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1、配模块化操动机构 12.24kV , 630.4000A , 20.40kA 产品说明书 2 1 2 3 4 5 概述3 断路器选择和订货11 产品性能30 外形尺寸33 电气原理图46 3 概述 1 总则4 开断原理6 安装方式6 应用领域6 标准和证书6 运行安全7 附件8 操动机构8 技术性文档10 质量系统10 环境管理系统10 健康与安全管理系统10 总则 新 VD4 真空断路器是 ABB 驰名的灭弧室和浇注极柱研 发和制造技术，以及先进的操动机构研发、设计和生产 技术的完美结合。 VD4 中压真空断路器的灭弧室被整体浇注在环氧树脂 中。整体浇注的极柱结构更坚固，可为真空灭弧室提 供
2、更加充分的保护，并可消除灰尘和潮气对灭弧室的 外绝缘能力的影响。 灭弧室将开关的主触头永久密封在真空环境中，构成开 断灭弧单元。 在真空中开断电流 真空断路器不需要灭弧和绝缘的介质。实际上，灭弧室 中不存在可被电离的物质。在任何情况下，当触头分离 时，触头间的电弧通道仅仅由触头材料的金属蒸气构成。 电弧只能由外部能量维持，当主回路电流在自然过零点 时刻消失，电弧即不能维持。在此刻，急速下降的载流 密度和快速凝聚的真空金属蒸气，使触头之间迅速恢复 了绝缘。真空灭弧室因此恢复了绝缘能力以及耐受系统 瞬态恢复电压的能力，最终将电弧熄灭。 即使在很小的开距下，真空也有很高的绝缘强度，因此 只要在电流过
3、零点的数毫秒之前将真空灭弧室的触头分 开，即能保证成功开断。 4 概述 特殊设计的触头几何形状和触头材质，以及很短的燃弧 时间和极低的电弧电压，使触头烧蚀程度非常低，保证 了灭弧室的长寿命。此外，真空还可以防止触头被氧化 和污染。 EL 型操动机构 现代真空灭弧室的触头所需分离速度低、行程小、质量 轻，仅需要机构提供很少的操作功。这保证了操作系统 的低磨损量，同时也意味着断路器仅需要很少的维护。 VD4 断路器使用了弹簧储能、自由脱扣的模块化机械 操动机构。断路器的分合闸操作性能与具体操作者无 关。此操动机构概念简单、使用方便，可以自由选配可 简单快速安装的二次附件。朴素的设计思想带来了元器
4、件的高可靠性。 结构 操动机构和极柱固定在一个金属壳体上，此金属壳体也 是固定式断路器的安装壳体。这种紧凑的结构保证了断 路器的坚固和机械可靠性。 除了隔离触头和连接到辅助电路的带软管的航空插外， 可抽出式断路器还装配有手车底盘，可实现在开关柜门 关闭的条件下进行断路器的摇进摇出操作。 5 概述 1 真空开断技术 真空中的触头避免了氧化和污染 极柱整体浇注技术 真空灭弧室受到可靠保护，避免了机 械撞击、灰尘和潮气的影响 极柱终身密封 适用于不同气候条件 低操作功 弹簧储能操动机构，标准配备机械防 跳装置 完整的二次附件系列供选配 固定式和可抽出式安装 尺寸紧凑 坚固可靠 极低维护工作量 断路器
5、仅在柜门关闭条件下摇进摇出 位于操动机构和手车底盘上的安全闭 锁可防止错误和危险的操作 环境友好 1 上出线端 2 真空灭弧室 3 环氧树脂壁 4 动出线杆 5 下出线端 6 软连接 7 触头压力弹簧 8 绝缘拉杆 9 极柱固定嵌件 整体浇注极柱 10 操动机构连接处 在一个真空灭弧室内，真空电弧随着载流触头的分离而产生，并维持到电流过零 点结束，电弧可受到磁场的影响。 真空电弧发散型或收缩型 随着触头的分离，阴极触头的整个表面形成多个独立的斑点，阴极斑点产生的金 属蒸气维持着真空电弧。 发散型真空电弧的特征是电弧扩散覆盖到触头表面并平均分配热应力。 在真空灭弧室的额定电流范围内，电弧总是发散
