西门子模块中国一级总代理-质量保证

　真空断路器因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名；其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。
　　真空断路器主要包含三大部分：真空灭弧室、电磁或弹簧操动机构、支架及其他部件。以下是对基本术语和各部分的具体介绍：
　　1.真空断路器技术标准真空断路器在我国近十年来得到了蓬勃的发展，至今方兴未艾。产品从过去的ZN1～ZN5几个品种发展到现在数十多个型号、品种，额定电流达到5000A，开断电流达到50kA的较好水平，并已发展到电压达35kV等级。

　　80年代以前，真空断路器处于发展的起步阶段，技术上在不断摸索，还不能制定技术标准，直到1985年后才制定相关的产品标准。
　　目前国内主要依据标准为：
　　JP3855-96《3.6～40.5kV交流高压真空断路器通用技术条件》
　　DL403-91《10～35kV户内高压断路器订货技术条件》
　　这里需要说明：IEC标准中并无与我国JB3855相对应的专用标准，只是套用《IEC56交流高压断路器》。因此，我国真空断路器的标准至少在下列几个方面高于或严于IEC标准：
　　(1) 绝缘水平： 试验电压 IEC 中国
　　1min工频耐压(kV) 28 42(极间、极对地)48(断口间)
　　1.2/50冲击耐压(kV) 75 75(极间、极对地)84(断口间)
　　(2)电寿命试验结束后真空灭弧室断口的耐压水平：IEC56中无规定。我国JB3855一96规定为：完成电寿命次数试验后的真空断路器，其断口间绝缘能力应不低于初始绝缘水平的80%，即工频1min33.6kV和冲击60kV。
　　(3)触头合闸弹跳时间：IEC无规定，而我国规定要求不大于2ms。
　　(4)温升试验的试验电流：IEC标准中，试验电流就等于产品的额定电流。我国DL403-91中规定试验电流为产品额定电流的110%。2.真空断路器的主要技术参数真空断路器的参数，大致可划分为选用参数和运行参数两个方面。前者供用户设计选型时使用；后者则是断路器本身的机械特性或运动特性，为运行、调整的技术指标。
　　下表是选用参数的列项说明，并以三种真空断路器数据为例。
　　表中所列各项参数，均须按JB3855和DL403标准的要求，在产品的型式试验中逐项加以验证，*终数据以型式试验报告为准。2.真空断路器的主要技术参数:参数名称 单位 型号
　　ZN28-12/1250-20 ZN27-12/1250-31.5 ZN27A-12/3150-40
　　电压参数
　　额定电压 kV 10
　　*高电压 11.5
　　绝缘水平
　　工频耐压 极间、极对地 42
　　断口间 48
　　冲击耐压 极间、极对地 75
　　断口间 84
　　电流参数 额定电流 A 1250 1250 3150
　　额定短路开断 kA 20 31.5 40
　　额定峰值耐受电流 kA 50 80 100
　　4S短时耐受电流 kA 20 31.5 40
　　额定短时关合电流(峰值) kA 50 80 100
　　额定单个电容器组开断电流 A 630 800
　　额定背对背电容器组开断电流 A 400 400
　　寿命 额定短路开断电流次数 次 50 50 30
　　机械寿命 次 10000
　　其它 额定操作顺序 分-0.5s-合分-180s-合分 分-180s-合分-180-合分
　　全开断次数 不大于60
　　配用操动机构 CD或CT机构
　　3.真空断路器的机械特性（运行参数） 序号 机械特性参数 单位 ZN28-12/1250-20ZN27-12/1250-31.5ZN27A-12/3150-40
　　1 触头开距 mm 11±1.0 10±1.0 11±1.0
　　2 接触行程 mm 4±1.0 3±0.5
　　3 触头接触压力 N 1500±200 3000±200 5000±300
　　4 平均合闸速度 m/s 0.6±0.2
　　5 平均分闸速度 m/s 1.1±0.2 1.1±0.3 1.1±0.3
　　6 合闸弹跳时间 ms<2
　　7 分、合不同期性 ms<2
　　8 分闸时间 ms<100
