尚停在分断电流尚停在分断电流尚停在分断电流尚停在4 4千安的水平。千安的水平。千安的水平。千安的水平。第4页，本讲稿共35页真空开关的发展促进了真空断路器的产生真空开关的发展促进了真空断路器的产生真空开关的发展促进了真空断路器的产生真空开关的发展促进了真空断路器的产生19611961年，美国通用电气公司开始生产年，美国通用电气公司开始生产年，美国通用电气公司开始生产年，美国通用电气公
7、司开始生产1515千伏、分断电流为千伏、分断电流为千伏、分断电流为千伏、分断电流为12.512.5千安的真空断路千安的真空断路千安的真空断路千安的真空断路器。器。器。器。19661966年试制成年试制成年试制成年试制成1515千伏、千伏、千伏、千伏、2626千安和千安和千安和千安和31.531.5千安的真空断路器，从而使真空断路器进千安的真空断路器，从而使真空断路器进千安的真空断路器，从而使真空断路器进千安的真空断路器，从而使真空断路器进入了高电压、大容量的电力系统。入了高电压、大容量的电力系统。入了高电压、大容量的电力系统。入了高电压、大容量的电力系统。2020世纪世纪世纪世纪7070年代后
8、年代后年代后年代后,日本东芝电气公司研制成功了具有纵向磁场触头的真空灭弧室日本东芝电气公司研制成功了具有纵向磁场触头的真空灭弧室日本东芝电气公司研制成功了具有纵向磁场触头的真空灭弧室日本东芝电气公司研制成功了具有纵向磁场触头的真空灭弧室,使额定开断电流又进一步提高到使额定开断电流又进一步提高到使额定开断电流又进一步提高到使额定开断电流又进一步提高到5OKA5OKA以上。以上。以上。以上。8080年代中期，真空断路器的分断能力已达年代中期，真空断路器的分断能力已达年代中期，真空断路器的分断能力已达年代中期，真空断路器的分断能力已达100100千安。千安。千安。千安。中国从中国从中国从中国从195
9、81958年开始研制真空开关，年开始研制真空开关，年开始研制真空开关，年开始研制真空开关，19601960年西安交通大学和西安开关整流器厂共同研制成年西安交通大学和西安开关整流器厂共同研制成年西安交通大学和西安开关整流器厂共同研制成年西安交通大学和西安开关整流器厂共同研制成第一批第一批第一批第一批6.76.7千伏、分断能力为千伏、分断能力为千伏、分断能力为千伏、分断能力为600600安的真空开关安的真空开关安的真空开关安的真空开关;随后又制成随后又制成随后又制成随后又制成1010千伏、分断能力为千伏、分断能力为千伏、分断能力为千伏、分断能力为 1.51.5千安的三相真空开关。千安的三相真空开关
10、。千安的三相真空开关。千安的三相真空开关。19691969年华光电子管厂和西安高压电器研究所制成了年华光电子管厂和西安高压电器研究所制成了年华光电子管厂和西安高压电器研究所制成了年华光电子管厂和西安高压电器研究所制成了 1010千伏、千伏、千伏、千伏、2 2千安单相快速真空开关。千安单相快速真空开关。千安单相快速真空开关。千安单相快速真空开关。7070年代以后，中国已能独立研制和生产各种规格的真空开关。年代以后，中国已能独立研制和生产各种规格的真空开关。年代以后，中国已能独立研制和生产各种规格的真空开关。年代以后，中国已能独立研制和生产各种规格的真空开关。目前真空断路器己广泛用于目前真空断路器
11、己广泛用于目前真空断路器己广泛用于目前真空断路器己广泛用于1OKV1OKV、35kV35kV配电系统中配电系统中配电系统中配电系统中,额定开断电流己能做到额定开断电流己能做到额定开断电流己能做到额定开断电流己能做到5OKA-100KAo5OKA-100KAo有些国家还生产了有些国家还生产了有些国家还生产了有些国家还生产了72kV/84kV72kV/84kV级的真空灭弧室级的真空灭弧室级的真空灭弧室级的真空灭弧室,但数量不多。但数量不多。但数量不多。但数量不多。第5页，本讲稿共35页2 2、真空灭弧室、真空灭弧室、真空灭弧室、真空灭弧室真空灭弧室是真空断路器的关键部件真空灭弧室是真空断路器的关键
