ZN65-12户内真空高压真空断路器结构及原理
户内真空高压真空断路器结构及原理
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７．２ｋＶ～１２ｋＶ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３ＡＨ１～３ＡＨ５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－１２／Ｔ６３０￣４０００－２０￣６３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 -12/20 ZN65A -12/25 ZN65A -12/31.5 ZN65A -12/40 ZN65A -12/631额定电压kV 12 2 额定电流A630 1000 12501000 125012501600 2000 2500 1250 1600 2000 2500 315040001min 工频耐受电压 42 3 额定绝 缘 水平冲击耐受电压kV 754 额定短路开断电流 20 25 31．5 40 63 5 额定短路关合电流（峰值） 50 63 100(80) 130(100) 1606 额定动稳定电流（峰值） 50 63 100(80) 130(100 1607 额定热稳定电流（有效值） kA 2025 31．540 63 8 额定短路开断电流开断次数 次 50 3020 9 额定短路开断电流的直流分量 ≥35%≥40%10额定热稳定时间s4数 值序号 名称 单位 ZN65A -12/20 ZN65A -12/25 ZN65A -12/31.5 ZN65A -12/40 ZN65A -12/6311 额定操作顺序 ★ ☆12 机械寿命次 20000 10000 13 额定单个电容器组开断电流 630 14 额定背对背电容器组开断电流 A 40015 额定及最高电压下的分闸时间 ms 45±10 16 最低操作电压分闸时间 ms 60±10 17额定及最高电压下的合闸时间ms50±1045±10 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。
高压真空断路器结构
高压真空断路器结构高压真空断路器是一种高压电气设备，主要用于电力输送和配电系统中的开断和分合操作。
其特点是断电容量大、耐电弧能力强、可靠性高、寿命长、维护方便等。
其结构主要包括隔离器、真空瓶、操作机构、弹簧机构、触头系统等组成。
隔离器隔离器是高压真空断路器的主要承载部分，其作用是分离高压电气设备和地面之间的电气连接。
隔离器通常采用硬质绝缘材料制成，如陶瓷、热塑性塑料等。
隔离器的形式多种多样，常见的有柱形、剪刀形、单臂形、双臂形等。
不同形式的隔离器具有不同的特点和适用范围。
真空瓶真空瓶是高压真空断路器的核心部分，其作用是在高压状态下实现电路的开断和分合操作。
真空瓶通常由内、外两层金属壳体组成，内层壳体用于安装真空开关管和触头系统，外层壳体则用于保护内部元件和绝缘。
真空瓶内部充填高真空，真空度通常在10^(-4)～10^(-8)Pa之间。
真空瓶的结构和材料对真空度、电气性能、机械强度等有着重要影响。
操作机构操作机构是高压真空断路器的控制部分，其作用是实现对断路器的开关操作。
操作机构通常由机械传动系统和电动机构组成，其中机械传动系统包括手动操作机构和弹簧机构。
手动操作机构通过手动旋转或拉动等方式实现断路器的开关操作。
弹簧机构则通过弹簧的势能实现断路器的快速闭合操作。
弹簧机构弹簧机构是高压真空断路器的辅助部分，其作用是提供断路器的闭合力和稳定性。
弹簧机构通常由压缩弹簧和释放机构组成，通过压缩弹簧的势能来提供闭合力，通过释放机构来控制弹簧的释放时间和速度。
触头系统触头系统是高压真空断路器的关键部分，其作用是在高压状态下实现电路的连接和断开。
触头系统通常由主触头、动触头和电弧室组成，其中主触头是固定在真空瓶内壁上的触头，动触头则通过机械传动系统控制其运动。
电弧室是用于控制电弧的生成和扩散，通常采用圆柱形或球形设计，其内部充填气体或磁场，以控制电弧的运动和灭弧。
高压真空断路器的结构复杂，各个部分相互配合，共同实现断路器的各项功能。
ZN65-12真空断路器.