　　9 分闸时间 ms<60
　　10 主回路直流电阻 μΩ ≤60 ≤60 ≤20
　　11 动静触头累积允许磨损厚度 mm 3.0
　　为满足真空灭弧室对机械参量的要求，保证真空断路器电气机械性能，确保运行可靠性，真空断路器须具有稳定、良好的机械特性。主要机械特性列于上表，亦以三种断路器技术指标为例。4.各机械特性对产品性能的影响产品机械特性的优劣，对产品各项电气性能有重要的关系，而且影响产品运行可靠性。衡量真空断路器的性能，真空灭孤室本身的性能固然重要，然而机械特性同样具有举足轻重的作用。下面对各机械特性参数与产品性能的关系分述如下：
　　4.1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。
　　4.2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合和不受损坏。
　　(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。一般接触行程可取开距的20%～30%左右，10kV的真空断路器约为3～4mm。
　　真空断路器的实际结构中，触头合闸弹簧设计成即使处于分闸位置，也有相当的预压缩量，有预压力。这是为使合闸过程中，当动触头尚未碰到静触头而发生预击穿时，动触头有相当力量抵抗电动力，而不致于向后退缩；当触头碰接瞬间，接触压力陡然跃增至预压力数值，防止合闸弹跳，足以抵抗电动斥力，并使接触初始就有良好状态；随着接触行程的前进，触头间的接触压力逐步增大，接触行程终结时，接触压力达到设计值。接触行程不包括合闸弹簧的预压缩量程，它实际上是合闸弹簧的第二次受压行程。
　　4.4平均合闸速度
　　平均合闸速度主要影响触头的电磨蚀。如合闸速度太低，则预击穿时间长，电弧存在的时间长，触头表面电磨损大，甚至使触头熔焊而粘住，降低灭弧室的电寿命。但速度太高，容易产生合闸弹跳，操动机构输出功也要增大，对灭弧室和整机机械冲击大，影响产品的使用可靠性与机械寿命。平均合闸速度通常取0.6m/s左右为宜。 

4.5平均分闸速度
　　断路器的分闸速度一般而言速度越快越好，这样可以使首开相在电流趋近于0前2～3ms时能开断故障电流；否则首开相不能开断而延续至下一相，原来首开相变为后开相，燃弧时间加长了，增加了开断的难度，甚至使开断失败。但分闸速度太快，分闸的反弹也大，反弹太大震动过剧亦容易产生重燃，所以分间速度亦应考虑这方面同素。分闸速度的快慢，主要取决于合闸时动触头弹簧和分闸弹簧的贮能大小。为了提高分闸速度，可以增加分闸弹簧的贮能量，也可以增加合闸弹簧的压缩量，这都必然需要提高操动机构的输出功和整机的机械强度，降低了技术经济指标。经过多年试验认为，10kV的真空断路器，平均分闸速度能保证在0.95～1.2m/s比较合适。
　　4.6合闸弹跳时间
　　合闸弹跳时间是断路器在会闹时，触头刚接触开始计起，随后产生分离，可能又触又离，到其稳定接触之间的时间。
　　这一参数国外的标准中都没有明确规定，1989年底能源部电力司提出真空断路器合闸弹跳时间必须小于2ms。为什么合闸弹跳时间要小于2ms呢？主要是合闸弹跳的瞬间会引起电力系统或设备产生L.C高频振荡，振荡产生的过电压对电气设备的绝缘可能造成伤害甚至损坏。当合闸弹跳时；同小于2ms时，不会产生较大的过电压，设备绝缘不会受损，在关合时动静触头之间也不会产生熔焊。
　　4.7合、分闸不同期性
　　合闸的不同期性太大容易引起合闸的弹跳，因为机构输出的运动冲量仅由首合闸相触头承受。分闸的不同期性太大可能使后开相管子燃弧时间加长，降低开断能力。
　　合闸与分闸的不同期性一般是同时存在的，所以调好了合闸的不同期性，分闸的不同期性也就有了保证。产品中要求合分闸不同期性小于2ms。
　　4.8合、分闸时间
　　分、合闸时间是指从操动线圈的端子得电时刻计起，至三极触头全部合上或分离止的一段时间间隔。
　　合、分闸线圈是按短时工作制作设计的，合闸线圈的通电时间不到100ms，分闸线圈的不到60ms。分、合闸时间一般在断路器出厂时已调好，无须再动。
　　当断路器用在发电系统并在电源近端短路时，故障电流衰减较慢，若分闸时间很短，这时断路器分断的故障电流就可能含有较大的直流分量，开断条件更为恶劣，这对断路器的开断是很不利的。所以用于发电系统的真空断路器，其分闸时间尽可能设计长些为宜。