12、部件真空灭弧室是真空断路器的关键部件真空灭弧室是真空断路器的关键部件,它是采用玻璃它是采用玻璃它是采用玻璃它是采用玻璃或陶瓷作支撑及密封或陶瓷作支撑及密封或陶瓷作支撑及密封或陶瓷作支撑及密封,内部有动、静触头和屏蔽罩内部有动、静触头和屏蔽罩内部有动、静触头和屏蔽罩内部有动、静触头和屏蔽罩,室内有室内有室内有室内有负压负压负压负压,真空度为真空度为真空度为真空度为1331013310或或或或133lOJPa,133lOJPa,保证其开断时的保证其开断时的保证其开断时的保证其开断时的灭弧性能和绝缘水平。灭弧性能和绝缘水平。灭弧性能和绝缘水平。灭弧性能和绝缘水平。真空断路器在真空灭弧室内开断电流并进
13、行灭弧真空断路器在真空灭弧室内开断电流并进行灭弧真空断路器在真空灭弧室内开断电流并进行灭弧真空断路器在真空灭弧室内开断电流并进行灭弧,而真而真而真而真空断路器本身没有定性、定量监测真空度特性的装置空断路器本身没有定性、定量监测真空度特性的装置空断路器本身没有定性、定量监测真空度特性的装置空断路器本身没有定性、定量监测真空度特性的装置,所以真空度降低故障为隐性故障所以真空度降低故障为隐性故障所以真空度降低故障为隐性故障所以真空度降低故障为隐性故障,同时同时同时同时,真空度降低将严重影真空度降低将严重影真空度降低将严重影真空度降低将严重影响真空断路器开断过电流的能力响真空断路器开断过电流的能力响真
14、空断路器开断过电流的能力响真空断路器开断过电流的能力,并导致断路器的使用寿命并导致断路器的使用寿命并导致断路器的使用寿命并导致断路器的使用寿命急剧下降严重时会引起开关爆炸。急剧下降严重时会引起开关爆炸。急剧下降严重时会引起开关爆炸。急剧下降严重时会引起开关爆炸。第6页，本讲稿共35页真空灭弧室存在的主要问题真空度降低。真空度降低的主要原因有以下真空灭弧室存在的主要问题真空度降低。真空度降低的主要原因有以下真空灭弧室存在的主要问题真空度降低。真空度降低的主要原因有以下真空灭弧室存在的主要问题真空度降低。真空度降低的主要原因有以下几点。几点。几点。几点。(1)(1)真空断路器是一个比较娇嫩的元件真
15、空断路器是一个比较娇嫩的元件真空断路器是一个比较娇嫩的元件真空断路器是一个比较娇嫩的元件,电子管厂出厂后电子管厂出厂后电子管厂出厂后电子管厂出厂后,经过经过经过经过多次运输颠簸、安装震动、意外碰撞等多次运输颠簸、安装震动、意外碰撞等多次运输颠簸、安装震动、意外碰撞等多次运输颠簸、安装震动、意外碰撞等,都有可能产生玻璃或陶瓷都有可能产生玻璃或陶瓷都有可能产生玻璃或陶瓷都有可能产生玻璃或陶瓷封接的渗漏。封接的渗漏。封接的渗漏。封接的渗漏。(2)(2)真空灭弧室材质或制作工艺存在间题真空灭弧室材质或制作工艺存在间题真空灭弧室材质或制作工艺存在间题真空灭弧室材质或制作工艺存在间题,多次操作后出现漏点。
16、多次操作后出现漏点。多次操作后出现漏点。多次操作后出现漏点。(3)(3)分体式真空断路器分体式真空断路器分体式真空断路器分体式真空断路器,如使用电磁式操作机构如使用电磁式操作机构如使用电磁式操作机构如使用电磁式操作机构,在操作时在操作时在操作时在操作时,由于操由于操由于操由于操作连杆的距离比较大作连杆的距离比较大作连杆的距离比较大作连杆的距离比较大,直接影响开关的同期、弹跳、超行程等特性加快真直接影响开关的同期、弹跳、超行程等特性加快真直接影响开关的同期、弹跳、超行程等特性加快真直接影响开关的同期、弹跳、超行程等特性加快真空度降低。空度降低。空度降低。空度降低。真空灭弧室真空度降低的处理方法真
17、空灭弧室真空度降低的处理方法真空灭弧室真空度降低的处理方法真空灭弧室真空度降低的处理方法:经常观察真空灭弧室定期使用真空开关真空度测试仪对真空灭弧经常观察真空灭弧室定期使用真空开关真空度测试仪对真空灭弧经常观察真空灭弧室定期使用真空开关真空度测试仪对真空灭弧经常观察真空灭弧室定期使用真空开关真空度测试仪对真空灭弧室进行真空度的测量室进行真空度的测量室进行真空度的测量室进行真空度的测量,确保真空灭弧室的真空度在规定范围内确保真空灭弧室的真空度在规定范围内确保真空灭弧室的真空度在规定范围内确保真空灭弧室的真空度在规定范围内;当真当真当真当真空度降低时空度降低时空度降低时空度降低时,必须更换真空灭弧
