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文档之家› 第二章高压断路器的构造及工作原理
第二章高压断路器的构造及工作原理
四、少油断路器 1.SN10-10少油断路器
1-铝帽 2-上接线端子 3-油标 4-绝缘筒 5-下接线端子 6-基座 7-主轴 8-框架 9-断路弹簧
外形结构图
DL在合闸位置时, 形成的导电回为: 上接线端子—静触头—导电杆 —中间触头—下接端子 分闸时,导电杆与静触头分开, 导电回路即被切断而产生电弧, 油在高温下蒸发分解成大量气体, 油压增高。随着动触头继续下移, 在灭弧室内油气混合物对电弧进行 横吹和附加纵吹,使电弧熄灭。
对于进行自动重合闸的开关,没有具体的指标描述,但在进行开关 选择时,多选择开断容量大或开断电流大的断路器。
5.分合各种空载、负载电路
断路器在分合各种空载线路、容性负载和感性负载 时,在分合过程中会遇到电压和电流的过渡过程,通 常影响到开关的是分合过程中的过电压。标志这方面 分合能力的主要参数是额定电压 U e ,分合架空输电 线路和电缆的长度(km)以及变压器、电容器组的容 量等。
几个电流之间的关系为: i eg i dw
I ek I re
id w 1 .8 2 Iek 2 .5Ie 5 k 2 .5Ir5 e 1.8为冲击系数
(三)自然环境方面 1.海拔高度
海拔高度对高压电器主要有两方面的影响: (1)对外部绝缘的影响。 (2)对电器发热温度的影响 2.环境温度 3.湿度 4.地震 5.污秽 6.风力 7.覆冰
除额定电流外,额定动稳电流、额定关合电流、额定开 断电流、额定热稳电流都是同一短路电流在不同工况下或 不同时刻出现的电流峰值或有效值,但各有其特指的表征 含义。
都以短路发生后约半个工频周期处出现的冲击电流峰值表示
i eg
I re
t gf trh
tg
断路器的额定电流参数及开断时间
t gf
t rh
tg
1)合闸 对于合闸操作,希望开关能迅速动作把电路接通,避免电弧对
触头的烧伤,因此,对操作机构要求有足够的合闸能量,具体到不 同的操作机构有不同的要求,如液压操作机构的液压要保持在适当 的范围,气动操作机构的气压要保持在适当的范围,弹簧储能机构 在合闸前要预先完成储能工作等,如果液压、气压等不符合要求, 将自动启动油泵、风机等机械加压。
合闸时间
电流流过 合闸操作 预击穿时间
时间
所有相中触头接触 第一相中开始流过电流 合闸回路带电
4.自动重合闸
在线路保护中,通常都安装有自动重合闸装置,在输电线路发生 故障后,首先由继电保护装置动作驱动断路器跳开输电线路,然后经 过延时,由自动重合闸装置驱动断路器把输电线路合上,如果线路中 已经不存在故障,则开关不在动作,输电线路正常输电,如果线路中 故障仍然存在,则继电保护装置再次动作驱动断路器跳开输电线路。
操动机构接到分、
合闸信号后,在
外界能源作用下, 使主轴2转动,再 通过连杆5带动断 路器主轴1和导电 杆完成断路器的 分、合闸操作。
高压断路器的可以进行手动操作和电动操作,无论何种操
作方式,都要通过操作机构完成开关的分合闸操作。操作机构
一般地由以下几个部分组成: 1)能量转换机构
高压开关的分、合闸的最后完成都要依靠机械能来实现,因此 存在着把电能转换为机械能的转换机构,这种把电能转化为机械 能的机构有电磁铁(早期断路器多采用这种操作机构,特点是分、 合闸电流很大,特别是合闸电流,可达70~90安培)、电动机(多 应用于隔离开关)、液压传动机构和压缩空气工作缸(目前断路 器采用比较多的操作机构)。
例如:S N 10 – 10 I 少油、户内、设计序号:10、额定电压10kV、I型
二、高压断路器的基本结构:
开断元件
支
持
主要零部件:开关本体 绝
的底架、底座
缘
功能:整台产品的基础 件
传
动
元
件
操
动
机
基座
构
开断元件:
主要零部件: 主灭弧室 主触头系统 主导电回路 辅助灭弧室 辅助触头系统 并联电阻
灭弧室由几种不同形状 的灭弧片叠装而成
灭弧过程:从动、静触头分开产生电弧到第一吹弧道打开,称为封 闭气泡阶段。在此阶段电弧处在静止的气泡中,冷却作用差,电弧 难以熄灭。动触头继续向下运动,第一、第二、三吹弧道相继打开, 灭弧室内的高压气体经吹弧道向外排图出2,.1对3 电SN弧10横-1向0少吹油拂断,路使器电弧 强力冷却与去游离。
件
操作机构: 主要零部件:
弹簧、液压、电磁、气动及手动机构的本体及 其配件 功能: 为开断元件分合闸操作提供能量,并实现各种规定的 操作
三、高压断路器的技术要求及其基本参数 (一)开断、关合电路方面 1.开断短路故障
标志高压断路器开断短路故障能力的主要参数是:
额定电压 U e (kV):
