合闸弹跳是真空断路器短路开断试验失败的主要原因之一。
这一点已经逐渐成为真空开关业
内的共识。
本文尝试用浅显的物理学理论分析合闸弹跳,
为实践经验提供理论解释。
分闸弹
振对开断失败的影响,
一直投有引起足够的重视,
通过分析,
给出分闸弹振与分闸速度的关
系。
1
合闸弹跳
1.1
合闸弹跳产生的原因及其影响
合闸弹跳是指断路器动触头与静触头碰撞接触后被反作用力推开,
然后再接触又被推开的
现象。严重者反复
4
~
5
次,持续
2
~
6ms
。从本质上说,这是一种受迫阻尼振荡,振荡的
频率、
振幅取决于动触头系统的质量、
速度、
弹簧的倔强系数及碰撞后阻尼情况。
分析说明,
触头材料的硬度越大,弹跳时间越长;触头材料的硬度相同时,触头压力越大,弹跳时问越
短。
当断路器带电操作时,
两触头之间若存在弹跳,
真空电弧的燃弧时间延长
…
。
真空电弧是
一种高温等离子体,
弧体温度可达到七、
八千度。
燃弧时间的增加使触头表面熔化的深度和
广度都增加,合闸时就会造成两触头液面接触,瞬间冷却后两触头熔焊在一起。这种熔焊,
靠操作机构几千牛顿的分闸力是拉不开的。
有时熔焊点很小,
分闸力能拉开,
但常常把触头
表面拉变形,造成开断后恢复电压短路。因此.熔焊的结果可能使短路开断失败。
1.2
消除合闸弹跳的方法
合闸时,
动触头系统在操动机构的带动下,
相对于静触头作合闸运动。
合闸时触头撞击力
F
是决定断路器产生弹跳大小的关键因素。
设碰撞前后的速度分别为
vl
,
v2
,
作用时间为
t
。
则由牛顿力学理论可知:
减小
F
,弹跳也减小。由上式,可有三种方法实现减小触头撞击力
F
:
a
.降低动触头系统的质量
m
。这可以通过缩短导电杆的长度,减小导电夹、软连接的尺
寸,选用轻质的绝缘子等实现。
b
.减小碰撞前后速度差的绝对值。根据经验,这不能通过减小合闸速度
v1
实现。因
为当
v1
减小到
0.6 m
/
s
以下时,会使合闸功不足,反而会加剧弹跳的幅度。那么只能设
法使
v2
减小,
甚至趋于零。
方法是:
在动触头系统上加装压簧,
在断路器合闸时使其压缩,
产生一个预压力即触头的初压力,以抵消动触头的回弹力。
c
.增大动静触头的碰撞时间
t
,有
2
种方法实现:其一是生产开关管时设法保证开关管
的动静导电杆的同轴度,
在整机调整时还要把开关管装正,
尽可能使两触头为平面接触,
不
要形成线或点接触;
其二是在静端使用缓冲元件,
如橡胶垫圈、油缓冲器等,以增加撞击接
触时间。
2
分闸弹振
合闸弹跳是真空断路器短路开断试验失败的主要原因之一。
这一点已经逐渐成为真空开关业
内的共识。
本文尝试用浅显的物理学理论分析合闸弹跳,
为实践经验提供理论解释。
分闸弹
振对开断失败的影响,
一直投有引起足够的重视,
通过分析,
给出分闸弹振与分闸速度的关
系。
1
合闸弹跳
1.1
合闸弹跳产生的原因及其影响
合闸弹跳是指断路器动触头与静触头碰撞接触后被反作用力推开,
然后再接触又被推开的
现象。严重者反复
4
~
5
次,持续
2
~
6ms
。从本质上说,这是一种受迫阻尼振荡,振荡的
频率、
振幅取决于动触头系统的质量、
速度、
弹簧的倔强系数及碰撞后阻尼情况。
分析说明,
触头材料的硬度越大,弹跳时间越长;触头材料的硬度相同时,触头压力越大,弹跳时问越
短。
当断路器带电操作时,
两触头之间若存在弹跳,
真空电弧的燃弧时间延长
…
。
真空电弧是
一种高温等离子体,
弧体温度可达到七、
八千度。
燃弧时间的增加使触头表面熔化的深度和
广度都增加,合闸时就会造成两触头液面接触,瞬间冷却后两触头熔焊在一起。这种熔焊,
靠操作机构几千牛顿的分闸力是拉不开的。
有时熔焊点很小,
分闸力能拉开,
但常常把触头
表面拉变形,造成开断后恢复电压短路。因此.熔焊的结果可能使短路开断失败。
1.2
消除合闸弹跳的方法
合闸时,
动触头系统在操动机构的带动下,
相对于静触头作合闸运动。
合闸时触头撞击力
F
是决定断路器产生弹跳大小的关键因素。
设碰撞前后的速度分别为
vl
,
v2
,
作用时间为
t
。
则由牛顿力学理论可知:
减小
F
,弹跳也减小。由上式,可有三种方法实现减小触头撞击力
F
:
a
.降低动触头系统的质量
m
。这可以通过缩短导电杆的长度,减小导电夹、软连接的尺
寸,选用轻质的绝缘子等实现。
b
.减小碰撞前后速度差的绝对值。根据经验,这不能通过减小合闸速度
v1
实现。因
为当
v1
减小到
0.6 m
/
s
以下时,会使合闸功不足,反而会加剧弹跳的幅度。那么只能设
法使
v2
减小,
甚至趋于零。
方法是:
在动触头系统上加装压簧,
在断路器合闸时使其压缩,
产生一个预压力即触头的初压力,以抵消动触头的回弹力。
c
.增大动静触头的碰撞时间
t
,有
2
种方法实现:其一是生产开关管时设法保证开关管
的动静导电杆的同轴度,
在整机调整时还要把开关管装正,
尽可能使两触头为平面接触,
不
要形成线或点接触;
其二是在静端使用缓冲元件,
如橡胶垫圈、油缓冲器等,以增加撞击接
触时间。
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分闸弹振
开关的词语解释为开启和关闭。它还是指一个可以使电路开路、使电流中断或使其流到其他电路的电子元件。原理是有一个或数个电子接点。接点的“闭合”(closed)表示电子接点导通,允许电流流过;开关的“开路”(open)表示电子接点不导通形成开路,不允许电流流过。
选择开关是开关的一种,一般选择开关被认为是普通按钮开关,其专业释义是凸轮开关的一种:有多个操作位的“选择开关”,另一种是多用于机床机械总开关:通断开关(又安全开关)。
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