中压线kA VD4 1 2 总则 4 开断原理 6 安装方式 6 应用领域 6 标准和证书 6 运行安全 7 附件 8 操动 机构 8 技术性文档 10 质量系统 10 环境管理系统 10 健康与安全管理系统 10 3 总则 新 VD4 真空断路器是 ABB 驰名的灭弧室和浇注极柱研发和制造技术,以及先 进的操动机构研发、设计和生产技术的完美结合。 VD4 中压真空断路器的灭弧室被整体浇注在环氧树脂中。整体浇注的极柱结 构更坚固,可为真空灭弧室提供更加充分的保护,并可消除灰尘和潮气对灭弧室的外 绝缘能力的影响。 灭弧室将开关的主触头永久密封在真空环境中,构成开断灭弧单元。在真空中 开断电流 真空断路器不需要灭弧和绝缘的介质。实际上,灭弧室中不存在可被电离的物 质。在任何情况下,当触头分离时,触头间的电弧通道仅仅由触头材料的金属蒸气构 成。电弧只能由外部能量维持,当主回路电流在自然过零点时刻消失,电弧即不能维 持。在此刻,急速下降的载流密度和快速凝聚的真空金属蒸气,使触头之间迅速恢复 了绝缘。真空灭弧室因此恢复了绝缘能力以及耐受系统瞬态恢复电压的能力,最终 将电弧熄灭。 即使在很小的开距下,真空也有很高的绝缘强度,因此只要在电流过零点的数毫 秒之前将真空灭弧室的触头分开,即能保证成功开断。 概述 特殊设计的触头几何形状和触头材质,以及很短的燃弧时间和极低的电弧电压, 使触头烧蚀程度非常低,保证了灭弧室的长寿命。此外,真空还可以防止触头被氧化 和污染。 EL 型操动机构 现代真空灭弧室的触头所需分离速度低、行程小、质量轻,仅需要机构提供很 少的操作功。这保证了操作系统的低磨损量,同时也意味着断路器仅需要很少的维 护。VD4 断路器使用了弹簧储能、自由脱扣的模块化机械操动机构。断路器的分 合闸操作性能与具体操作者无关。此操动机构概念简单、使用方便,可以自由选配 可简单快速安装的二次附件。朴素的设计思想带来了元器件的高可靠性。 结构 操动机构和极柱固定在一个金属壳体上,此金属壳体也是固定式断路器的安装 壳体。这种紧凑的结构保证了断路器的坚固和机械可靠性。 除了隔离触头和连接到辅助电路的带软管的航空插外,可抽出式断路器还装配 有手车底盘,可实现在开关柜门关闭的条件下进行断路器的摇进摇出操作。 概述 1 ●真空开断技术 ●真空中的触头避免了氧化和污染 ●极柱整体浇注技术 ●真空灭弧室受到可靠保护,避免了机 械撞击、灰尘和潮气的影响 ●极柱终身密封 ●适用于不同气候条件 ●低操作功 ●弹簧储能操动机构,标准配备机械防 跳装置 ●完整的二次附件系列供选配 ●固定式和可抽出式安装 ●尺寸紧凑 ●坚固可靠 ●极低维护工作量 ●断路器仅在柜门关闭条件下摇进摇出●位于操动机构和手车底盘上的安全闭 锁可防止错误和危险的操作 ●环境友好 1 上出线 极柱固定嵌件整体浇注极柱 10 操动机构连接处 在一个真空灭弧室内,真空电弧随着载流触头的分离而产生,并维持到电流过零 点结束,电弧可受到磁场的影响。真空电弧-发散型或收缩型 随着触头的分离,阴极触头的整个表面形成多个独立的斑点,阴极斑点产生的金 属蒸气维持着真空电弧。 发散型真空电弧的特征是电弧扩散覆盖到触头表面并平均分配热应力。 在真空灭弧室的额定电流范围内,电弧总是发散型的。触头的烧蚀可以忽略不 计,因此额定电流开断次数可以非常高。 随着开断电流的升高(超过了额定值,根据霍尔效应,发散型电弧有向收缩型电弧 转变的趋势。 电弧从阳极开始收缩,随着电流的进一步增加电弧的轮廓将收缩得更加锐利明 显。在燃起电弧的区域中触头温度将会升高,同时带来巨大的热应力。 为了防止触头过热及过度烧蚀,电弧被磁场驱动保持旋转。旋转的电弧可以看 作一段通过电流的运动着的导体。ABB 螺旋形状的真空灭弧室触头 ABB 螺旋触头的特殊形状可在弧柱运动的范围内产生一个横向的磁场,并且在 触头边缘的区域磁场强度最大。 电磁场由电弧本身产生,切线方向的电流分量产生的磁场导致电弧围绕触头轴 线快速旋转。 相比固定不动的收缩型电弧,被驱动旋转的电弧掠过了更大范围的触头表面。 这种方式,不光减少了触头上的热应力、大幅减小了触头的烧蚀,还使极高短路电流 的真空开断变得可能。 ABB 的真空灭弧室属于电流零点开断灭弧室,无重击穿。 当电流过零时电弧自然熄灭,残留的电荷和金属蒸气快速复合或凝聚,在微秒级 的时间内触头间的绝缘强度就可以建立起来。 ABB 线 屏蔽罩 8 触头 9 出线 断路器操动机构正面布置,有固定式可抽出两种安装方式。可抽出式 VD4 适用于 ABB 公司 UniGear ZS1 系列开关柜。 应用场合 VD4 断路器使用在配电系统中,可适用于控制和保护电缆、架空线、变压器、 马达、发电机和电容器组。 标准 VD4 断路器符合 GB 1984-2003 和 IEC 62271-100 以及其他主要工业化国家的 相关标准。VD4 断路器已经通过了以下的各种试验,可保证在任何正常安装条件下 安全可靠地服役。 ● 型式试验:温升、工频耐压、雷电冲击耐压、短时和峰值耐受电流、机械寿 命、短路电流开合能力及 空载电缆开合试验。 概述 10 端盖 1234578910 6 真空灭弧室(图 发散型电弧电弧阳极收缩 电弧在阳极和阴极收缩 电弧在真空灭弧室中从发散型到收缩型的转化过程的示意图 横向磁场触头和旋转电弧 瞬态恢复电压 TRV (高频 时间 电流、电压 系统电压 短路电流 触头分离 短路电流开断 电弧电压 恢复电压(工频单相真空灭弧过程中的电流和电压发展趋势 ● 例行测试:
