7.2KV真空断路器设计

7.2kV真空断路器设计

摘    要：近年来真空断路器在中压领域己经占据了主导地位。我国是真空断路器大国,在中压领域真空断路器的使用高达80%，其中又以7.2KV真空断路器发展最为成熟。目前它已基本实现国产化并且在有些方面在国际上以处与先进水平。7.2KV真空断路器发展对我国的电网发展极其重要，在中压断路器领域中有无可替代的地位。

本次真空断路器的设计内容主要包括：真空灭弧理论的研究；真空灭弧室的设计计算；触头设计；动、热稳定性验算，温升验算；绝缘结构分析；操动机构的选用及有关计算；总装配图。 

本文主着重了真空灭弧室的设计；触头采用CuCr材料的纵吹式灭弧触头。相关的动、热稳定性，温升验算均符合国家标准。操动机构采用弹簧操动机构。设计各方面能满足既定任务，达到设计要求。

关键词：  真空灭弧室  触头  操动机构  设计

目   录

摘  要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第1章 绪论 1

1.1真空断路器概述 1

1.2真空断路器的优点 1

1.3真空断路器发展关键问题讨论 2

1.3.1影响真空断路器截流值与开断能力的因素 2

1.3.2真空断路器设计时要注意的问题 4

第2章 真空断路器设计的基本原理 7

2.1真空灭弧理论研究 7

2.1.1真空间隙的电击穿与绝缘强度 7

2.1.2场致发射学说 8

2.1.3微粒撞击学说 8

2.1.4粒子交换学说 9

2.2真空电弧的形态 9

2.2.1扩散型真空电弧 9

2.2.2集聚型真空电弧 10

2.3真空电弧的其它特性 10

2.4真空电弧熄灭后的绝缘恢复特性和熄弧原理 11

2.5真空电流的弧后电流和过零现象 12

2.6交流真空电流的熄灭原理 12

第3章 触头设计 14

3.1触头结构 14

3.1.1圆柱触头 14

3.1.2横磁场触头 14

3.1.3纵磁场触头 15

3.2触头材料 16

3.3触头动态参数选取 17

3.3.1额定开距 17

3.3.2触头接触行程 18

3.3.3触头工作压力 18

3.3.4分闸速度 18

3.3.5合闸速度 19

3.3.6触头合闸弹跳时间 19

3.3.7三极同期性 19

3.3.8触头直径及磨损率 19

第4章 真空灭弧室的设计 21

4.1真空灭弧室的结构 21

4.2外壳 21

4.3屏蔽系统 22

4.4波纹管 23

4.5其它零部件 24

4.5.1导电系统 24

4.5.2导向套 24

4.5.3排气管 25

第5章 动、热稳定验算和温升验算 26

5.1动、热稳定性验算 26

5.2温升验算 26

5.2.1最大允许发热温度 26

5.2.2最大允许温度的确定 27

第6章 绝缘结构分析 29

6.1额定绝缘水平 29

6.2真空灭弧室的绝缘特性分析 29

6.2.1灭弧室的绝缘特性 29

6.2.2绝缘强度的设计 30

6.2.3内部电场的设计 30

6.3绝缘外壳的设计 33

第7章 操动机构选用及有关计算 35

7.1对操动机构的要求 35

7.2弹簧操动机构 35

7.2.1弹簧操动机构的组成部分 36

7.2.2弹簧操动机构结构 36

7.3凸轮设计 37

7.3.1轮廓线对输出力特性的影响 37

7.3.2输出力特性曲线的选取 38

7.3.3凸轮理论实验设计 40

结束语 44

参考文献 45

致  谢 46

附  录 A  总装配图 47

附  录B  操动机构左视图 48