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7.2kV ～12kV 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3AH1～3AH5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-12/T630~4000-20~63系列交流高压真空断路器技术参数（表1）表1(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22. 储能电机（采用单相串激电动机），其技术数据见表3。
表33. 分合闸线圈技术数据见表4 表4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1000m 。
真空断路器的主要部件的工作原理
真空断路器的主要部件的工作原理作者：于洪宇来源：《经济技术协作信息》 2018年第28期一真空断路器的工作原理1工作原理:真空开关使用高真空真空电流点,等离子体迅速扩散熄灭电弧，完成切断电流的目标。
2动作原理:( 1)储能过程:储能电机连接电源时，电机带动偏心轮旋转，曲柄臂和连接板由滚子带动旋转,滚子靠近偏心轮带动储能爪旋转。
当棘轮上的销与储能轴套的板相遇时,两者一起移动,延长悬挂在储能轴套上的闭合弹簧。
储能轴套由定位销固定以保持储能状态。
同时,储能轴的操作臂带动行程开关,切断储能电机的电源使储能爪提升与棘轮可靠分离。
(2)合闸操作过程:当机构接收到关闭信号(开关断开并储存能量)时，关闭电磁铁的铁芯被吸下来并移动，将定位器逆时针旋转释放储能维护。
闭合弹簧驱动储能轴套逆时针旋转，普通凸轮压缩传动轴套,驱动连接板和摇臂移动使摇臂紧固半轴，使机构闭合。
此时联锁装置将定位部分锁紧,使定位不能逆时针旋转达到连杆机构的目的,确保机构在闭合位置不能闭合。
二、真空断路器的主要部件以及工作原理1真空断路器的主要部件及名称:1:开距调整片;2触头压力弹簧; 3弹簧座;4接触j程调整螺栓; 5拐臂; 6.导向板; 7螺钉;8.导电夹紧固螺栓; 9.下支座;l0真空灭弧室;ll真空灭弧室;12.上支座;13绝缘子固定螺丝; 14绝缘子; 15螺栓;16连接弹簧或电磁操动机构的大轴。
2真空断路器的功能部件:真空断路器按其结构的功能可分为六个部分。
(I)支架:安装每个功能部件的框架体。
(2)真空灭弧室:灭弧元件可以实现电路的闭合和断开功能。
(3)导电回路:灭弧室的动、静态两端连接,构成电流通道。
(4)传动机构:驱动机构的运动传递到灭弧室,实现灭弧室的闭合和断开操作。
(5)绝缘支撑:绝缘支撑件连接功能部件,框架满足断路器绝缘要求。
(6)操动机构:断路器合分间的动力驱动装置。
3真空断路器的结构型式。
真空断路器的类型可以分为不同的角度。
ZN65-12型户内真空断路器检修工艺规程
ZN65-12型户内真空断路器检修工艺规程1 结构和工作原理1.1 结构和工作原理1.1.1 ZN65-12型户内真空断路器配用中间封接式陶瓷或玻璃真空灭弧室，采用铜铬触头材料，杯状纵磁场触头结构，其触头的电磨损速率小，电寿命长，触头的耐压水平高，介质绝缘强度稳定，弧后恢复迅速，截流水平低，开断能力强。
1.1.2 ZN65-12型真空断路器总体结构采用操动机构和灭弧室前后布置的形式，是封接式纵磁场真空和弹簧操动机构，操动机构和真空灭弧室采用前后布置，断路器为手车式，操动机构通过一杠杆机构及绝缘拉杆与真空灭弧室导电杆连接，带动真空灭弧室动触头以规定的机械参数分合运动。
灭弧室的绝缘框架上装有辅助导向装置，保证了动触头能够良好分合，提高了开断短路电流能力和灭弧室的机械寿命。
每只灭弧室安装在一只绝缘的筒体内，结构稳固，绝缘性能好。
断路器与操动机构公用主轴，三点支撑传动，采用空气缓冲装置，使断路器分闸基本无反弹，动作可靠。
1.2 工作原理1.2.1灭弧原理：当动静触头在操动机构作用下带电分闸时，触头间隙燃弧，并在电流过零时熄灭电弧。
由于触头的特殊结构，燃弧期间触头间隙会产生适当的纵向磁场，使电弧均匀分布在触头表面，维持较低的电弧电压，并使真空灭弧室具有较高的弧后介质和较小恢复速度的电弧能量，使电弧很容易熄灭，并提高了断路器开断短路电流的能力和电寿命。
1.2.2 操动机构动作原理：断路器操动机构动作原理见（图5），它由四连杆机构和压缩弹机构组成，弹簧由凸轮转动压缩，在弹簧压缩时，弯板l向上移动，弯板2向前移动，至弹簧压缩完毕时，挡块滑进弯板2的滚子上，储能完成。
