HVT-12型户内高压真空断路器
1、概述
1.1、产品的主要用途，使用范围及使用环境条件
HVT-12型户内高压真空断路器（以下简称断路器）是用于12kV电力系统的户内开关设备，作为电网设备、工矿企业动力设备的保护和控制单元。由于真空断路器的特殊优越性，尤其适用于要求额定工作电流的频繁操作，或多次开断短路电流的场所。
断路器采用操动机构和断路器本体一体式设计，既可作为固定安装单元，也可配用专用推进机构，做成手车单元使用。其中固定式断路器可以增加相应的连锁，以满足配XGN2、GG1A等固定柜的需要。
1.2、产品型号及含义
1.3、产品依据标准
《GB1984-2003交流高压断路器》；
《IEC66271-100:2001》；
《DL403-2000 12~40.5kV户内高压真空断路器订货技术条件》。
1.4、正常使用条件
a) 环境温度不高于+40℃，不低于-25℃（允许在-40℃时储运）；
b) 海拔高度不大于1000m；
c) 空气相对湿度平均不大于95%，饱和蒸汽压日平均值不大于2.2*10-3Mpa，月平均值不大于1.8*10-3Mpa；在高温时若温度骤降时，可能凝露；
d) 地震烈度不超过8度；
e) 无火灾、爆炸、严重污秽、化学腐蚀及剧烈震动场所。
2.产品外形及相关图
2、技术数据
2.1断路器主要技术参数
表1：断路器主要技术参数
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序号
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项目
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单位
|
参数
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|
1
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额定电压
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kV
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12
|
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2
|
额定短时工频耐受电压（1分钟）
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42
|
|
3
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额定雷电冲击耐受电压（峰值）
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75
|
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4
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额定频率
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Hz
|
50
|
|
5
|
额定电流
|
A
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630 1250 2500
|
1250 2000 3150
|
4000
|
|
6
|
额定短路开断电流
|
kA
|
25
|
31.5
|
40
|
|
7
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额定短时耐受电流
|
25
|
31.5
|
40
|
|
8
|
额定短路持续时间
|
s
|
4
|
|
9
|
额定峰值耐受电流
|
kA
|
63
|
80
|
100
|
|
10
|
额定短路关合电流
|
63
|
80
|
100
|
|
11
|
二次回路工频耐受电压（1分钟）
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V
|
2000
|
|
12
|
额定单个/背靠背电容组开断电流
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A
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400/400(40kA为800/400)
|
|
13
|
额定电容器组关合涌流
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kA
|
12.5（频率不大于1000Hz）
|
|
14
|
分闸时间（额定电压）
|
ms
|
20~50
|
|
15
|
合闸时间（额定电压）
|
35~70
|
|
16
|
机械寿命
|
次
|
30000
|
|
17
|
额定电流开断次数（电寿命）
|
30000
|
|
18
|
额定短路电流开断次数
|
50
|
30
|
注：4000A需强制风冷。
2.2断路器装配调整后，其机械参数应符合表3的数据