18、室必须更换真空灭弧室必须更换真空灭弧室必须更换真空灭弧室,并做好行程、同期、弹跳等特性试并做好行程、同期、弹跳等特性试并做好行程、同期、弹跳等特性试并做好行程、同期、弹跳等特性试验。验。验。验。第7页，本讲稿共35页近年来近年来近年来近年来,我国真空断路器的生产发展也很快。目前国内我国真空断路器的生产发展也很快。目前国内我国真空断路器的生产发展也很快。目前国内我国真空断路器的生产发展也很快。目前国内真空灭弧室的技术与国外产品不相上下真空灭弧室的技术与国外产品不相上下真空灭弧室的技术与国外产品不相上下真空灭弧室的技术与国外产品不相上下,有采用纵向、横向有采用纵向、横向有采用纵向、横向有采用纵向、
19、横向的磁场技术、采用中央引燃触头技术的真空灭弧室的磁场技术、采用中央引燃触头技术的真空灭弧室的磁场技术、采用中央引燃触头技术的真空灭弧室的磁场技术、采用中央引燃触头技术的真空灭弧室,Cu-Cr,Cu-Cr合合合合金材料制成触头已成功地开断金材料制成触头已成功地开断金材料制成触头已成功地开断金材料制成触头已成功地开断5OKA5OKA、63kAo63kAo中国的真空中国的真空中国的真空中国的真空灭弧室已达到较高的水平灭弧室已达到较高的水平灭弧室已达到较高的水平灭弧室已达到较高的水平,真空断路器完全可以选用国产真空断路器完全可以选用国产真空断路器完全可以选用国产真空断路器完全可以选用国产的真空灭弧室
20、。的真空灭弧室。的真空灭弧室。的真空灭弧室。第8页，本讲稿共35页3 3、操动机构的发展、操动机构的发展 随着新材料的应用和新型结构的触头不断研制成功，真空断路器凭借真随着新材料的应用和新型结构的触头不断研制成功，真空断路器凭借真空灭弧室无与伦比的开断特性，其电气寿命和机械寿命大大增加，逐渐替空灭弧室无与伦比的开断特性，其电气寿命和机械寿命大大增加，逐渐替代了老式的油开关，被广泛应用于代了老式的油开关，被广泛应用于610.5610.5的中压电力系统中作为控的中压电力系统中作为控制和分配电能的开关。制和分配电能的开关。真空断路器的主要功能归根到底是体现在触头的分、合动作上，而真空断路器的主要功能
21、归根到底是体现在触头的分、合动作上，而触头的分、合动作主要是通过触头的分、合动作主要是通过“操动机构操动机构”来实现的，因此来实现的，因此真空断路器真空断路器操动机构的性能和质量优劣，将对真空断路器的工作性能和可靠性起操动机构的性能和质量优劣，将对真空断路器的工作性能和可靠性起到至关重要的作用。到至关重要的作用。第9页，本讲稿共35页真空断路器操动机构的发展历程真空断路器操动机构的发展历程（）电磁操动机构。（）电磁操动机构。最早应用在真空断路器上的操动机构是通过电磁力去实现分、合闸的，最早应用在真空断路器上的操动机构是通过电磁力去实现分、合闸的，故也称为电磁操动机构。故也称为电磁操动机构。优点
22、：优点：结构相对简单，零件数量少，制造成本低；结构相对简单，零件数量少，制造成本低；开距小（开距小（），较好地迎合了真空灭弧室的要），较好地迎合了真空灭弧室的要求。求。缺点：缺点：合闸线圈功率大，配套的电源设备价格昂贵；合闸线圈功率大，配套的电源设备价格昂贵；操作时冲击力大，操作时间长；操作时冲击力大，操作时间长；合闸接触力小，易引起触头跳动，从而产生连续、呈衰减趋势的电火合闸接触力小，易引起触头跳动，从而产生连续、呈衰减趋势的电火花；花；结构笨重，不利于小型化及配网自动化。结构笨重，不利于小型化及配网自动化。由于电磁操动机构存在上述较多缺陷，故而逐步被市场所淘汰，取而由于电磁操动机构存在上述