　　4.9回路电阻
　　回路电阻值是表征导电回路的联接是否良好的一个参数，各类型产品都规定了一定范围内的值。若回路电阻超过规定值时，很可能是导电回路某一连接处接触不良。在大电流运行时接触不良处的局部温升增高，严重时甚至引起恶性循环造成氧化烧损，对用于大电流运行的断路器尤需加倍注意。回路电阻测量，不允许采用电桥法测量，须采用GB763规定的直流压降法。

由于每种接地系统的特点不同，故漏电保护装置在不同接地系统中有着不同的应用。在TN-C系统中不能使用漏电保护装置。 　　1 TT系统 　　 　　在TT系统中，接地故障电流较小，不足以启动断路器脱扣，而保护又必须瞬时动作以保护人身安全，故必须使用漏电保护装置。 　　 　　防工人员直接校触的剩余电流动作值必须为： 　　 　　（1）*大值30mA 　　 　　（2）对于间接接触保护，按IEC60364标准计算。 　　 　　对于较小的漏电电流，当用于间接接触保护时，必须将漏电保护装置置于： 　　 　　（3）装置的输入端 　　 　　（4）在一组设备中，如果没有使用良好的等电位联结，必须确保使用漏电保护装置。 　　 　　1TN—S系统 　　 　　接地漏电保护器的灵敏度取决于使用环境。施耐德电气推荐下列使用值： 　　 　　（1）按缺省值的规定 　　 　　（2）计算得出：在TN—S系统中的零序电流保护装置允许对故障进行早期检测，而不需要等待短路的发生和设备损坏的危险(设备损坏、电缆损坏、火灾等)。　　在故障发生时，TN—S系统允许非常大的电流在PE、装置机架和结构件中流过，这也是电磁兼容的一个好处。 　　 　　如果这种大电流不能使过电流保护装置动作，这些电流将一直存在，同时会造成设备外壳之间的电位差，造成人身饬害，故必须加装漏电保护装置作为后备保护。 　　 　　2 IT系统 　　 　　在IT系统中，零线是不接地的。 　　 　　该系统不将零线接地，但设备外壳接地，以确保机架彼此之间对地等电位。 　　 　　（1）第一次故障：通过指示装置动作以警告用户检查并排除故障。由于接地故障电流很小(几毫安)，第一次故障对人身不构成危险。 　　 　　（2）第二次故障：该故障电流较大足危险的： 　　 　　如果设备外壳接在相同的接地装置：故障会导致断路器动作。 　　 　　如果设备外壳连接到不相同的接地装置，此时的故障电流不足以启动断路瞬时脱扣，所以必须使用一个剩余电流保护装置(RCD)作后备保护。 　　 　　选择正确的漏电保护装置 　　 　　接地漏电保护装置对人员和设备提供保护，防止直接和间接触触电，绝缘故障和火灾的危险，主要装置包括漏电开关或漏电断路器 　　 　　1 漏电开关 　　 　　漏电开关用于建筑业、第三产业和工业，它的主要作用：　　（1）对出线回路提供按地漏电保护 　　 　　（2）满足承受出现短路故障时*大短路电流的能力 　　 　　漏电开关可适用所有带零线接地的系统中。 　　 　　2 一体化的“相线+中性线”漏电保护断路器 　　 　　“相线+中性线”漏电保护断路器提供完整的终端电路保护，其主要特征是具有便利性。 　　 　　（1）对终端设备提供全面的保护(短路、过载、漏电保护) 　　 　　（2）主要用于单相电路 　　 　　3 应用 　　表1 主要装置功能Vigi模块DPNvigiID进线开关√  √ √分支回路√√  √ 分断能力√  √与拼装断路器相同√4.5KA，6KA，10KA必须与上游断路器串联获得*大额定电流值100A40A63A 　　 　　备注：√√优先选择该设备，√次之 　　 　　3.1 用断路器组装在一起的一体化接地漏电保护模块进行保护 　　 　　该产品足工业用户和大型工建和商建应用的理想产品。　　（1）对主低压配电柜和各级支路馈电回路提供全面的保护(过电流和绝缘故障)。 　　 　　（2）不管下级是否装有施耐德电气接地漏电保护产品，通过对漏电保护灵敏度和时间延时的设定来确保上下级漏电产品的选择性。 　　 　　（3）被保护设备的额定电流值*高达630A(电动机、电缆等) 　　 　　3.2 接地故障保护功能集成在断路器中 　　 　　在TN—S系统的电源线路中必须使用该保护装置，主要应用于工业和大型工商业建筑。 　　 　　