合闸电磁铁动作时，带动半轴上的拐臂和半轴一起转动，使得凸形板脱开轴的阻碍，由于压簧力的作用拉动主轴拐臂，急速下降，促使主轴转动，主轴联动拐臂3带动杠杆机构操动绝缘拉杆使灭弧室触头合上，并压缩触头弹簧，保持触头压力。
分闸时，分闸电磁铁拉动分闸杆，使挡块与弯板2上的滚子分离，使弯板13复位，同时拉动缓冲器进行缓冲。
真空断路器的结构原理
电力仪器参考网站
真空断路器的结构原理是什么？
真空断路器有户内、户外两种。
真空断路器是指触头在真空中开断电路的断路器。
它的主触头位于真空灭弧室中，灭弧室内部保持10-7~10-4T OTT的真空度，其外壳是用微晶玻璃等绝缘材料制成的，两端焊在静导电杆上穿过静端盖板的中心，而静触头焊在静导电杆端头上；动导电杆头和动触头焊在一起，另一头通过波纹管和动端盖板中心孔伸出真空灭弧室外。
波纹管的一个端口与动导电杆焊在一起，另一端口与动端盖板焊在一起。
波纹管是可伸缩的元件，帮动导电杆利用波纹管的伸缩性可沿真空灭弧室作轴向运动，而外部的气体却不会进入，这样就可在完全密封的条件下，通过在外部操作触头的合、分，达到合、分电路的目的。
波纹管周围的屏蔽罩的主要作用是吸收分、合电流时真空电弧生成的金属蒸汽，以防止污染绝缘外壳。
真空断路器的其余部分，如操动机构、导电回路等于传统的断路器基本相同，这里不再叙述。
表3-3的额定绝缘水平，应考虑海拔高度、污秽程度等环境因素对外绝缘的影响；机械寿命，应考虑地震烈度对产品机械强度的影响。
ZN65A-12(ZNE2)户内交流高压真空断路器-安装说明书
ZN65A-12(ZNE2)户内交流高压真空断路器0CD.AH12.411.081 安装使用说明书第1 页共13 页1 产品简介1.1产品型号和名称全型号：Z N 65A—12 / T 2000 -31.5额定短路开断电流（kA）额定电流（A）弹簧操动机构额定电压（kV）设计序号户内式真空断路器产品名称：户内交流高压真空断路器1.2 主要用途与适用范围ZN65A-12真空断路器是三相交流12kV、50Hz（亦可用于60Hz）户内输配电设备，可安装于固定柜、手车柜、中置柜等开关柜内。
适用于电力、冶金、化工、矿山、高层建筑、等企事业单位的供配电所作为控制及保护电器之用，亦可用于切合电容器组等特殊场合。
特别适用于操作频繁和要求长时期免维修的场所。
1.3 执行标准GB /T 11022-1999 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求GB 1984—1989 交流高压断路器DL /T 403—2000 12 kV ~40.5kV高压真空断路器订货技术条件JB 3855—1996 3.6~40.5kV户内交流高压真空断路器IEC 694-1996 高压开关设备和控制设备标准的共用技术条件1.4 正常使用条件a）环境温度：上限+40℃下限－25℃b）海拔不超过4000mc）环境相对湿度日平均值不大于95%，月平均值不大于90%；d）饱和蒸气压日平均值不大于2.2×10-3MPa，月平均值不大于1.8×10-3MPa；e）安装地点应无经常性的剧烈震动；f）周围空气应不受腐蚀性或可燃性气体、水蒸汽的明显污染；g）安装场所应保持干燥、清洁。
1.5 主要规格及技术参数1.5.1断路器技术参数见表11.5.2断路器机械参数见表2表 1E2表 21.5.3 储能电机采用单相串激电动机，其技术数据见表3。
1.5.4 合分闸线圈的技术数据见表4。
3 吊运、开箱检查、储存3.1 吊运断路器在室内搬运时应使用适当的搬运器具，用适合的挂具按照断路器本体上的提示位置将断路器吊起。
真空断路器的工作原理
真空断路器的工作原理
真空断路器是一种保护电气设备和电路的开关装置，它的工作原理不同于其他断路器。
与空气断路器等传统断路器相比，真空断路器采用真空作为介质，在其固定的触点间形成一个绝缘环境。
当断路器处于关闭状态时，电流通过端子进入断路器。
当发生故障或需要断开电流时，控制系统会产生信号，使得断路器的触点分离。
断开电路时，真空断路器的固定和活动触点之间将形成一个极微小的电弧。
由于真空环境具有良好的绝缘性能，并且电弧受到真空压力的约束，电弧很快被消除。
真空断路器通过使用真空环境，以保证断开电流时的安全性和可靠性。
其主要优点包括：
1. 高断路能力：真空断路器能够承受高电流和短路电流的冲击，具有很高的断路容量。
2. 长寿命：由于真空断路器的固定和活动触点之间没有气体或其他杂质，触点磨损减少，从而延长了断路器的使用寿命。
3. 低维护：真空断路器不需要常规的维护，因为没有气体或油介质需要更换或维护。
4. 快速断开：真空断路器能够快速切断电流，有效地保护电气设备和电路。