23、较多缺陷，故而逐步被市场所淘汰，取而代之的是后续研制的弹簧操动机构代之的是后续研制的弹簧操动机构第10页，本讲稿共35页（）弹簧操动机构。（）弹簧操动机构。弹簧操动机构是利用交、直流两用电动机对弹簧进行预储能，弹簧操动机构是利用交、直流两用电动机对弹簧进行预储能，利用弹簧的弹性势能去进行分、合闸操作的。利用弹簧的弹性势能去进行分、合闸操作的。优点优点对电源要求低，冲击力较小；对电源要求低，冲击力较小；可获得较高的合闸速度，能实现快速自动重合闸。可获得较高的合闸速度，能实现快速自动重合闸。缺点缺点因完全依靠机械传动，故传动机构复杂，零件数量多，故障率因完全依靠机械传动，故传动机构复杂，零件数量多
24、，故障率较高；较高；零件加工精度要求高，制造工艺复杂，制造成本较高。零件加工精度要求高，制造工艺复杂，制造成本较高。由于弹簧操动机构产品的可靠性不易保证，限制了真空断路器由于弹簧操动机构产品的可靠性不易保证，限制了真空断路器向电气寿命长、免维护等要求更高的方向发展。鉴于以上两种操动向电气寿命长、免维护等要求更高的方向发展。鉴于以上两种操动机构的不足，近年来，一种将永久磁铁应用于操动机构中的新型的机构的不足，近年来，一种将永久磁铁应用于操动机构中的新型的“永磁操动机构永磁操动机构”越来越受到电力行业的关注。越来越受到电力行业的关注。第11页，本讲稿共35页（）永磁操动机构（）永磁操动机构 永磁操
25、动机构主要由永久磁铁和分、合闸控制线圈等永磁操动机构主要由永久磁铁和分、合闸控制线圈等部件组成，是用永磁体去实现真空断路器合闸保持和分部件组成，是用永磁体去实现真空断路器合闸保持和分闸保持的一种新型的电磁操动机构。当合闸控制线圈通闸保持的一种新型的电磁操动机构。当合闸控制线圈通电时，线圈所产生的磁拉力会使动铁心向下运动，然后电时，线圈所产生的磁拉力会使动铁心向下运动，然后由永久磁铁将动铁心保持在合闸位置；当分闸线圈通电由永久磁铁将动铁心保持在合闸位置；当分闸线圈通电时，动铁心向反方向运动，同样由永久磁铁将它保持在时，动铁心向反方向运动，同样由永久磁铁将它保持在分闸位置。由于该机构在控制线圈不通
26、电流时动铁心有分闸位置。由于该机构在控制线圈不通电流时动铁心有两个稳定工作状态合闸或闸）故也称为双稳态永磁操动两个稳定工作状态合闸或闸）故也称为双稳态永磁操动机构。机构。第12页，本讲稿共35页永磁操动机构的优点永磁操动机构的优点）通过双线圈分别控制分、合闸操作。即合闸线圈只控制合闸操作，）通过双线圈分别控制分、合闸操作。即合闸线圈只控制合闸操作，分闸线圈只控制分闸操作，提高了机构的可靠性。分闸线圈只控制分闸操作，提高了机构的可靠性。）采用了全新的磁路设计，增大了分、合闸的保持力，减小了分、）采用了全新的磁路设计，增大了分、合闸的保持力，减小了分、合闸时对线圈电流的要求，降低了能耗。合闸时对线
27、圈电流的要求，降低了能耗。）机构的下部基座设计有联动轴，可保证分合闸操作时三相同期性，）机构的下部基座设计有联动轴，可保证分合闸操作时三相同期性，控制了首开相燃弧时间（内）。控制了首开相燃弧时间（内）。）机构的机械寿命可高达万次，与传统的电磁机构和弹簧机构）机构的机械寿命可高达万次，与传统的电磁机构和弹簧机构相比，机械寿命至少提高倍以上。相比，机械寿命至少提高倍以上。）机构是通过动铁心与主轴传动拐臂相连直接驱动动触头的，简化）机构是通过动铁心与主轴传动拐臂相连直接驱动动触头的，简化了传动链，无需机械脱、锁扣装置，减少了故障源。了传动链，无需机械脱、锁扣装置，减少了故障源。第13页，本讲稿共35
28、页4 4、绝缘结构的发展、绝缘结构的发展、绝缘结构的发展、绝缘结构的发展据有关的历史资料对全国电力系统据有关的历史资料对全国电力系统据有关的历史资料对全国电力系统据有关的历史资料对全国电力系统高压断路器高压断路器高压断路器高压断路器运行中运行中运行中运行中的事故类型统计分析拒分事故占的事故类型统计分析拒分事故占的事故类型统计分析拒分事故占的事故类型统计分析拒分事故占22.67%;22.67%;拒合事故占拒合事故占拒合事故占拒合事故占6.48%;6.48%;开断关合事故占开断关合事故占开断关合事故占开断关合事故占9.07%;9.07%;绝缘事故占绝缘事故占绝缘事故占绝缘事故占35.47%;35.