6、型的。触头的烧蚀可以忽略不 计，因此额定电流开断次数可以非常高。 随着开断电流的升高(超过了额定值)，根据霍尔效应，发散型电弧有向收缩型电弧 转变的趋势。 电弧从阳极开始收缩，随着电流的进一步增加电弧的轮廓将收缩得更加锐利明 显。在燃起电弧的区域中触头温度将会升高，同时带来巨大的热应力。 为了防止触头过热及过度烧蚀，电弧被磁场驱动保持旋转。旋转的电弧可以看作 一段通过电流的运动着的导体。 ABB螺旋形状的真空灭弧室触头 ABB 螺旋触头的特殊形状可在弧柱运动的范围内产生一个横向的磁场，并且在触头 边缘的区域磁场强度最大。 电磁场由电弧本身产生，切线方向的电流分量产生的磁场导致电弧围绕触头轴线
7、快速旋转。 相比固定不动的收缩型电弧，被驱动旋转的电弧掠过了更大范围的触头表面。 这种方式，不光减少了触头上的热应力、大幅减小了触头的烧蚀，还使极高短路 电流的真空开断变得可能。 ABB 的真空灭弧室属于电流零点开断灭弧室，无重击穿。 当电流过零时电弧自然熄灭，残留的电荷和金属蒸气快速复合或凝聚，在微秒级 的时间内触头间的绝缘强度就可以建立起来。 ABB 真空灭弧室的开断原理 1 出线杆 2 扭转保护环 3 波纹管 4 端盖 5 屏蔽罩 6 陶瓷绝缘外壳 7 屏蔽罩 8 触头 9 出线杆 安装方式 VD4 断路器操动机构正面布置，有固定式和可抽出式两 种安装方式。 应用场合 VD4 断路器使用
8、在配电系统中，可适用于控制和保护电 缆、架空线、变压器、马达、发电机和电容器组。 标准 VD4 断路器符合 GB 1984-2003 和 IEC 62271-100 以及 其他主要工业化国家的相关标准。VD4 断路器已经通过 了以下的各种试验，可保证在任何正常安装条件下安 全可靠地服役。 型式试验：温升、工频耐压、雷电冲击耐压、短时 和峰值耐受电流、机械寿命、短路电流开合能力及 空载电缆开合试验。 6 概述 10 端盖 1 2 3 4 5 7 8 9 10 6 真空灭弧室(图) 发散型电弧电弧阳极收缩电弧在阳极和阴 极收缩 电弧在真空灭弧室中从发散型到收缩型的转化过程的示意图 横向磁场触头和旋
9、转电弧 瞬态恢复电压 TRV(高频) 时间 电流、电压 系统电压 短路电流 触头分离 短路电流开断 电弧电压 恢复电压(工频) 单相真空灭弧过程中的电流和电压发展趋势 7 例行测试：主回路工频耐压、辅助和控制回路绝缘性 能、主回路电阻、机械和电气操作。 运行安全 VD4 断路器拥有完善的机械和电气闭锁（可选），配合 适当的开关柜可完成安全的配电功能。 闭锁机构可防止不正确的操作并保证操作者的最大人身 安全。 钥匙和挂锁装置可保证正确的合分闸操作和/或摇进摇出 操作。 门闭锁装置可保证断路器只能在开关柜柜门关上的时候 进行摇进摇出操作。 防误插针矩阵可防止不同额定电流的断路器运行在错误 的开关柜
10、中。 概述 1 8 附件 VD4 断路器设计有完整系列的二次附件以满足所有安装使用 的要求 操动机构拥有标准系列的附件和备品备件，订购简单。 所有附件可从断路器正面方便地安装。二次控制线的连接通 过插头插座完成。 断路器的使用、维护和运行都非常的简单。 操动机构 VD4 断路器的操动机构概念简洁，所配的二次附件系列完整 并可简单快速地进行安装。简单性带来了可靠性。 操动机构属弹簧储能型式，标准配置机械防跳装置，可装配 各种闭锁机构以防止错误操作。 只有当所有的先决条件都满足时，每个操作顺序才可能被正 确的执行。 全系列 VD4 断路器使用相同的二次附件。 大批量生产系统、简洁的结构保证机构的高
11、可靠性 维护简单、低工作量 全系列断路器使用相同的二次附件，并且交直流通用 电气附件的连接线带有插头插座，方便快速地安装 或更换 标准配置机械防跳装置 内置的操动机构储能杆 分合闸按钮可配置由专用工具打开的护盖 分合闸按钮可配挂锁 概述 O 9 概述 1 断路器操动机构 A分合闸辅助开关 B储能马达 C内置的储能杆 D断路器分合闸机械指示 E计数器 F电气附件的插头插座连接 G储能状态指示 H脱扣器 I合闸按钮 L分闸按钮 M合闸闭锁电磁铁 N第二分闸脱扣器 O电气分闸信号滑动触点 P弹簧储能/未储能信号触点 A G L I H BCE F D M N P 10 技术文档 若需对 VD4 断路
