真空断路器优点:
- 触头无须维护
- 操作寿命长,电寿命与机械寿命几乎相等
- 真空灭弧室可以任意方向安装
- 操作无噪声
- 无火灾爆炸危险,触头间电弧完全密闭在真空泡内部,适用于煤矿等防爆场合
- 真空灭弧室的周围环境对其性能不产生任何影响,如温度,粉尘,潮湿,盐雾,海拔高度等
- 很小的真空间隙就可以承受很高的电压
- 电流在第一次过零时即可完成开断
- 环境友好型产品,易于回收
低压真空断路器与一般ACB一样具有保护功能全、测量参数多、维护功能丰富等优点,但具有更高的电气机械寿命、更多的额定短路分断次数,更强的灭弧能力,并能实现真正意义上的零飞弧,特别适用于环境相对恶劣的场所及AC690V、1140V电源TN、TT、IT系统,如光伏、风电应用,实现高电压集线,减少损耗。断路器不但可实现对线路的保护,还可实现对电动机(断路器满足GB50055对电动机保护要求)、发电机(断路器满足GB755对发电机保护要求)等设备的保护,为用户提供更安全、更可靠、更全面的低压配电保护方案。
真空断路器有这么多优点为什么没有广泛使用呢?
主要原因是
1. 低压断路器采用轻量型操动机构,零件精巧,而真空断路器操作机构所需能量大,特别是大开断电流的真空断路器,由于开距小,熄灭电弧所需要的能量要大,真空断路器要保证承受电动力,需要很大的触头压力,一般31.5kA的需要3200N,为保证触头磨损后的压力,触头接触行程4mm,因此从触头接触到合闸到位,所需要的能量相比于空气断路器要大的多,40kA触头压力是4200N,需要45焦耳能量,50kA触头压力是6200N,需要63焦耳能量。因此操动机构需要加强很多才能满足大开断电流的触头压力要求。对于低压断路器100kA开断电流,采用真空灭弧室所需要的能量,低压操动机构是无法满足的。必须整体上提升,包括弹簧储能大小,有些机构弹簧压缩量很小只有25mm,即使加大弹簧刚度系数也无法达到真空断路器所需要的能量,必须采用大压缩量机构,可以看到中压真空断路器的凸轮带动弹簧,拉伸长度达50mm多,因此能量可以满足。另外机构整体强度需要提高,硬度、刚度等需要提升。
2. 真空灭弧室的热量集中在密闭在真空灭弧室内部的动静触头上,相对于空气灭弧断路器散热不便,温升较高,4000A的中压开关柜均需要强制风冷,而低压开关柜只有国产6300A开关柜才采用强制风冷。
3. 成本高,低压空气断路器产业配套齐全,工业化生产已成熟,成本低,而真空断路器需要机构加强等等必然成本较高。
4. 真空断路器寿命可达30000 次,相对于低压断路器是明显优势,而随着工业化水平提高,低压断路器机械寿命20000次,电气寿命10000次也是可以满足的。如前所述,如果低压真空断路器加大弹簧刚度系数,力量大了很多,机械寿命就会变得很差,10000次机械寿命都很难满足。
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