29、47%;误动误动误动误动事故占事故占事故占事故占7.02%;7.02%;截流事故占截流事故占截流事故占截流事故占7.95%;7.95%;外力及其他事故占外力及其他事故占外力及其他事故占外力及其他事故占11.43911.439毛毛毛毛,其中以绝缘事故和拒分事故最为突出其中以绝缘事故和拒分事故最为突出其中以绝缘事故和拒分事故最为突出其中以绝缘事故和拒分事故最为突出,约占全部约占全部约占全部约占全部事故的事故的事故的事故的60%60%。所以绝缘结构也是真空断路器的一大要点。所以绝缘结构也是真空断路器的一大要点。所以绝缘结构也是真空断路器的一大要点。所以绝缘结构也是真空断路器的一大要点根据相柱绝缘经历
30、的变化发展根据相柱绝缘经历的变化发展根据相柱绝缘经历的变化发展根据相柱绝缘经历的变化发展,可基本上划分为三代可基本上划分为三代可基本上划分为三代可基本上划分为三代:空气空气空气空气绝缘方式、复合绝缘方式、固封极柱绝缘方式绝缘方式、复合绝缘方式、固封极柱绝缘方式绝缘方式、复合绝缘方式、固封极柱绝缘方式绝缘方式、复合绝缘方式、固封极柱绝缘方式。第14页，本讲稿共35页（1 1）空气绝缘方式）空气绝缘方式）空气绝缘方式）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。这产品的相
31、间绝缘、对地绝缘和灭弧室外绝缘均为空气介质。这样样样样断路器断路器断路器断路器的真空灭弧室多采用悬挂支撑方式的真空灭弧室多采用悬挂支撑方式的真空灭弧室多采用悬挂支撑方式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并且要遵循严格的安装调并且要遵循严格的安装调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试工艺。典型产品国内有江苏长江股份公司的试工艺。典型产品国内有江苏长江股份公司的试工艺。典型产品国内有江苏长江股份公司的ZN68-12,ZN68-12,国外有西门子国外有西门子国外有西门子国外有西门子公司的公司的公司的公司的3AFJAG3AFJAG及及及及3AH3AH等系
32、列产品。等系列产品。等系列产品。等系列产品。干净清洁的空气是良好的绝缘介质干净清洁的空气是良好的绝缘介质干净清洁的空气是良好的绝缘介质干净清洁的空气是良好的绝缘介质,使用历史最悠久。考虑到环境的使用历史最悠久。考虑到环境的使用历史最悠久。考虑到环境的使用历史最悠久。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爬电比距作出了规定爬电比距作出了规定爬电比距作出了规定,在相应试
33、验基础上在相应试验基础上在相应试验基础上在相应试验基础上,对对对对12kV12kV开关设备要求各开关设备要求各开关设备要求各开关设备要求各相导体相间和对地净距达到相导体相间和对地净距达到相导体相间和对地净距达到相导体相间和对地净距达到125mm,125mm,对于瓷质和有机材料绝缘件的对于瓷质和有机材料绝缘件的对于瓷质和有机材料绝缘件的对于瓷质和有机材料绝缘件的爬电比距分别要求爬电比距分别要求爬电比距分别要求爬电比距分别要求18mm/kV18mm/kV、2Omm/kVD2Omm/kVD但有时还免不了发生但有时还免不了发生但有时还免不了发生但有时还免不了发生绝缘事故绝缘事故绝缘事故绝缘事故,在绝缘
