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1、ZN65-12 户内高压真空断路器一. 概述断路器作为配电线路中的一个重要元件，承担着线路电力的接通、切断、故障保护等功能。真空断路器以其绝缘强度高，熄弧能力强，没有火灾和爆炸危险等诸多优点而受到电力部门的完全认可，在 7.2kV12kV 范围内，真空断路器以占绝对优势，并在很短的时间内会完全取代油（或少油）断路器。 九十年代以来，国外著名的公司纷纷推出新一代 12kV 真空断路器，如德国SIEMENS 公司推出的 3AH13AH5 系列真空断路器，ABB 公司推出的 VD4 型真空断路器，日本三菱公司推出的 VK 型真空断路器等等。它们显著的特点是：可靠性大为提高，尺寸小巧，外观精美，适合目
2、前电力行业的发展要求。随着我国电力事业的大力发展，市场迫切需要在性能、可靠性、外观上接近但价格明显低于国外同类产品的真空断路器。根据这一趋势，我厂根据我国电力行业的要求和国际上真空断路器技术发展的最新发展趋势自行研制开发的 ZN65A-12 型新一代系列户内交流真空断路器，并通过甘肃省经济贸易委员会组织的专家鉴定。本断路器可以使用在交流 50Hz（60Hz），12kV 及以下的电力系统中。 ZN65A 12 系列户内高压真空断路器符合 GB1984、DL403、GB/T11022 、IEC56等标准规定，并在国家高压电器质量监督检验中心和 KEMA 试验站通过了严格的型式试验。二. ZN65A
3、-12/T6304000-2063 系列交流高压真空断路器技术参数（表1）表 1数 值序号 名称 单位 ZN65A-12/20ZN65A-12/25ZN65A-12/31.5ZN65A-12/40ZN65A-12/631 额定电压 kV 122 额定电流A630100012501000125012501600200025001250160020002500315040001min 工 频 耐 受 电 压 423 额定绝缘 水平 冲击耐受电压 kV 754 额定短路开断电流 20 25 315 40 635 额定短路关合电流（峰值） 50 63 100(80) 130(100) 1606 额定动
4、稳定电流（峰值） 50 63 100(80) 130(100 1607 额定热稳定电流（有效值）kA20 25 315 40 638 额 定 短 路 开 断 电 流 开 断 次 数 次 50 30 209 额 定 短 路 开 断 电 流 的 直 流 分 量 35% 40%10 额定热稳定时间 s 4数 值序号 名称 单位 ZN65A-12/20ZN65A-12/25ZN65A-12/31.5ZN65A-12/40ZN65A-12/6311 额定操作顺序 12 机械寿命 次 20000 1000013 额 定 单 个 电 容 器 组 开 断 电 流 63014 额 定 背 对 背 电 容 器 组
5、 开 断 电 流 A 40015 额 定 及 最 高 电 压 下 的 分 闸 时 间 ms 451016 最低操作电压分闸时间 ms 601017 额 定 及 最 高 电 压 下 的 合 闸 时 间 ms 5010 4510注：(1) 分-0.3s-合分-180s-合分 分-180s-合分-180s-合分(2)括号内参数为配 SIEMENS 公司,无锡 SIEMENS 公司,美国西屋公司真空灭弧室参数。1. 断路器装配调整后，其机械特性参数应符合表 2 数据表 2数 值序号 名 称单位 ZN65A-12/20 ZN65A-12/25 ZN65A-12/31.5 ZN65A-12/40 ZN65
6、A-12/631 触头开距 1112 接触行程 3.50.53 相间中心距离mm2101.45 2501.45 27524 合闸触头弹跳时间 25 三相分闸同期性 26 分闸时间 45107 合闸时间ms5010 45108 平 均 分 闸 速 度 （ 06mm） 1.30.2 1.40.29 平均合闸速度 m/s 2.061.20.210 合闸触头接触压力 N2000200240020031002005000500750050011 动 、 静 触 头 累 积 允 许 磨 损 厚 度 mm 3注：ZN65A-12/T4000-63 平均合闸速度要求为合闸前 6mm 的数值。2. 储能电机（采
7、用单相串激电动机），其技术数据见表 3。表 3型 号 额定电压 (V) 额定输入功率 (W) 正常工作电压范围 (V) 额定电压下储能时间 (s)HDZ-12060B DC110AC110 200 85%110%额定电压 15HDZ-22060B DC220AC220 200 85%110%额定电压 15HDZ-23080B DC220 300 85%110%额定电压 153. 分合闸线圈技术数据见表 4表 4合 闸 线 圈 分 闸 线 圈额 定 操 作 电 压 （ V） DC220AC220DC110 AC110 DC220AC220DC110 AC11020 时 线 圈 直 流 电 阻 （
