不重燃断路器的制造方法
【专利摘要】本发明专利提出了一种不重燃断路器，包括断路器灭弧室，不重燃断路器还包括非线性压敏单元，非线性压敏单元与断路器灭弧室断口的上下带电部位并接。本发明的不重燃的断路器，在断口出现反向电压、恢复电压超出断口耐压水平之前就把断口两端的电压差拉平，杜绝重燃。
【专利说明】不重燃断路器【技术领域】
[0001]本发明专利涉及电气设备领域，尤其涉及一种不重燃断路器。
【背景技术】
[0002]在各级电压的电网中，架空线、电缆等所有输送电电路，发电机、变压器、电动机、电抗器、电容器等所有电气设备元件，都是用断路器(俗称开关)来进行操控的。这些断路器由断口、灭弧室、操动机构构成，用来人工或自动断开和闭合正常的工作电流和短路电流。断口的两个触头断开时都会拉弧，并在封闭的灭弧室内灭弧，完成断开过程。灭弧室内的绝缘和灭弧介质有加压或抽真空的空气、油、六氟化硫(SF6 )等。
[0003]微观地观察断口的拉弧过程，很多都是在拉弧灭弧时段内，发生灭弧一重燃(重击穿)一灭弧一再重燃一再灭弧直至完全断开。
[0004]断路器每次重燃时，都会是由电源侧向线路或负荷侧再充电的过程，电波的流动折射和反射会产生很高的重燃过电压。其幅值能达到最高工作相电压的3~4倍以上，振荡频率达千赫芝以上，破坏线路和设备的绝缘，对电网的安全运行和电气设备都造成严重威胁。在断路器断开中，断口两端的电压(称恢复电压)过高时，不但会引起重燃，产生重燃过电压，还会使断路器灭弧室发生外沿闪络，甚至灭弧室爆炸。断路器重燃的难以避免和它带来的严重后果，一直是困扰电力行业内的科研、设计、制造、运行等各个专业部门的难题之一。例如:
[0005]某硅铁企业，新建的35KV配电装置，在投切变压器过程中，一连7、8次都发生断路器爆炸。而无法进行安装调试交接；500KV超高压枢纽变电站中的35KV侧断路器，在投切电抗器或电容器时，经常发生爆·炸，而被迫改用高一级电压的66KV断路器，并做为标准设计通用全国；某钢铁厂的35KV系统，选用了世界名牌断路器，运行中4台先后爆炸。制造商多次现场处理，除了更换而提不出其他更好的改进措施等等。这种设备事故频发，屡出不尽。
[0006]中国行业标准DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》第4.2.5条规定:“3KV~66KV系统开断并联电容补偿装置如断路器发生单相重击穿时，电容器高压端对地过电压可能超过4.0p.U。开断前电源侧有单相接地故障时，该过电压将更高。开断时如发生两相重击穿，电容器极间过电压可能超过操作并联电容补偿装置，应
采用开断时不重击穿的断路器。对于需频繁投切的补偿装置，宜装设并联电容补偿装置金属氧化物避雷器，作为限制单相重击穿过电压的后备保护装置。在电源侧有单相接地故障不要求进行补偿装置开断操作的条件下，宜采用F1。断路器操作频繁且开断时可能发生重击穿或合闸过程中触头有弹跳现象时，宜装设并联电容补偿装置金属氧化物避雷器Fl及F3或F4。F3或F4用以限制两相重击穿时在电容器极间出现的过电压。当并联电容补偿装置电抗器的电抗率不低于12%时，宜采用F4。”
[0007]国家标准GB/T50064-2013《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》第
4.2.7条规定:“空载线路开断时，如断路器发生重击穿，将产生空载线路分闸过电压。其限制措施应符合下列要求:[0008]I)对范围I的IlOkV及220kV系统，宜采用重击穿概率极低的断路器，防止开断空载架空线路的过电压超过3.0p.u.;开断电缆线路可能超过3.0p.u.，应采用重击穿概率极低的断路器。
[0009]2)对范围I的66kV及以下不接地系统或谐振接地系统，断路器开断空载线路发生重击穿时的过电压一般不超过3.5p.u.。开断前系统已有单相接地故障，使用一般断路器操作时产生的过电压可能超过4.0p.u.，应采用重击穿概率极低的断路器。6kV~35kV的低电阻接地系统，开断空载线路断路器发生重击穿时的过电压可能达到3.5p.u.，应采用重击穿概率极低的断路器。”4.2.8条规定:“6kV~66kV系统中，开断并联电容补偿装置，若断路器发生单相重击穿时，电容器组对地过电压可能超过4.0p.u.。开断前电源侧有单相接地故障时，该过电压将更高。开断时如发生两相重击穿，电容器组极间过电压可能超过
2.5^2Uac (Ua。为电容器组的额定电压)。投切并联电容补偿装置，应采用重击穿概率极低的
断路器。作为后备保护，宜按图装设金属氧化物避雷器以限制单相重击穿过电压。一般可不考虑断路器发生两相重击穿。”
[0010]以上这些运行生产实践和规程规定都说明:解决好断路器重燃(重击穿)的问题已是国家级甚至是国际级层面的问题。目前，国内外尚没有更好的办法解决好这一难题，而只是在重燃过电压发生之后采取一些后备的保护措施，治标不治本。
【发明内容】
[0011]为了解决【背景技术】中所存在的技术问题，本发明专利提出了一种不重燃的断路器，在断口出现反向电压、恢复电压超出断口耐压水平之前就把断口两端的电压差拉平，杜绝重燃。