5. 小型化：真空断路器结构紧凑，占用的空间较小，适用于紧凑的电气设备安装环境。
总的来说，真空断路器的工作原理是利用真空介质来有效地切断电流，其可靠性和高性能使得它在电力系统中得到广泛应用。
真空断路器简介演示
接线端子：用于与外部电路连接，通 常采用标准化接口，方便安装和维修 。
通过以上结构组成，真空断路器能够 实现快速分断电路、限流保护等功能 ，提高电力系统的安全性和稳定性。
03
真空断路器的性能特点
高断流能力
断流容量大
真空断路器具有极高的断流能力，能够有效分断大电流，确 保电路在短路等异常情况下迅速切断，保护电气设备不受损 坏。
• 更高电压等级的应用：随着电力系统的电压等级不断提高，真空断路器也需要适应更高电压等级的应用。因此 ，研发适用于更高电压等级的真空断路器将是未来的一个重要趋势。
• 新能源领域的应用：随着新能源领域的快速发展，如太阳能、风能等，真空断路器在这些领域的应用前景也十 分广阔。例如，太阳能发电系统中的直流断路器，风能发电系统中的并网断路器等，都需要真空断路器的技术 支持。
常用的有电磁操动机构、 弹簧操动机构和永磁操动 机构等，可根据实际需求 选择。
传动系统
将操动机构的动作传递到 真空灭弧室的触头上，实 现断路器的分合闸操作。
能源储备
如弹簧储能、电容储能等 ，为操动机构提供所需的 能量。
导电回路
导电杆：连接真空灭弧室和外部接线 端子，提供良好的导电性能。
接触电阻：导电回路中的接触电阻应 足够小，以减少发热和电能损失。来自维护简便模块化设计
真空断路器采用模块化设计，各部件易于拆卸和更换，方便进行维修和保养。
智能监控
现代真空断路器通常配备智能监控系统，能够实时监测设备的运行状态和故障信 息，为运维人员提供便捷的诊断和维修支持。
04
真空断路器与其他断路器的比较
与油断路器的比较
灭弧介质不同
油断路器使用油作为灭弧介质， 而真空断路器使用真空作为灭弧
真空断路器
真空断路器真空断路器是电力系统中常用的一种高压开关设备，用于在高电压电路中断开电流的负载。
它通过在真空环境中切断电路来实现对电路的控制。
真空断路器的构造真空瓶真空断路器的主要构造是由一系列真空瓶组成的，每个真空瓶都由一个密封的金属外壳和内含电触头的环状金属板构成。
内部的真空环境不仅有利于电子的自由移动，还可以避免任何气体发生闪络，从而保证真空瓶的可靠性和耐久性。
弹簧与电机驱动弹簧和电机驱动是控制真空断路器开闭的两种主要装置。
弹簧通常被称为“发射器”，因为当断路器受到外力或外部电气干扰时，弹簧可以瞬间释放能量，快速将断路器打开。
而驱动电机则是断路器的手动或自动控制设备，可以精确的调控弹簧的张力和断路器的动作速度，从而保障电力系统的安全和稳定。
感应线圈真空断路器中的感应线圈是一种将电磁能量转换成机械能的器件，可以通过磁感应作用控制线路的开合。
当线圈被通电时，可以产生一个磁场，这个磁场与真空瓶内的电动力相互作用，从而可以控制真空瓶内的金属板的运动，完成断路器的开合。
真空断路器的工作原理真空断路器的工作原理可以简单概括为：隔离、开断、恢复。
当断路器处于正常状态时，真空瓶内没有电流流经，也没有电弧在内运动。
当需要在电路中断开电流时，断路器的弹簧机构被触发，从而将真空瓶内的金属板快速间隔开，打开电路。
在开关过程中，断路器使用感应线圈控制电场，使电弧快速冷却，并在其自身受到的压力和外场的力作用下，将其贯穿或击穿，以停止电流的继续流动。
真空断路器的优缺点真空断路器是一种新型的断路器，相比于传统的油浸式和空气式断路器，它具有以下显著的优势：优点1.真空断路器采用真空绝缘技术，内部没有任何气体存在，并且不带有油污，在使用过程中不会产生有毒或有害的废弃物，不会对环境造成污染。
2.由于采用了真空环境，抑制了电弧扩散，使得真空断路器具有较高的断开能力，可以打开10%短路电流，且没有复合电弧的危险。
3.真空断路器因构造简单、重量轻、使用寿命长等特点，因此易于维护，可以减少停机时间和维修成本，提高了电力系统的稳定性和可靠性。
高压真空断路器、六氟化硫断路器结构及工作原理
高压真空断路器、六氟化硫断路器结构及工作原理一、概述在电力系统中，断路器是非常重要的设备，用于控制和保护电力系统中的电器设备和输电线路。
高压断路器能够在电气故障时迅速切断电路，保护电力设备和人身安全。
而高压真空断路器和六氟化硫断路器是目前比较常见的两种高压断路器，在电力系统中发挥着重要的作用。
二、高压真空断路器的结构及工作原理1. 结构高压真空断路器主要由断路器本体、操作机构和控制器三部分组成。
断路器本体包括断路器主体、真空瓶和连接线路等，在工作时可靠地隔离电路，具有较高的绝缘强度和耐压能力。