8、 ） 247(275) 57.7 247(275) 57.7正 常 工 作 电 压 范 围 85%110%额 定 电 压 65%120%额 定 电 压注：括号内数据为 ZN65A-12/T4000-63 所采用的合分闸线圈数值。4. ZN65A-12/T4000-63（F）户内交流高压发电机断路器参数序 号 额 定 参 数 参 数 值1 额定电压 kV 12相间、对地 421min 工 频 耐 受 电 压 (有 效 值 ) kV 断口 50相间、对地 752额定绝缘水平(相间、对地、断口) 雷 电 冲 击 耐 受 电 压 （ 峰 值 ） kV断口 853 辅 助 回 路 1min 工 频 耐
9、受 电 压 V 20004 额定频率 Hz 505 额定电流 A 40006 额定短时耐受电流 kA 6331.540507 额定峰值耐受电流 kA 176631001301308 额定短路持续时间 s 49 额定短路开断电流 kA 632531.5405010 额 定 短 路 开 断 电 流 的 直 流 分 量 75%11 额定短路关合电流(峰值) kA 17610013013012 额定操作顺序 合分 180s合分13 额定失步开断电流 kA 31.514 额定负荷开、合次数 次 100峰值电压 kV 22参考时间 s 4.915 系统源预期瞬态恢复电压规定值上升率 kV/s 4.516
10、合闸时间 ms 551017 分闸时间 ms 451018 合 闸 弹 跳 时 间 ms 219 三相合、分闸不同期性 m s ms220 合-分时间 ms 10021 额定开断时间 ms 7022 机械寿命 次 1000023 动静触头允许磨损累计厚度 mm 3图 一1 机构箱体 2 绝缘子 3 灭弧室 4 上出线端 5 安装挂板 6 合闸弹簧7 辅助开关 8 二次插头 9 分闸电磁铁 10 合闸电磁铁 11 油缓冲12 软连接 13 下出线端 14 变直传动机构 15 绝缘推杆 16 分闸弹簧三. 使用环境要求a. 周围空气温度上限不高于+40 C、下限不低于-10 C；b. 海拔不超过
11、1000m。该产品使用在 7.2kV 系统中时，通过计算校核，使相对湿度应控制在日平均值不大于 95，月平均值不大于 90；c. 饱和蒸气压应控制在日平均值不大于 2.210 3MPa，月平均值不大于1.810 3MPa；d. 安装地点应无经常性的剧烈震动；e. 周围空气应不受腐蚀性或可燃性气体，水蒸汽的明显污染；f. 安装场所应保持干燥、清洁。四. 产品结构及工作原理1. 产品结构1.1. 总体布置1.1.1.ZN65A-12/T6303150-2040 型户内交流高压真空断路器的结构见图一： 1.1.2.ZN65A-12/T4000A-63 型户内交流高压真空断路器及发电机出口断路器结构见
12、图二：图 三1 合分指示 2 记数器 3 储能指示 4 产品铭牌5 手动储能操作孔 6 手动分闸按钮 7 手动合闸按钮1.1.3.ZN65A-12 型户内交流高压真空断路器的操作面板见图三：1.2. 结构简介1.2.1.断路器的操动机构和灭弧室分别布置在断路器的前后两面。操动机构和灭弧室共同布置在一个共用的框架上，使得整个断路器有着很好的结构刚度和传动机械效率。这种整体性的布置使得断路器能够具有稳定的机械特性和可靠的电气性能。1.2.2.断路器的主导电回路布置在后半部。真空灭弧室通过高绝缘性能的支撑绝缘子支撑在断路器的基架上，上下垂直布置，灭弧室的固定端朝上，动端朝下。操动机构和灭弧室之间的传
13、动连接布置在断路器的下部。灭弧室的下部设置有独特的动导电杆变直机构，通过这个变直机构把操动机构输出给灭弧室的机械运动变成沿着灭弧室动导电杆轴线方向的上下直线运动。为了确保灭弧室的动导电杆正确的运动方向，在每图 二1 机构箱体 2 绝缘子 3 灭弧室 4 上出线端 5 安装挂板 6 合闸弹簧7 辅助开关 8 二次插头 9 分闸电磁铁 10 分闸弹簧 11 油缓冲12 合闸电磁铁 13 软连接 14 下出线端 15 变直传动机构 16 绝缘推杆一相的变直机构里都设置了专门的动导电杆的导向装置。1.2.3.断路器的弹簧储能式操动机构布置在断路器的前半部。操动机构设计成清晰的，独立布置的四个功能单元，
14、即合闸功能单元、分闸功能单元、传动功能单元和辅助功能单元。a. 合闸功能单元的主体是一个机构箱。机构箱的输入部分是储能电机和手力储能轴的轴端，电机或手力驱动能够使得断路器的合闸弹簧拉伸储能。机构箱的输出部分是驱动凸轮，当断路器的合闸电磁铁执行合闸指令时，电磁铁的动铁芯将使得储能弹簧的保持机构解体，由储能弹簧带动驱动凸轮进行合闸操作。b. 分闸功能单元的主体是一个合闸保持机构。合闸保持机构的一端与断路器的传动主轴发生关系，通过这一关系实现断路器合闸状态的有效保持。合闸保持机构的另一端是一个脱扣机构，当断路器的分闸电磁铁执行分闸指令时，这个脱扣机构能够在分闸电磁铁铁芯的驱动下可靠地使得合闸保持机构解体，完成断路器的分闸操作。合闸保持机构的脱扣机构还可以接受手力驱动，实现断路器的手动分闸。c. 传动功能单元是断路器连接操动机构和灭弧室的传动部分，主要包括传动主轴、分闸弹簧、分闸缓冲器等结构件。传动功能单元负责把断路器操动机构的驱动输出传递给灭弧室的动导电杆，并且实现规定的机械特性参数。d. 辅