[0012]本发明专利的技术解 决方案是:不重燃断路器，包括断路器灭弧室，其特征在于:所述不重燃断路器还包括非线性压敏单元，所述非线性压敏单元与断路器灭弧室断口的上下带电部位并接。
[0013]上述装置与断路器真空的、SF6的或充油的灭弧室带电部位并联，该装置包括由金属氧化物构成的非线性压敏电阻单元。
[0014]上述非线性压敏电阻单元是一个或多个非线性压敏电阻。
[0015]上述多个非线性压敏电阻是串联、并联或者串联加并联。
[0016]上述非线性压敏电阻与断路器灭弧室是一体结构或者分体结构。
[0017]上述非线性压敏电阻的形状是中心有孔或者无孔的圆形、椭圆形、方形或多角形。
[0018]上述非线性压敏电阻是氧化锌或氧化锌与其它金属氧化物合成烧结的固体物件。
[0019]本发明的不重燃断路器，它是在断路器断口上并联一套防止断路器重燃的装置，在断口出现反向电压、恢复电压超出断口耐压水平之前就把断口两端的电压差拉平，杜绝重燃。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明专利的结构示意图；
【具体实施方式】[0021]本发明专利提出了不重燃断路器，解决这个问题的根本思路就是断口出现反向电压，恢复电压超出断口耐压水平之前，就要把断口两端的电压差拉平。或者说就是在发生重燃之前，给断口并联一个泄流旁路，把电压差降下来，破坏其重燃条件，才能事半功倍杜绝重燃。这就需要在断口断开的极短的时间内，完成以下过程:断路器触头开始分开一检测两触头之间的电压一触发并启动旁路装置一旁路装置动作把断口旁路一旁路回路泄流、降低断口恢复电压到耐压水平以下一断路器完成分闸操作。
[0022]具体实施方案参见图1，在6?66KV断路器的灭弧室上下带电部位的A、B点，并接一组非线性压敏电阻，该电阻在动作前呈ΜΩ级的极大阻值。断路器在断开位置时，电阻回路中的电流控制在ImA以下，可视为回路不通；在断路器为合闸位置时，断口闭合，A、B点被短路，电阻回路也无电流流过。只有断路器在断开拉弧过程中出现高频振荡，在A、B点电压接近并小于断口耐压时，非线性压敏电阻感受到此电压并动作导通，此时电阻以纳米级速度骤然降低到数十Ω，电阻回路流过短暂冲击电流，A、B两点电压这时仅为此电流之电压降。并控制在断口耐压水平以下。非线性电阻的动作电SUd是这样整定的:它等于大于断路器的额定电压υε。并考虑电网的最大运行电压、电网的工频过电压和必要的安全裕度。通常可取UdS (1.8?2.0) Ue。非线性电阻动作后所形成的电压降(残压)U。，要小于断路器断口的工频一分钟耐受电压Un。并考虑必要的裕度，通常UcX (0.8?0.87) Un。
[0023]在这种情况下，断路器是不会重燃的。非线性压敏电阻可以是氧化锌、或氧化锌与其它金属氧化物材料合成烧结的固体物件。形状为圆形、椭圆形、方形、多角形等，中间可以有孔或无孔，做成片状、棒状、盘状等，可以单只、也可以多只串联或并联、也可以串联加并联。
[0024]它有以下物理特征:对施加在电阻上的电压极为敏感。当电压低于预先的设定值时，其阻值极大。通过电流为微安级；当电压高于设计值时，电阻突然数十万倍地变小，并随着电压的小量升高，便使通过电流达到数百至数千安。这种非线性特性具备重复性、稳定性。当电压低于设定值后，电阻又会恢复到原来状态的极大值。千百次重复，其性质基本不会变化。具备了长期稳定工作的性能。非线性压敏电阻可以制造成独立件，与断路器的灭弧室在外部并联，与灭弧室融为一体。当电网在35KV以上，达到110，220，330KV时，断路器
A、B、C三相一般为分相独立制造安装。此时，可将非线性电阻独立件直接分别并接在断路器的各相断口上。
【权利要求】
1.不重燃断路器，包括断路器灭弧室，其特征在于:所述不重燃断路器还包括非线性压敏单元，所述非线性压敏单元与断路器灭弧室断口的上下带电部位并接。
2.根据权利要求1所述的不重燃断路器，其特征在于:所述所述装置与断路器真空的、SF6的或充油的灭弧室带电部位并联，该装置包括由金属氧化物构成的非线性压敏电阻单J Li ο
3.根据权利要求1或2所述的不重燃断路器，其特征在于::所述非线性压敏电阻单元是一个或多个非线性压敏电阻。
4.根据权利要求3所述的不重燃断路器，其特征在于::所述多个非线性压敏电阻是串联、并联或者串联加并联。
5.根据权利要求4所述的不重燃断路器，其特征在于::所述非线性压敏电阻与断路器灭弧室是一体结构或者分体结构。
6.根据权利要求5所述的不重燃断路器，其特征在于::所述非线性压敏电阻的形状是中心有孔或者无孔的圆形、椭圆形、方形或多角形。
7.根据权利要求6所述的不重燃断路器，其特征在于::所述非线性压敏电阻是氧化锌或氧化锌与其它金属氧化物合成烧结的固体物件。
【文档编号】H01H33/16GK103578843SQ201310558335
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】弋东方, 弋戈, 袁国浩 申请人:西安盟创电器有限公司