操作机构负责断路器的远程操作，通过操作机构可以实现断路器的合闸和分闸操作。
控制器用于监测断路器的工作状态和控制操作机构的动作，以实现对断路器的远程控制和监测。
2. 工作原理高压真空断路器利用真空瓶中的高真空度和良好的绝缘性能来实现电路的断开和合并。
当断路器需要分闸时，操作机构通过电磁力作用使得静触头和动触头分离，而在这一瞬间，真空瓶内部的高真空度可以有效地隔离电路，实现电流的迅速切断。
而合闸时，操作机构则将静触头和动触头紧密闭合，真空瓶中的高真空度可以保障电路的可靠通电。
三、六氟化硫断路器的结构及工作原理1. 结构六氟化硫断路器主要由断路器本体、六氟化硫气体室和控制箱三部分组成。
断路器本体包括断路器主体和连接线路等，其中断路器主体包含静触头、动触头、弹性机构等部件，用于实现电路的断开和合并。
六氟化硫气体室负责储存和释放六氟化硫气体，而控制箱则用于监测断路器状态和控制断路器的操作。
2. 工作原理六氟化硫断路器利用六氟化硫气体的优异绝缘和灭弧性能来实现电路的断开和合并。
在分闸操作时，断路器的操作机构使得静触头和动触头分离，然后六氟化硫气体被释放到断路器的弧室内，形成被电弧击穿的“六氟化硫气体套”，从而有效地隔离了电路。
而在合闸操作时，动触头和静触头轴承装置使得两者可以紧密闭合，六氟化硫气体的扩散也能够快速灭弧。
真空断路器的工作原理
真空断路器的工作原理
真空断路器
“真空断路器”因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名；其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。
真空断路器是3～10kV，50Hz三相交流系统中的户内配电装置，可供工矿企业、发电厂、变电站中作为电器设备的保护和控制之用，特别适用于要求无油化、少检修及频繁操作的使用场所，断路器可配置在中置柜、双层柜、固定柜中作为控制和保护高压电气设备用。
真空断路器工作原理
当真空断路器的动、静触头在操作机构的作用下分闸时，触头间产生电弧，触头表面在高温下挥发出蒸汽，由于触头设计为特殊形状，在电流通过时产生一磁场，电弧在此磁场作用下沿触头表面切线方向快速运动，在金属圆筒（屏蔽罩）上凝结了部分金属蒸汽，电弧在自然过零时就熄灭了，触头间的介质强度又迅速恢复起来。
ZN65-12户内真空高压真空断路器结构及原理
１． 产品结构 １．１． 总体布置
１．１．１．ＺＮ６５Ａ－１２／Ｔ６３０￣３１５０－２０￣４０ 型户内交流高压真空断路器的结构见图一：
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
２０００
４ 额定频率 Ｈｚ
５０
５ 额定电流 Ａ
４０００
６ 额定短时耐受电流 ｋＡ
６３
７ 额定峰值耐受电流 ｋＡ
１７６
８ 额定短路持续时间 ｓ
kA 次 s
数值
ZN65A-1 ZN65A-1 ZN65A-1 ZN65A-1 ZN65A-1
2/20
2/25 2/31.5 2/40
2/63
12
630 1000 1250
1000 1250
1250 1600 2000 2500
42
1250 1600 2000 2500 3150
4000
75
20
25
１２
１ｍｉｎ 工频耐受电压
相间、对地
４２
额定绝缘水
（有效值） ｋＶ 断 口
５０
２ 平（相间、对
地、断口） 雷电冲击耐受电压
相间、对地
７５
（峰值） ｋＶ
断口
８５
３ 辅助回路１ｍｉｎ 工频耐受电压 Ｖ
(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
真空断路器的结构、原理及特点
真空断路器的结构、原理及特点一、真空断路器的结构真空断路器的结构主要由三部分组成：真空灭弧室、操动机构、支架及其他部件。
1、真空灭弧室真空灭弧室又名真空开关管，是真空断路器的核心部件。
其主要作用是通过管内真空优良的绝缘性能，使中高压电路切断电源后能迅速熄弧并抑制电流，避免事故和意外的发生。
真空灭弧室按外壳分为玻璃真空灭弧室、陶瓷真空灭弧室。
真空灭弧室主要由气密绝缘外壳、导电回路、屏蔽系统、触头、波纹管等部分组成。
1）气密绝缘系统由玻璃或陶瓷制成的气密绝缘外壳、动端盖板、定端盖板，不锈钢波纹管组成了气密绝缘系统。
为了保证玻璃、陶瓷与金属之间有良好的气密性，除了封接时要有严格的操作工艺外，还要求材料本身的透气性尽量小、内部放气量限制到极小值。
不锈钢波纹管不仅能将真空灭弧室内部的真空状态与外部的大气状态隔离开来，而且能使动触头连同动导电杆在规定的范围内运动，以完成真空开关的接通与分断操作。