表2：断路器机械特性参数
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序号
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项目
|
单位
|
参数
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|
1
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动、静触头允许磨损累计厚度
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mm
|
3
|
|
2
|
额定合/分闸操作电压
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V
|
AC110/220 DC110/220
|
|
3
|
储能电机额定电压
|
V
|
AC110/220 DC110/220
|
|
4
|
储能电机额定功率
|
W
|
80
|
|
5
|
储能时间
|
s
|
≤15
|
|
6
|
触头开距
|
mm
|
9±1
|
|
7
|
超行程
|
3.5±0.5
|
|
8
|
触头合闸弹跳时间
|
ms
|
≤2
|
|
9
|
三相分、合闸不同期性
|
≤2
|
|
10
|
平均分闸速度（0～6mm）
|
m/s
|
0.9~1.3
|
|
11
|
平均合闸速度
|
0.4~0.8
|
|
12
|
触头分闸反弹幅值
|
mm
|
≤2
|
|
13
|
主导电回路电阻
|
μΩ
|
≤50(630A)
≤45(1250A)
≤35(2000A)
≤25(2500A以上)
|
|
14
|
触头合闸接触压力
|
N
|
2400±200(25kA)
3100±200(31.5kA)
4250±250(40kA)
|
|
34
|
额定操作顺序
|
|
分-θ-合分-180s-合分
|
注：
1.平均分闸速度是指断路器触头刚分后6mm内的平均速度；
2.平均合闸速度是指断路器全开距内的平均速度；
3.当额定短路开断电流＜40kA时，θ=0.3s，当额定短路开断电流≥40kA时，θ=180s。
3、产品结构
3.1 HVT-12型户内高压真空断路器灭弧室采用铜铬触头材料，杯状纵磁场触头机构，其触头的电磨损速率小，电寿命长，触头的耐压水平高，介质绝缘强度稳定，弧后恢复迅速，截流水平低，开断能力强。
3.2HVT-12型户内高压真空断路器总体结构采用操动机构和灭弧室前后布置的形式，主导电回路部分为三相落地式结构。真空灭弧室纵向安装在一个绝缘筒内，绝缘筒由环氧树脂采用APG工艺浇注而成，因而抗爬电性能强。这种结构设计，极大地减少了粉尘在灭弧室表面的聚积，同时还可防止真空灭弧室受到外部意外因素的损坏，在湿热场合及严重污秽环境下，对电压呈现出高阻态。
3.3操动机构为平面布置的弹簧操动机构，具有手动储能和电动储能两种功能，操动机构置于灭弧室前的机箱内，机箱被四块中间隔板分为五个装配空间，分别装有操动机构的储能部分、传动部分、脱扣部分和缓冲部分，由于采用这种整体布局，结构合理，使操动机构的操作性能和灭弧室开合所需性能更为吻合，减少不必要的中间传动环节，降低了能耗和噪声，使断路器的操作性能更为可靠。
3.4该断路器具有寿命长、维护简单、无污染、无爆炸危险，噪音低等优点，并且适应于频繁操作等比较苛刻的工作条件。
4、工作原理
4.1真空灭弧室灭弧原理
HVT-12型户内高压真空断路器采用真空灭弧室，以真空作为灭弧和绝缘介质，灭弧室具有极高的真空度。当动、静触头在操动机构作用下带电分闸时，在触头间将会产生真空电弧。同时，由于触头的特殊结构，在触头间隙中也会产生适当的纵向磁场，促使真空电弧保持为扩散型，并使电弧均匀地分布在触头表面燃烧，维持低的电弧电压，在电流自然过零时，残留的离子、电子和金属蒸气在微秒数量级的时间内就可复合或凝聚在触头表面和屏蔽罩上，灭弧室断口的介质绝缘强度很快被恢复，从而电弧被熄灭达到分断的目的。由于采用纵向磁场控制真空电弧，所以本真空断路器具有强而稳定的开断能力。
4.2断路器动作原理
图1、图2、图3为断路器的结构简图
图1
图2
图3
4.5.1 储能动作
储能电机11输出扭矩通过单向轴承21经链传动，带动传动爪18运动，推动储能周20旋转，驱动储能轴上的挂弹簧拐臂转动，从而拉长合闸弹簧5，达到储能目的，当合闸弹簧储能完成后，能量由储能保持挚子6保持住,与此同时，储能指示22带动储能微动开关动作，切断储能电机的电源，完成整个储能动作。
4.5.2 合闸动作
机构储能后，若接到合闸信号(或按下合闸按钮)，合闸脱扣器16的东贴心将被吸合向前运动，促使合闸半轴17作顺时针方向转动，从而解除了储能保持挚子6对储能轴20的约束，合闸弹簧5的能量释放，使合闸凸轮8作顺时针方向转动，通过一级四连杆出动机构12及绝缘拉杆13带动真空灭弧室的动导电杆向上运动，完成合闸动作。
4.5.3 分闸动作
合闸动作完成后，一旦接到分闸信号或按分闸按钮信号，脱扣半轴30在脱扣力的作用下逆时针转动，半轴对分闸脱扣部分31的约束接触，分闸脱扣部分在断路器触头弹簧压了和分闸弹簧的共同作用下，作逆时针方向转动，真空灭弧室3的动导电杆在一级四连杆机构及绝缘拉杆13的带动下向下运动，从而完成分闸动作。