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简述zw7真空断路器的优化设计方向发布时间:2017-12-05 16:23:35

zw7真空断路器的优化设计方向,就目前真空断路器的发展趋势,可以有以下几个方向可供参考:zw7真空断路器可靠性更好、zw7真空断路器的连杆系统设计、zw7真空断路器的一体化设计、zw7真空断路器的分闸过程的改进处理。

一、处理好zw7真空断路器可靠性:

  zw7真空断路器的可靠性对用户最有切身利益。zw7真空断路器从问世那一天,其机械寿命就从传统断路器的2 000次跃升增为10 000次,这几年已有20 000次及30 000次的产品,国外西门子公司已有60 000次及120 000次的长寿命zw7真空断路器,这主要是在真空状态下的低压电弧无与伦比的特性,使用寿命增加的缘故。因此与其配合的操动机构的机械寿命及可靠性就成了很突出的问题。一个产品的可靠性,主要由制造质量和设计质量来保证,前者要求制造者有严格的质量保证体系,其涉及到管理、人员素质和培训,新设备的采用等诸因素。因此在中国目前人员素质还不很高、责任心还不很强、管理相对落后、设备陈旧的情况下,把产品的可靠性过多地依赖制造质量本身是不现实的。产品的可靠性便落在设计者的肩上。一个高可靠性的产品设计,必定是最简单的设计结构,即用最少的零部件达到产品必要的功能。另外,经过优化设计后的产品应做到批量化生产,这样有利于质量的提高和生产成本的降低。国外zw7真空断路器都是贯彻此原则,可以从两方面的工作来提高可靠性。

1.1、简化zw7真空断路器的连杆系统设计:

  在上面阐述过,国内zw7真空断路器普遍采用原少油开关操动机构CD10、CT8及其改进型CD17、CT17、CT19等。他们均为五连杆结构体系,其设计意图是为了满足具有自由脱扣功能,结构复杂。其中某些限位连杆极其脆弱。如CD10的死区连杆,CD17的半轴结构,CT17及CT19的各种半轴和扣板。“自由脱扣”是在一定技术历史背景下提出的,不但不能执行正常的分闸操作,还会对操作者造成人身安全事故。对于电磁机构,直流电源由老式CZO-40C型直流接触器操作控制,它的“分闸时间”(切除控制线圈电源到主触头分开的时间)约为150~200 ms。若无自由脱扣功能,配电磁机构的断路器也无法执行正常的分闸操作,即使采用新型专为断路器设计的CZO-40D型直流接触器(动作时间约70 ms),在少油开关做合分闸操作时,由于高质量的合闸铁芯来不及复位,将阻拦动导电杆运动路线,降低分闸开关速度,影响开断性能。而zw7真空断路器就无此顾虑。技术的发展,使某种限制消亡是历史的必然。GB1984标准和电力部订货技术条件都取消了自由脱扣对电磁机构配真空开关的限制。因此新设计的CD17保留自由脱扣功能表明设计者思想不够开放。而CT17及CT19弹簧机构搞自由脱扣无异是画蛇添足,造成结构无谓的复杂,降低了可靠性,在国外(如日本、德国)也有取消自由脱扣器来提高可靠性的报导文章。

1.2、zw7真空断路器的一体化设计:

  以真空灭弧室单元配用独立型号的操动机构(电磁或弹簧)单元组成断路器的构思是从少油开关延续下来的观念。因为这种方式用在zw7真空断路器领域不论对机械性能还是电气性能是有百害而无一利的。不论CD10、CD17、CT8、CT17及CT19等本身是由五连杆体系组成的。它的输出轴并不是断路器的主轴,还必须使其输出轴和断路器主轴组成另一套四连杆来传递合闸力,这样使结构复杂,传动损耗大。与其对比一体化的断路器(如ZN12、ZN18、VD4、VM1、VS1,其中ZN12、ZN18、VD4、VS1为弹簧力操作;VM1为永磁力操作)是由一套四连杆组成,其中一个绞点即为断路器的主轴,结构简单,传动损耗小,可靠性大为提高。因此,应大力发展此类zw7真空断路器。

二、处理好zw7真空断路器的分闸过程:

  zw7真空断路器的分闸过程并不是人们想象的这样简单,如何处理这些过程是zw7真空断路器设计优劣的重要标志。

1、处理好zw7真空断路器的分闸起始阶段(引弧阶段)

  现代理论证明zw7真空断路器的初分阶段(0~3mm),对开断性能至关重要。zw7真空断路器在分闸初始的电弧电流总是由集聚型向扩散型转变,此过程转变的越快越好。目前凡是搞这一行的技术人员都应将此观念贯彻到设计中去。

  加快分闸初始的电弧电流由集聚型向扩散型过程转变,有三种措施。

  ①减少运动零部件的质量:在研制zw7真空断路器过程中,减小导电夹来减小运动的零部件质量,经对比,结果是初分速度不同程度上有所提高。

  ②增大分闸弹簧弹力,且要使其在分闸初期(0~3 mm)发挥作用。

  ③触头压缩行程必须尽量的小(2~3 mm),使分闸弹簧尽早地参加分闸运动。因为传统的断路器动静触头接触方式皆是插入式。当发生短路电流时,电动力使梅花触指抱紧导电杆,在动导电杆的运动方向分力为零。而zw7真空断路器的动静触头接触方式为平面接触,当短路电流发生时其强大电动力对触头运动是排斥力。这样触头的分离就不必等触头压缩弹簧完全释放之后由分闸弹簧来拉动了,它的分离和主轴运动时间并无滞后(或滞后甚小),如果压缩弹簧的行  程很小,则分闸弹簧可尽早地参加运动。以便提高初分速度。因此现在研制的zw7真空断路器的触头压缩弹簧的压缩就尽量的小(2~3 mm),既然初分阶段的原动力是电动力的排斥力,要减小的运动质量范围就是全部运动的零部件。可见分体型结构及拼凑型结构移植到zw7真空断路器设计上来,由于连杆太长、太多,对提高zw7真空断路器的初分速度是不利的。

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本文来源:百度文库 由上海紫源电力设备有限公司 http://www.cnzw7.cn  转载

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