2）导电系统定导电杆、定跑弧面、定触头、动触头、动跑弧面、动导电杆构成了灭弧室的导电系统。
其中定导电杆、定跑弧面、定触头合称定电极；动触头、动跑弧面、动导电杆合称动电极。
由真空灭弧室组装成的真空断路器、真空负荷开关和真空接触器合闸时，操动机构通过动导电杆的运动，使两触头闭合，完成了电路的接通。
为了使两触头间的接触电阻尽可能小且保持稳定、灭弧室承受动稳定电流时有良好的机械强度，真空开关在动导电杆一端设置有导向套，并使用一组压缩弹簧，使两触头间保持有一个额定压力。
真空开关分断电流时，灭弧室两触头分离并在其间产生电弧，直至电流自然过零时电弧熄灭，便完成了电路的分断。
3）屏蔽系统真空灭弧室的屏蔽系统主要由屏蔽筒，屏蔽罩和其他零件组成。
屏蔽系统的主要作用是：（1）防止触头在燃弧过程中产生大量的金属蒸气和液滴喷溅，污染绝缘外壳的内壁，造成绝缘强度下降或产生闪络。
（2）改善真空灭弧室内部的电场分布，有利于真空灭弧室绝缘外壳的小型化，尤其是对于高电压的真空灭弧室小型化有显著效果。
高压断路器结构与工作原理的介绍
高压断路器结构与工作原理的介绍摘要：高压断路器是电力系统中的重要设备，熟悉断路器的结构、工作原理以及机械特性参数对电力行业员工具有重要意义。
本文以ZN65-12型真空断路器为例，详细地分析了其结构、分合闸工作原理以及机械特性参数。
关键词：断路器；结构；工作原理；机械特性1引言高压断路器运行可靠性对电网的保护与控制至关重要。
机械特性参数是评价断路器操动性能的重要指标。
在断路器型式试验、出厂检验或交接试验前都必须对机械特性进行严格测试，对于投运中的断路器，也必须对其进行定期机械特性测试，通过发现机械特性参数异常安排检修预防断路器的运行故障。
对断路器机械特性参数进行测试之前，需要熟悉断路器的结构、工作原理以及操动时的分合闸过程，从动触头的分合闸曲线上明白与断路器性能相关的各类机械特性参数。
本文将详细介绍断路器的结构、工作原理以及机械特性参数。
2高压断路器结构简介高压断路器是一种专用于断开或接通电路的开关设备，在电力系统正常运行时它能够接通或切断负荷电流；在电气设备或线路发生短路故障、严重过负荷时，能够由继电保护装置控制而迅速切断故障电流，以防止事故范围的扩大。
断路器根据装设地点，可分为户内和户外两种型式；按照使用的灭弧介质和灭弧原理可分为油断路器、空气断路器、六氟化硫断路器、真空断路器等。
由于油断路器运行和维护工作量大、有火灾危险，空气断路器结构复杂、制造工艺和材料要求高，且有色金属消耗多，维护工作量大。
目前油断路器、空气断路器逐渐被六氟化硫断路器和真空断路器取代。
本文的研究和实验是以ZN65-12型真空断路器为例，ZN65-12型真空断路器的内部结构如图1所示，各个部件的名称已经标出说明。
断路器的操动机构布置在断路器前面、灭弧室布置在后面，它们共同在一共结构框架上，该整体结构具有很好的结构刚度和传动机械效率，使得断路器具有机械特性稳定、电气性能可靠等优点。
真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绝缘连杆 16分闸弹簧图1 ZN65-12断路器内部结构示意图空灭弧室通过拥有高绝缘性能的支撑绝缘子以固定端朝上、动端朝下的垂直状态固定在基架上，灭弧室通过变直传动机构与操动机构相连接。
ZN65-12系列户内高压真空断路器原理介绍
第二部分 ZN65断路器技术特点
6
技术参数高
规格 ZN65-12/ 1250-25 20000 ZN65-12/ 1250-31.5 20000 ZN65-12/ 1250-40 20000 ZN65-12/ 3150-40 20000
项目 械 机械寿命 (次)
额定短路开断 电流开断次数 (次) 额定短路关合 电 流 ( 峰 值 ) (kA)
第一部分 技术参数
1.技术数据
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 名 称 额定电压 额定绝 1min 工频耐受电压 缘水平 冲击耐受电压 额定电流 额定短路开断电流 额定短路关合电流(峰值) 额定动稳定电流(峰值) 额定热稳定电流(有效值) 额定短路开断电流开断次数 额定热稳定时间 额定操作顺序 机械寿命 额定单个电容器组开断电流 额定背对背电容器组开断电流 次 A 单位 kV kV A 数 值 12 42 75 630 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 20 25 31.5 40 50 50 63 100 130 130 50 63 100 130 130 20 25 31.5 40 50 50 30 20 4 分-0.3s-合分-180s-合分 分-180s-合分 -180 合分 20000 10000 630 400