34、净距和爬电比距满足上述规定外最好对裸露母线增加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硅橡胶套硅橡胶套硅橡胶套,以进一步提高绝缘水平。以进一步提高绝缘水平。以进一步提高绝缘水平。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。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。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。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。第15页，本讲稿共35页（2
35、 2）复合绝缘方式复合绝缘方式复合绝缘方式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产品的绝缘结构采用固体绝缘和空气绝缘相结合的方产品的绝缘结构采用固体绝缘和空气绝缘相结合的方产品的绝缘结构采用固体绝缘和空气绝缘相结合的方法法法法,一方面提高了绝缘性能一方面提高了绝缘性能一方面提高了绝缘性能一方面提高了绝缘性能,另一方面可以减少设备的尺寸。另一方面可以减少设备的尺寸。另一方面可以减少设备的尺寸。另一方面可以减少设备的尺寸。采用绝缘套筒式结构采用绝缘套筒式结构采用绝缘套筒式结构采用绝缘套筒式结构,真空灭弧室通过螺栓固定在环氧树真空灭弧室通过螺栓固定在环氧树真空灭弧室通过螺栓固定在
36、环氧树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。这种断路器技脂绝缘套筒内然后与机构组装成断路器。这种断路器技脂绝缘套筒内然后与机构组装成断路器。这种断路器技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术日趋成熟术日趋成熟术日趋成熟,具有代表性的产品如国产具有代表性的产品如国产具有代表性的产品如国产具有代表性的产品如国产ZN63AZN63A、ZN63BZN63B型和型和型和型和ABBABB公司技术产品公司技术产品公司技术产品公司技术产品VD4VD4型断路器。型断路器。型断路器。型断路器。这些措施提高了相间和对地的绝缘这些措施提高了相间和对地的绝缘这些措施提高
37、了相间和对地的绝缘这些措施提高了相间和对地的绝缘,可以避免外部机械可以避免外部机械可以避免外部机械可以避免外部机械力对灭弧室的冲撞力对灭弧室的冲撞力对灭弧室的冲撞力对灭弧室的冲撞,断路器尺寸也能减小断路器尺寸也能减小断路器尺寸也能减小断路器尺寸也能减小,但是环境气候条但是环境气候条但是环境气候条但是环境气候条件对灭弧室外绝缘的影响还不可避免件对灭弧室外绝缘的影响还不可避免件对灭弧室外绝缘的影响还不可避免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对极柱的装配还是有对极柱的装配还是有对极柱的装配还是有比较高的工艺要求。比较高的工艺要求。比较高的工艺要求。比较高的工艺要求。第16页，本讲稿
38、共35页（3)3)固封极柱绝缘方式固封极柱绝缘方式固封极柱绝缘方式固封极柱绝缘方式固封极柱又称为浇注式极柱结构固封极柱又称为浇注式极柱结构固封极柱又称为浇注式极柱结构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这是中压真空断路器绝缘结这是中压真空断路器绝缘结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,德国德国德国德国ABBCalorEIIlangABBCalorEIIlang公司为发展免维
39、护真空断路器而开发在公司为发展免维护真空断路器而开发在公司为发展免维护真空断路器而开发在公司为发展免维护真空断路器而开发在国内国内国内国内,2003,2003年年年年7 7月西安高压电器研究所与厦门华电开关有限公司月西安高压电器研究所与厦门华电开关有限公司月西安高压电器研究所与厦门华电开关有限公司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联合开发的联合开发的联合开发的ZN96(VEP)-12/1250-315ZN96(VEP)-12/1250-315型固封式真空断路器率先型固封式真空断路器率先型固封式真空断路器率先型固封式真空断路器率先通过国家级鉴定通过国家级鉴定通过国家级鉴定通过国
