ZN139-12型户内高压真空断路器详解

该产品为采用永磁操动机构的户内三相高压真空断路器，额定电压12kV，额定电流630～4000A，额定短路开断电流至40kA。

1.结构特点及工作原理

ZN139-12型户内高压真空断路器总体结构为永磁操动机构与灭弧室前后布置形式，主导电回路为三相落地式结构，主回路绝缘采用复合或固封两种方式，可满足不同用户的需求。永磁操作机构采用全新的工作原理和结构，最大优势在于真正解决了永磁场的吸合力在分闸初始阶段对分闸的阻碍，更能满足真空灭弧室的特性要求。断路器的外形如图2-43所示，型号组成及其含义如图2-44所示，结构简图如图2-45所示。

图2-43 ZN139-12型户内真空断路器外形图

图2-44 ZN139-12型户内高压真空断路器型号组成及其含义

图2-45 ZN139-12型户内真空断路器结构简图

1—主电路 2—上磁轭 3—动铁心 4—内磁轭 5—永磁体 6—外磁轭 7—线圈 8—下磁轭

永磁操动机构通过主传动轴驱动主拐臂，直接操作开关的分合，省去了传统操动机构中复杂、易损的储能和锁扣装置，极大地简化了传动环节，从而可靠性较高，寿命较长。

永磁操动机构由一体化合、分闸线圈，上、下磁轭，内、外磁轭，动、静衔铁，手动分闸装置及永磁体组成。合闸时，电磁力与永磁力正向叠加，驱动动衔铁到达合闸终端位置，完成合闸触头弹簧和分闸弹簧的储能，依靠永磁吸合力来实现稳态保持（即双稳态的合闸稳态保持）。分闸时电磁力克服永磁场的剩余保持力，使合闸保持力骤降到临界值，在分闸电磁力、分闸弹簧和触头弹簧的共同作用下，驱动动衔铁，到达分闸终端位置，永磁吸合力又将动衔铁稳态保持在分闸位置（即双稳态的分闸稳态保持）。

该机构设有手动分闸装置，用于特殊情况时带负荷紧急分闸操作。紧急情况下的手动分闸操作不使用操作电源。

ZN139-12型真空断路器可根据要求制作成固定安装单元，也可配用专用推进机构组成手车单元使用。机构操作电源可以由配电室直流屏直接提供，也可根据需要自身配置高可靠的充电储能单元，通过智能控制单元驱动永磁机构。

交流充电电源为宽电压输入，可以正常工作的电压范围为AC160～264V，充电电流小于0.5A。(www.xing528.com)

2.主要技术参数

ZN139型断路器的主要技术参数见表2-38，永磁操动机构主要技术参数表2-39。

表2-38 ZN139型断路器的主要技术参数

（续）

注：表2-38中“额定操作顺序”一项，是国家标准GB 1984—2003中对自动重合闸的规范性操作规定：断路器因短路故障跳闸，0.3s后自动重合一次，若短路故障未消除，则再次跳闸；180s后再自动重合一次，若短路故障消除，系统将继续运行，故障未消除，会再次跳闸。这种规定可最大限度地减少配电系统停电时间。如果第二次自动重合失败，即判断为永久性故障，必须等故障排除后方可送电。对于断路器开断性能来说，连续开断短路电流应该是可能出现的最严重的情况，是对断路器质量和性能的挑战和考验。对于额定短路开断电流更大的断路器，例如31.5kA、40kA等级的，两次重合的间隔时间略有差异，详见表中数据。

表2-39 ZN139型断路器永磁操动机构主要技术参数

3.控制电路实例

ZN139型真空断路器由于安装使用条件的不同，可有几种控制电路方案，图2-46所示为手车式断路器的一种推荐控制电路方案。电路中使用配电室提供的直流合闸操作电源+HM、-HM及控制电源+KM、-KM，电压值为直流220V。图中的“BH”是微机保护装置，虽然其价格略高，但由于功能强大，随着安全生产意识的提高，使用已日渐普及。它可以实现电压测量、电流测量、过电压保护、欠电压保护、CT断线检测、PT断线检测、定时限过电流保护、反时限过电流保护、速断保护、零序电流保护、负序电流保护、电动机起动时间过长保护、过热保护、控制回路异常报警、遥信、遥控及遥测、装置自身故障告警等功能。图2-46中只画出了与真空断路器合、分闸控制相关的部分接线。手动合闸时，操作SA开关至合闸位置，其触头5、8接通，合闸继电器KC线圈得电，相应触点动作吸合，合、分闸线圈L被接入合闸操作电源+HM、-HM的电路中，线圈L的左端接+HM，右端接-HM，产生的电磁力使真空断路器合闸。手动分闸时，操作SA开关至跳闸位置，其触头6、7接通，跳闸继电器KT线圈得电，相应触头动作吸合，合、分闸线圈L也被接入合闸操作电源+HM、-HM的电路中，但跳闸时线圈L接入的电源极性与合闸时相反，即线圈L的左端-HM，右端接+HM，产生的电磁力使真空断路器分闸。由于分闸需要的电流较小，所以在电路中串入了限流电阻R。

图2-46 ZN139型真空断路器控制电路实例

阅读图2-46时，可对照右侧说明框内的文字，这里的文字说明与左侧电路中表达的功能是一致的。