断路器铭牌上所标明的该断路器正常工作电压的有效值。 对于三相设备,一般指线电压。 最高工作电压: 其值高出额定电压约15%,如额定电压10kV的断路器,可以 长期工作在11.5kV的线电压下。
2)联动机构 用于把能量转换机构中的机械能转换为开关动作,一般由四边形连 杆机构、拐臂和拉杆组成。
3)保持机构 把操作过程保持在进行中的状态,防止命令消失引起的操作失败。
4)释放机构 在操作完成后实现对机构状态的返回。
在进行分、合闸操作时,操作机构可能出现的各种工作情 况都要综合考虑到,对开关操作机构提出以下要求:
2)保持合闸 开关的合闸和分闸,可以有以下几种操作方式:由操作人员通
过控制屏(一般设在主控制室)或开关跟前的端子箱通过操作把 手或按钮完成,也可以由操作人员通过远动系统的调度端下达操 作命令,通过远动系统的信道把命令传送到设在变电所的执行端, 执行端对命令进行处理后发出分闸或合闸脉冲。无论是何种操作 方式,都应该有相应的电路对分闸或合闸脉冲进行保持,同时, 在操作完毕且相应的操作信号撤消后,开关触头仍应该保持在操 作后位置,以上两个功能的实现全赖操作机构的保持功能完成。
4)自由脱扣 自由脱扣指的是在断路器合闸过程中接收到分闸命令时,机构
终止执行合闸命令而改为执行分闸命令。 如果没有自由脱扣功能,则断路器在把设备合闸到故障上时,
继电保护将无法快速跳开断路器,同样地断路器在把设备合闸到故 障上而合闸命令尚未解除(保持),则会出现断路器重复进行合闸 ---分闸的动作(跳跃现象)。
6.允许分合次数
一般断路器允许空载分合次数(也称机械寿命)为 2000次。
(二)一般电气性能方面
1.电压
高压断路器除了要能长期承受相应的最大工作电压外, 还应耐受高于额定电压的各种过电压作用,而不会导致绝 缘的损坏。
标志这方面性能的参数是:工频试验电压、全波和截波 冲击试验电压、操作波试验电压。
2.电流
额定开断电流 I ek (kA,有效值):
在额定电压下,断路器能够可靠开断的最大电流为额定开断 电流。它主要表征断路器熄灭大电流电弧的能力。
额定断流容量 S ed (MVA): 由于开断能力和额定电压、开断电流有关,因此,通常
采用一个综合参数,即以额定断流容量来表示断路器的开 断能力。对于三相电路有:
Sed 3UeIek
新的国家标准已取消这一术语,目前直接用额定开断电 流表示。
选择断路器时,首先要校核的参数就是断路器开断短路 故障电路的能力。
2.快速开断 标志断路器开断过程快慢的参数是:
开断时间 t g (s): 从断路器接到开断信号到短路电流终止 (电弧熄灭)的全部时间。 固有分闸时间 t gf :断路器接到分闸命令(分闸线圈通电)开
5)防止跳跃 6)复位
在完成开关操作后,操作机构能进入相应状态预备进行下一次操 作。 7)连锁
开关位置连锁:利用开关之间的位置信号实现; 操作机构状态闭琐:在开关和操作机构出现异常状态时,对开关 操作命令进行闭琐。
2.SW-110型断路器 SW-110型断路器由三个独立的Y形单元组成,每个Y形
单元构成一相的断路单元。
因此,断路器应具有足够的关合短路电流的能力。
标志关合短路电流能力的参数是:
额定短路关合电流 ieg (kA,峰值) 断路器在额定电压以及规定的使用和性能条件下,能保证 正常关合的最大短路峰值电流。
合闸时间:在额定操作电压下,从断路器合闸线圈通电开
始至主触头刚接触为止。
触头运动
合闸位置
分闸位置 关合时间
(1)额定电流 I e (A,有效值):
断路器在闭合状态下导电系统能长期通过的电流。在额 定频率下通过这一电流时,各个金属部位和绝缘的温升不 能超过国家标准中规定的数值。额定电流在某种程度上决 定了导体及触头的尺寸。
(2)额定峰值耐受电流或动稳定电流 i dw (kA,峰值)
(Peak Withstand Current) 是断路器在闭合位置所能允许通过的最大电流峰值。表征 开关导电部分及支持绝缘部分的机械强度,在通过这一电 流后开关不应损坏且能继续正常工作。
§2.4高压断路器
高压断路器是一种专用于断开或接通电路的开关设备,
它有完善的灭弧装置,因此,不仅能在正常时通断负荷电
流,而且能在出现短路故障时在保护装置作用下切断短路 电流。 按其采用的灭弧介质划分:
油断路器
多油:油量多一些,其油作为灭弧介质,又作 为绝缘介质。
因油量多、体积大,断流容量小、运行维护较 困难,现已淘汰。
1---底架 2---提升杆 3---支持套管 5---中间机构箱 6---灭弧室
3.六氟化硫(SF6)断路器 一、气体特性:
SF6由F原子与S原子结合而成,分子结构是个完全对称的八 面体,S原子居中,六个角上是F原子,F与S原子间以共价 键联结。
少油:油量较少,仅作为的型号表示和含义:
S-少油 D-多油 Z-真空 L-SF6 N-户内 W-户外
安装地点 设计序号
额定开断电流(kA) 额定电流(A)