40、家级鉴定,之后该产品发展很快之后该产品发展很快之后该产品发展很快之后该产品发展很快,高参数产品不断推出产品正在高参数产品不断推出产品正在高参数产品不断推出产品正在高参数产品不断推出产品正在完成系列化完成系列化完成系列化完成系列化,它已经成为近年来发展最快的一类高压电器产品。它已经成为近年来发展最快的一类高压电器产品。它已经成为近年来发展最快的一类高压电器产品。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它的主要特点是将真空灭弧室及导电端子等
41、零件用环氧树脂通过通过通过通过APGAPG工艺工艺工艺工艺(环氧树脂自动压力凝胶工艺环氧树脂自动压力凝胶工艺环氧树脂自动压力凝胶工艺环氧树脂自动压力凝胶工艺)包封成极柱包封成极柱包封成极柱包封成极柱,然后与机构组装然后与机构组装然后与机构组装然后与机构组装成断路器。成断路器。成断路器。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较大些较大些较大些,但极柱的外形、结构差异不大但极柱的外形
42、、结构差异不大但极柱的外形、结构差异不大但极柱的外形、结构差异不大,但其功能都是一样的但其功能都是一样的但其功能都是一样的但其功能都是一样的,它的优点它的优点它的优点它的优点主要有主要有主要有主要有:第17页，本讲稿共35页(1)(1)提高了产品的绝缘水平及抗污能力。提高了产品的绝缘水平及抗污能力。提高了产品的绝缘水平及抗污能力。提高了产品的绝缘水平及抗污能力。(2)(2)小型化小型化小型化小型化,减小了断路器及其配用的开关柜体积。减小了断路器及其配用的开关柜体积。减小了断路器及其配用的开关柜体积。减小了断路器及其配用的开关柜体积。(3)(3)防止了真空灭弧室易受外界撞击的危险。防止了真空灭弧
43、室易受外界撞击的危险。防止了真空灭弧室易受外界撞击的危险。防止了真空灭弧室易受外界撞击的危险。(4)(4)增强了主回路的外爬距增强了主回路的外爬距增强了主回路的外爬距增强了主回路的外爬距,提高了灭弧室耐受电压水平。提高了灭弧室耐受电压水平。提高了灭弧室耐受电压水平。提高了灭弧室耐受电压水平。(5)(5)灭弧室的免维护灭弧室的免维护灭弧室的免维护灭弧室的免维护,为断路器免维护创造了条件。为断路器免维护创造了条件。为断路器免维护创造了条件。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固封式真空断路器的电气性能除了决定真空灭弧室外固封式真空断路器的电气性能除了决定真空灭弧
44、室外固封式真空断路器的电气性能除了决定真空灭弧室外,极极极极柱的结构设计也至关重要。极柱结构除考虑绝缘外柱的结构设计也至关重要。极柱结构除考虑绝缘外柱的结构设计也至关重要。极柱结构除考虑绝缘外柱的结构设计也至关重要。极柱结构除考虑绝缘外,还应考还应考还应考还应考虑强度及散热问题。大电流情况下虑强度及散热问题。大电流情况下虑强度及散热问题。大电流情况下虑强度及散热问题。大电流情况下,甚至要与真空灭弧室一甚至要与真空灭弧室一甚至要与真空灭弧室一甚至要与真空灭弧室一并考虑。从性能、成本上综合考虑并考虑。从性能、成本上综合考虑并考虑。从性能、成本上综合考虑并考虑。从性能、成本上综合考虑,真空灭弧室亦单
45、独设计真空灭弧室亦单独设计真空灭弧室亦单独设计真空灭弧室亦单独设计成一个系列较为合理。成一个系列较为合理。成一个系列较为合理。成一个系列较为合理。第18页，本讲稿共35页5 展望发展展望发展从国内外真空断路器新产品品种的产从国内外真空断路器新产品品种的产生上及展览会上生上及展览会上,德国汉诺威博览会为世德国汉诺威博览会为世界上最大的界上最大的工业工业展览会展览会,素有新产品橱素有新产品橱窗之美窗之美,可以看出真空断路器的发展趋向可以看出真空断路器的发展趋向于专用化、小型化、智能化、低过电压于专用化、小型化、智能化、低过电压几大方向。几大方向。第19页，本讲稿共35页(1)(1)专业化专业化专业