50
50
30
Hale Waihona Puke 3063100130
130
第二部分 ZN65断路器技术特点 7
规格齐全，成系列化
额定电流范围：630A—3150A 额定短路开断电流范围：20kA—40kA
第三部分 ZN65断路器结构— 总体布置
断路器
主回路 操动机构箱体
真空断路器构造
真空断路器构造真空断路器是一种用于断开电路中电流的高压电气设备，它在电能传输、电力系统保护和运行中起着重要作用。
真空断路器的构造相对复杂，涉及到多个组成部分。
下面将对真空断路器的构造进行详细介绍。
1.断路器外壳：真空断路器的外壳一般由金属材料制成，具有良好的导电和耐电压特性。
它能够起到保护内部构件不受外界环境的影响，同时也确保了设备的安全可靠运行。
2.真空瓷瓶：真空瓷瓶是真空断路器的核心部件之一，由陶瓷材料制成。
它具有优良的绝缘性能和高度的机械强度，在真空断路器中承受高电压和电流，同时能够确保真空状态得到有效保持。
3.触头系统：触头系统是真空断路器的关键部分，由固定触头和活动触头组成。
固定触头用于连接电路，活动触头则能够完成断开和闭合电路的功能。
触头系统采用高导电材料制成，能够在高电流下正常工作。
4.断开机构：真空断路器的断开机构用于实现电路的断开和闭合。
它通常由电磁驱动装置和机械机构组成。
电磁驱动装置通过电流驱动机械机构，使触头从一个位置移动到另一个位置，完成开合断路器的操作。
5.隔爆机构：真空断路器在断开电路时，由于高电压和大电流的存在，会产生大量的电弧。
为了防止电弧对周围环境和设备的毁坏，真空断路器需要具备良好的隔爆能力。
隔爆机构通过合适的构造，能够有效隔离电弧，在短时间内将其扑灭。
6.弹簧系统：弹簧系统在真空断路器中起到重要作用，它用于提供断开和闭合力。
当断路器处于闭合状态时，弹簧将触头按压在一起，形成良好的电接触。
而在断开电路时，弹簧会协助断开机构将触头分离，完成断路的操作。
7.辅助设备：真空断路器中常常还配备了一些辅助设备，例如过电压保护装置、故障指示器、电压和电流传感器等。
这些设备能够对电力系统的运行状态进行监测和保护，提高断路器的性能和可靠性。
总之，真空断路器构造复杂，需要多个部件的协同工作才能完成其断路的功能。
通过合理的设计和工艺，真空断路器能够高效地断开电路，保障电力系统的安全和稳定运行。
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合闸触头 10
接触压力
Ｎ 2000 ±200
11 动、静触头累积允许磨损厚度 ｍｍ
2400 ±200
3100 ±200
3
5000 ±500
7500 ±500
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（采用单相串激电动机），其技术数据见表 3。 表3
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。
2/20 次 A
2/25 2/31.5 ★
20000 630 400
2/40
2/63
☆
10000
15 额定及最高电压下的分闸时间
ms
45±10
16 最低操作电压分闸时间
ms
17 额定及最高电压下的合闸时间
ms
60±10 50±10
45±10
注：(1) ★ 分-0.3s-合分-180s-合分 ☆ 分-180s-合分-180s-合分
2 接触行程
ｍｍ
3.5±0.5
3 相间中心距离
210±1.45 250±1.45
275±2
4 合闸触头弹跳时间
≤2
5 三相分闸同期性
ｍｓ
6 分闸时间
≤2 45±10
7 合闸时间
50±10
45±10
8 平均分闸速度（0~6mm）
ｍ／ｓ
9 平均合闸速度
1.3±0.2
0.6 ± 0.2
1.4±0.2 1.2±0.2
序号
名称
1 额定电压
2 额定电流
额定绝 1min 工频耐受电压 3 缘 水平 冲击耐受电压 4 额定短路开断电流 5 额定短路关合电流（峰值） 6 额定动稳定电流（峰值） 7 额定热稳定电流（有效值） 8 额定短路开断电流开断次数 9 额定短路开断电流的直流分量 10 额定热稳定时间
单位 kV
A kV
４
９ 额定短路开断电流 ｋＡ
６３
１０ 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
１７６
１２ 额定操作顺序
合分— １８０ｓ— 合分
