【探究】高压交流智能型模块化光控真空断路器的研究与试验

我国电力系统内各区域电网的短路电流水平逐年提升，部分地区短路电流已经超过目前断路器具备的短路电流开断能力，采用一种高耦合度的紧耦合空心电抗器用于与两个支路断路器并联，提高开断能力以解决现有断路器开断能力不足问题。

引言

目前，高压断路器的绝缘介质主要采用SF6，中压断路器的绝缘介质主要采用真空;随着环保意识逐渐加强，世界各国的开关行业都在寻找一种绝缘性能优良且环保的开关，以替代SF6高压断路器。真空开关具有环保、少维护的优良特性，但真空绝缘主要应用于中压领域，其具有短间隙绝缘优良的特点;目前，比较成熟的真空灭弧室电压等级为40.5kV和72.5kV，开展真空短间隙串联可提高绝缘耐压等级。本文将3个40.5kV真空断路器模块串联构成126kV断路器，采用均压电容将3个断路器模块进行串联均压，可提高整体断路器耐受恢复电压的能力;随着更高电压等级的126kV单个灭弧室研制成功且可靠应用后，可将真空介质应用进一步提升到超高压断路器。

目前，我国电力系统内各区域电网的短路电流水平逐年提升，部分地区短路电流已经超过目前断路器具备的短路电流开断能力，国外公司曾经开展过断路器直接并联技术应用于发电机出口断路器;本文采用一种高耦合度的紧耦合空心电抗器用于与两个支路断路器并联，提高开断能力以解决现有断路器开断能力不足问题。

1、整体结构设计

研制一种高压交流智能型模块化光控真空断路器，其样机参数为：额定电压126kV，额定电流5000A，短路开断电流80kA。高压交流智能型模块化光控真空断路器(以下简称整机)的A相断路器结构，如图1所示，紧耦合空心电抗器与两支路断路器串联，每个支路断路器由3个真空断路器模块串联，通过均压电容进行均压。单个40.5kV、2500A/40kA光控真空断路器模块如图2，断路器模块的操动机构采用永磁机构与灭弧室直动式连接，分合闸电容的电源通过感应电源线圈从高压线路取能，控制器封闭在高压侧金属模块内，由光纤控制真空灭弧室模块的分合闸。

1-左端盖法兰;2-真空灭弧室;3-右端盖法兰;4-电源;5-高压侧控制器(永磁机构控制系统);6-光纤接口;7 -外绝缘;8 -永磁操动机构;9- 感应电源线圈;10- 软连接;11-中间法兰

图2 40.5kV真空断路器模块结构图

模块具体参数为：触头开距18±1mm，触头超程4±1ms，分合闸分散性小于1ms，模块样机触头刚分后12mm的平均分闸速度1.8±0.2 m/s，触头接触前12mm的平均合闸速度1.2±0.2 m/s，合闸弹跳≤2ms，分闸反弹≤1mm，断路器模块实物如图3所示。

图3 40.5kV真空断路器模块实物图

 

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 来源:供用电杂志   扬州君昊电气转载此文。