46、化专业化如用于发电机保护断路器的特大容量真空断路器如用于发电机保护断路器的特大容量真空断路器如用于发电机保护断路器的特大容量真空断路器如用于发电机保护断路器的特大容量真空断路器(短路开短路开短路开短路开断电流高达断电流高达断电流高达断电流高达38OKA38OKA及以上及以上及以上及以上),),标准型真空断路器标准型真空断路器标准型真空断路器标准型真空断路器(短路短路短路短路开断电流开断电流开断电流开断电流255OKA),255OKA),经济型真空断路器经济型真空断路器经济型真空断路器经济型真空断路器(16KA25KA),(16KA25KA),频繁型真空断路频繁型真空断路频繁型真空断路频繁型真空
47、断路(如操作次数如操作次数如操作次数如操作次数5454万次万次万次万次),),超超超超频繁型真空断路器频繁型真空断路器频繁型真空断路器频繁型真空断路器(如操作次数如操作次数如操作次数如操作次数16151615万次万次万次万次)。(2)(2)小型化，高可靠性小型化，高可靠性小型化，高可靠性小型化，高可靠性为了提高可靠性、降低成本一直努力减少零件数、缩小管为了提高可靠性、降低成本一直努力减少零件数、缩小管为了提高可靠性、降低成本一直努力减少零件数、缩小管为了提高可靠性、降低成本一直努力减少零件数、缩小管径。径。径。径。第20页，本讲稿共35页(3)(3)智能化智能化智能化智能化 真空断路器在保留断
48、路器原有的各种功能外真空断路器在保留断路器原有的各种功能外真空断路器在保留断路器原有的各种功能外真空断路器在保留断路器原有的各种功能外,必须具必须具必须具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有对电路的异常状况进行检测与判定以及具有一定的有对电路的异常状况进行检测与判定以及具有一定的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指令功能等也就是把计算机加入机械系统指令功能等也就是把计算机加入机械系统指令功能等也就是把计算机加入机械系统,使开关系统有使开关系统有使开关系统有使开关系统有了了了了“大脑大脑大脑大脑”,再加再加再加再加“传感器传感器传
49、感器传感器”采集信息采集信息采集信息采集信息,用光纤传导信息用光纤传导信息用光纤传导信息用光纤传导信息,使使使使开关系统有了开关系统有了开关系统有了开关系统有了“知觉知觉知觉知觉”,大脑根据大脑根据大脑根据大脑根据“知觉知觉知觉知觉”做出判断与决做出判断与决做出判断与决做出判断与决定使系统有了定使系统有了定使系统有了定使系统有了“智能智能智能智能”,这是配电自动化的需要这是配电自动化的需要这是配电自动化的需要这是配电自动化的需要,也是断也是断也是断也是断路器本身控制保护的需要。路器本身控制保护的需要。路器本身控制保护的需要。路器本身控制保护的需要。如如如如AlstornAlstorn公司的公司
50、的公司的公司的DCXDCX型可编型可编型可编型可编程序数字控制装置程序数字控制装置程序数字控制装置程序数字控制装置,ABB,ABB公司的公司的公司的公司的REF542REF542型控制和保护装型控制和保护装型控制和保护装型控制和保护装置置置置,西门子公司第二代数字保护装置等。西门子公司第二代数字保护装置等。西门子公司第二代数字保护装置等。西门子公司第二代数字保护装置等。我国为了使断路器赶上国际先进水平，决定把开发智能化断路器列为我国为了使断路器赶上国际先进水平，决定把开发智能化断路器列为我国为了使断路器赶上国际先进水平，决定把开发智能化断路器列为我国为了使断路器赶上国际先进水平，决定把开发智能