１３ 额定失步开断电流 ｋＡ
３１．５
５５±１０
１７ 分闸时间 ｍｓ
４５±１０
１８ 合闸弹跳时间 ｍｓ
≤２
１９ 三相合、分闸不同期性 ｍｓ
≤２
２０ 合－分时间 ｍｓ
２０００
４ 额定频率 Ｈｚ
５０
５ 额定电流 Ａ
４０００
６ 额定短时耐受电流 ｋＡ
６３
７ 额定峰值耐受电流 ｋＡ
１７６
８ 额定短路持续时间 ｓ
(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
序
名
称
号
1 触头开距
单
位 ZN65A12/20
ZN65A12/25
数值
ZN65A12/31.5 11±1
ZN65A12/40
ZN65A12/63
１４ 额定负荷开、合次数 次
１００
峰值电压 ｋＶ
２２
１５ 系统源预期瞬态恢复电压规定值
参考时间 μｓ
４．９
上升率 ｋＶ／μｓ
４．５
１６ 合闸时间 ｍｓ
≤15 ≤15
３． 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）
ＤＣ２２０ ＡＣ２２０
ＤＣ１１０ ＡＣ１１０
ＤＣ２２０ ＡＣ２２０
ＤＣ１１０ ＡＣ１１０
２０℃时线圈直流电阻 （Ω）
２４７（２７５）
５７．７
２４７（２７５） ５７．７
正常工作电压范围
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. 辅助功能单元主要由分、合闸电磁铁；辅助开关；二次引出接线端子等部分组成， 实现断路器操作所必需的与外部的接口。 下出线端在与外接触臂或导体相连接时需将动端软连接紧固在一起。 ２． 灭弧室 本断路器采用陶瓷外壳灭弧室也可采用玻壳灭弧室。两种灭弧室具有相同的触头材 料和纵磁场触头结构。使用陶瓷外壳灭弧室时还可以选用瓷壳外表带有伞裙的加大表面 爬距的灭弧室，以提高产品抗污秽和抗凝露的能力。两种灭弧室都可以做到真空度不低 于 1.33×10-3Pa 时正常贮存、使用年限不低于 20 年的基本要求，灭弧室的动作寿命都不 低于断路器的机械寿命次数。
１２
１ｍｉｎ 工频耐受电压
相间、对地
４２
额定绝缘水
（有效值） ｋＶ 断 口
５０
２ 平（相间、对
地、断口） 雷电冲击耐受电压
相间、对地
７５
（峰值） ｋＶ
断
８５
３ 辅助回路１ｍｉｎ 工频耐受电压 Ｖ
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
DC110 AC110
200
85%∼110%额定电压
≤15
HDZ-22060B HDZ-23080B
DC220 AC220 DC220
200
85%∼110%额定电压
300
85%∼110%额定电压
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
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，在每一相的变直
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 ７．２ｋＶ～１２ｋＶ 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。
１００
２１ 额定开断时间 ｍｓ ２２ 机械寿命 次
≤７０ １００００
２３ 动静触头允许磨损累计厚度 ｍｍ
３
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 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
31．5
40
63
50
63 100(80) 130(100) 160
50
63 100(80) 130(100 160
20
25
31．5
40
63
50 ≥35%
30
20
≥40%
4
序号
名称
数值 单位 ZN65A-1 ZN65A-1 ZN65A-1 ZN65A-1 ZN65A-1
11 额定操作顺序 12 机械寿命 13 额定单个电容器组开断电流 14 额定背对背电容器组开断电流
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
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 2.2 × 10 −3 MPa，月平均值不大于 1.8×
10 −3 MPa； 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。