（1）保护整定值*高可达1200A。 　　 　　（2）通过时间延时的设定来确保设备的选择性。 　　 　　（3）该装置符合NEC标准(美国国家电器标准) 　　 　　漏电产品的安装方法 　　 　　1 进行可靠的安装 　　 　　（1）按照IEC60479标准规定进行的生理研究确定了人体通过电流的危险程度。 　　 　　符合IEC479标准规定的限定值，在维护电流畅通的同时，确保良好的安全水平。 　　30mA是呼吸性麻痹极限：此电流值流过身体时没有心室纤维性颤动的危险(换句话说，没有心跳停止的危险)。如果该电流持续一个无限长时间则该电流值会成为一条无限接近安全区域的渐进线，该电流值下95％的人不会发生心室纤维性颤动的危险。该限值适应于成人和儿童。该值确定了接地故障保护装置动作电流设置的灵敏度。 　　 　　（2）30mA是防止人身直接接触保护的*大值 　　 　　（3）如果有必要的话10mA是附加保护，可用于手持用电设备(至今无标准强制性要求)和墙面插座 　　 　　（4）30mA灵敏度可确保电路保护而又不产生误跳闸 　　 　　2 提供间接接地保护措施理由 　　 　　间接接触与直接接触一样危险，这就是为什么一旦故障发生就要立即断开故障设备。 　　 　　零序电流保护装置置于配电柜出线末端时提供间接接触保护，其灵敏度设定为预计的接地故障电流值，但实际上门限值的一般动作限值要大于500mA以防止误跳闸及保证选择性。 　　 　　零序电流保护装置灵敏度的检验必需考虑接地电流的*大值，由公式算出：　　Id<UL／Ra； 　　 　　Id：故障电流； 　　 　　UL：按IEC60364标准中的安全电压限值； 　　 　　潮湿地方：UL=25V 　　 　　普通情况：UL=50V 　　 　　Ra：接地故障回路总电阻值 　　 　　3 应用 　　 　　（1）漏电保护装置的安装地点 　　 　　漏电保护装置的防护类型和安装方式应与坏境条件和使用条件相适应。对有金属外壳的I类设备和手持电动工具、安装在潮湿或者强腐蚀等场所的电气设备；建筑工地的电气施工设备、民用插座。游泳池或浴池类设备、安装在水中的供电线路和电气设备，以及医院直接接触人体的电气医疗设备等均应安装漏电保护设备。 　　 　　（2）不应该安装漏电装置的设备 　　 　　公共场所的通道照明电源和应急照明电源、消防电梯、防盗报警装置电源以及其它不允许突然停电的场所或电气装置的电源，应当不安装漏电保护装置，或者安装只报警不跳闸的保护装置。 　　 　　（3）可不安装漏电保护的设备 　　 　　使用安全电压供电的设备、使用双重绝缘的电气设备、使用隔离变压器供电的设备、采用不接地的局部等电位联结措施的场所等可不安装漏电保护设备。 　　 　　4 避免火灾措施 　　 　　IEC60364标准规定了火灾危险的保护措施，这类火灾缘于母线故障电流。漏电保护装置灵敏度的正确设置可以防止火灾事故。 　　 　　火灾可以由下列情况引起： 　　（1）绝缘体损坏 　　 　　（2）电缆过热 　　 　　（3）绝缘体有泄漏电流 　　 　　为了防止火灾，施耐德推荐安装一个剩余电流漏电保护装置，其灵敏度阈值至少为300mA。 　　 　　5 如何保护负载？ 　　 　　在TN—S系统，绝缘故障会产生大的泄漏电流，可以简化等效为短路电流。 　　 　　这类电流必须尽快消除，以免下列情况发生： 　　 　　（1）电缆过热 　　 　　（2）绝缘体穿孔 　　 　　（3）负载损坏 　　 　　接地故障保护装置可以防止这类大短路电流的产生。 　　 　　保护限值由用户确定，但是施耐德电气推荐限值在500mA•30A之间，带有或不带有时间延迟。当只需要保护电缆时，限值可以增加到250A。 　　 　　接地故障保护：目的是监控设备故障回路阻抗，并且限制故障电流达到1200A。 　　 　　施耐德电气推荐将接地故障保护装置设定值设到可能的*小值，这些设备之间的全选择性由所采用的各种下级保护设备确保。 　　 　　6 应用 　　 　　火灾的产生：50-70%的火灾是用电不当引起的。随着绝缘的老化，绝缘的质量也会降低，在这种情况下，就产生了流向地面的泄漏电流。经试验研究证明，泄漏电流通过被打湿的绝缘体时，绝缘体表面会炭化，由于雪崩效应，随之产生火苗，产生火灾。熔断器和断路器对这种漏电流没有保护作用，试验证明，300mA的漏电产品对于火灾具有保护作用。