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高压真空断路器合闸弹跳产生的原因及危害

2013-09-281811人浏览

合闸弹跳是指高压真空断路器的动触头与静触头碰撞接触后被反作用力推开,然后再接触又被推开的往复现象。该过程经过几次反复运动,在允许的时间范围内停止。从本质上说,合闸弹跳的瞬间过程中会引起设备产生LC高频振荡,振荡的频率、振幅与诸多因素有关:触头弹簧的弹跳压力、合闸速度、开距以及真空断路器的触头材料等,同时安装调试质量、零部件的加工精度也影响其合闸弹跳时间的长短。经过实践证明,触头材料的硬度越大,弹跳时间越长;触头材料的硬度相同时,触头压力越大,弹跳时间越短。

  

当高压真空断路器带电操作时,若两触头之间存在弹跳,真空电弧的燃弧时间就会延长。真空电弧是一种弧体温度高达七、八千度的高温等离子体。弹跳时间过长,燃弧时间增加,使触头表面熔化的深度和广度都增加,合闸时就会造成两触头界面接触,瞬间冷却后两触头熔焊在一起。这种熔焊,靠操作机构几千牛顿的分闸力是不容易拉开而造成开断失败。有时即使分闸力能拉开,但常常把触头表面拉变形,造成开断后恢复电压短路。因此,熔焊的结果是断路器开断成败的关键。在一定范围内,合闸弹跳最主要的危害在于加速了灭弧室触头的磨损进而导致灭弧室电寿命的缩短。

  

与此同时,电气触头的接触电阻也会对高压真空断路器的合闸弹跳产生一定影响,它主要取决于两导体直接接触的载流面积、接触面受到的压力以及接触面的腐蚀程度。电气触头本身由于凹凸不平,在没有足够的压力的情况下,其接触面有效载流面积将减小而导致接触电阻增加。如果触头的接触面受热氧化腐蚀,其电阻率也会增大从而增加接触电阻。

  

综上所述,在高压真空断路器频繁启动的情况下,灭弧室动、静触头,操作机构和紧固件的机械磨损较大,引起触头过热和电气合闸弹跳时间延长;合闸弹跳加速了触头的磨损,机械疲劳导致动、静触头压力减小,造成回路接触电阻增大以及后来的触头熔焊现象,导致真空接触器电动分闸分不开的故障。