12、器的技术与应用作更多了解，请向 ABB 索取以下出版物： UniGear ZS1 开关柜 编号：1YHA000015 REF542+ 保护继电器编号：1YZA000003 质量体系 符合 ISO 9001:2000 标准，经由第三方独立机构认证。 环境管理体系 符合 ISO 14001:2004 标准，经由第三方独立机构认证。 职业健康与安全管理体系 符合 OHSAS 18001:1999 标准，经由第三方独立机构认证。 概述 11 2 固定式VD4断路器技术参数12 可抽出式VD4断路器技术参数18 选项附件24 断路器选择和订货 断路器选择和订货 12 12kV 固定式 VD4 断路器技术
13、参数 标准 GB 1984-2003 断路器 VD4 12 额定开断能力(额定 对称短路电流) Isc kA 额定短时耐受 电流（4 秒） Ik kA 关合能力Ip kA 操作顺序O-0.3s-CO-15s-CO 分闸时间 燃弧时间 开断时间 合闸时间 ms ms ms ms 最大外形尺寸 相间距 重量 标准尺寸图 环境温度 热带气候标准 电磁兼容性 H mm W mm D mm I mm kg IEC 60068-2-30 GB 11022 IEC 721-2-1 额定电压 Ur kV 额定绝缘电压 Us kV 工频耐受电压 Ud(1min) kV 雷电冲击耐受电压 Up kV 额定频率 f
14、r Hz 额定电流 (40) IEC 60694 IEC 62271-100 H II W D Ir A 25 31.5 - 25 31.5 - 63 80 - 40.60 10.15 50.75 50.80 461 450 424 150 73 TN7405 -15.+40 25 31.5 - 25 31.5 - 63 80 - 75 TN7406 -15.+40 25 31.5 - 25 31.5 - 63 80 - 73 1VCD000051 -15.+40 25 31.5 - 25 31.5 - 63 80 - 75 -15.+40 - - 40 - - 100 84 -15.+40
15、- - 40 461 570 424 210 461 450 424 150 461 570 424 210 589 570 424 210 TN74051VCD003282 12 12 42 75 50-60 630 12 12 42 75 50-60 1250 12 12 42 75 50-60 1250 12 12 42 75 50-60 1250 40.60 10.15 50.75 50.80 - - 40 89 -15.+40 - - 100 589 570 424 275 1VCD003285 12 12 42 75 50-60 1250 - - 40 40.60 10.15 50
16、.75 50.80 40.60 10.15 50.75 50.80 40.60 10.15 50.75 50.80 40.60 10.15 50.75 50.80 12 12 42 75 50-60 630 注：1) 带强制风冷。 13 断路器选择和订货 2 - - 40 -15.+40 - - 100 599 700 424 275 TN7408 12 12 42 75 50-60 3150 - - 40 140 40.60 10.15 50.75 50.80 25 31.5 40 -15.+40 63 80 100 599 700 424 275 TN7408 12 12 42 75 50-60 2500 25 31.5 40 105 40.60
