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VB5(ZN21B)-12 型真空断路器产品结构及其工作原理
November 06 , 2020

1、 电气结构(见图1

VB5 固封极柱结构简图


图1 固封极柱结构简图


VB5(ZN21B)的电气主回路部分采用先进的环氧树脂浇注工艺,将真空灭弧室直接固封在环氧树脂内,两者之间衬有硅橡胶缓冲层,成为浇注式的断路器极柱。该工艺使得导电回路不受外部环境(如灰尘、潮气)的影响,而且大大提高真空灭弧室的绝缘水平,减少真空断路器的相间绝缘距离,使真空断路器的体积得以减小,并真正做到免维护。圆筒状的极柱竖直横向排列,电场分布极佳且粉尘不易聚集。上、下出线臂作为断路器与外界一次线路相联系的中间环节,还起到传递、散发断路器内部热量的作用,真空灭弧室是断路器的心脏部份,一次线路的分断、接通都在该部件里完成。灭弧室的可动导电部份通过软连接与下出线臂联接,断路器实现功能的动作是操作机构通过带动绝缘的传动件把动能传给动导电杆来实的。


2、 真空灭弧室工作原理(见图2

VB5 真空断路器 是利用特殊设计的触头在高度真空的灭弧室内闭合与分开来达到关合与分断线路电流的目的。由于高度的真空具有极高的绝缘强度, 因而在分闸位置,只需很小的触头开距就能满足绝缘的要求,当断路器接到合闸信号在操作机构的作用下,动触头向上运动,并与静触头接触,完成了合闸过程。在断路器回路通有电流的情况下,当接到分闸信号,在操作机构的作用下,动触头向下运动,离开静触头,动、静触头分离瞬间产生了电弧,与此同时,电弧电流流经特殊结构的触头产生了纵向磁场,该磁场与电弧相互作用,带电粒子受洛仑兹力旋转扩散并沿着跑弧道高速运动。因而电弧对触头表面的烧损不集中在较小的范围内,触头表面的烧损较轻而且均匀。在电弧电流第一次自然过零时就熄灭,残留的离子、电子和金属蒸气只需在几分之一毫秒的时间内就可复合或凝聚在触头表面和屏蔽罩上,因此真空介质的弧后绝缘强度恢复极快,在一定的触头开距下,交流电弧熄灭,达到开断电流的目的。

VB5 断路器真空灭弧室剖面图

图 2 真空灭弧室剖面图

3、 CRR1000 操作机构传动简介(见图 3

VB5 断路器机械传动示意图

图3  机械传动示意图


如图 3 所示:箱体作为壳体,安装、支持了操作机构的各种零件。储能系统由带有变速器的储能电机(项 4、28)、 二级链传动(项 29)、三角拐臂(项 3)、牵引链条(项 2)、导向链轮(项 37)、 合闸弹簧(项 1)、限位开关 S1 (项 21)、驱动拐臂(项 26)、储能轴以及离合器拐臂 (项 20)组成。

凸轮传动系统由凸轮(项 9)、传动板(项 11)、滚子(项 10)、顶杆(项 13)、主轴(项 14)、触头压力弹簧(项 18)、主拐臂(项 15)、分闸弹簧(项 17)、 以及油缓冲器(项 23)组成。合分闸保持释放装置各由二次保持拐臂(项 6、项 27 和项 30、项 31)、小拐臂(项 12)以及合分操作手柄构成。

二次控制系统由辅助开关 QF(项 19)、限位开关 S1 (项 21)、合分线圈 HQ、TQ(项 8、项 22)组成。


4、 储能系统

通过手动储能手柄操作储能轴,或通过电机与减速器转动拐臂旋转,使得链条产生牵引力,合闸弹簧受力压缩,完成储能过程,储存能量 1000 焦耳。


5、合闸操作

弹簧储能后,拐臂偏离死点一些角度,合闸弹簧会使拐臂继续其冲程,但是合闸连锁的拐臂阻止拐臂冲程的继续。在这种情况下,旋钮的顺时针旋转或脱扣线圈脉冲跳动使合闸连锁拐臂保持失效。接着拐臂释放,带动凸轮引起拐臂的旋转。 并通过连接杆带动主操作轴反时针旋转,触头压力弹簧向下压,主拐臂顺时针转动,通过绝缘子使真空灭弧空中的导电杆动触头向上运动,从而使断路器合闸,辅助开关同时动作,合闸状态靠合闸保持小拐臂保持。拐臂的旋转引起电机与减速器上的离合器运行和限位开关触杆倒转。限位 开关能控制电机的储能以及指示合闸弹簧的状态。


6、分闸操作

分闸弹簧与触头压力弹簧在合闸过程中已储能, 并由拐臂保持住,经分闸线圈通电或手动逆时针转动合分旋钮,使拐臂保持失效,引起拐臂逆针旋转,分闸弹簧与触头压力弹簧释能,断路器分闸。在接近分闸的最终位置,油缓冲器开始动作,吸收分闸剩余动能。


7、自动重合闸

断路器 合闸时,合闸弹簧自动重新储能,是通过限位幵关触头闭合引起电机通电重新储能完成。或通过手柄操作轴手动来完成。于是,操作机构就能准备进行断路器的自动重合闸操作。发生误合闸命令操作时,防跳继电器能防止断路器的自动重合闸。断路器合闸时,拐臂的滚子能合闸连锁,这样就能防止断路器分闸及合闸弹簧的误释放。

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