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1、断路器的运行操作与事故处理,高压断路器:额定电压为3KV以上,能够关合、承载和开断运行状态正常电流,并能在规定时间内关合、承载和开断规定的异常电流(短路电流、过负荷电流)的开关电器 用途:控制和保护作用 基本要求: (1)工作可靠性; (2)足够短路能力、足够动、热稳定; (3)尽可能短的切断时间; (4)实现自动重合闸; (5)结构简单、价格低廉。,高压断路器的用途及基本要求,高压断路器的分类,按灭弧介质分为: 油断路器:用变压器油作灭弧介质,又分为多油和少油断路器。多油QF中油作灭弧介质和触头开断后绝缘,还作带电部分对地绝缘。少油QF中,油只作灭弧介质和触头开断后绝缘,而带电部分绝缘采用瓷
2、件或其他介质。 压缩空气断路器:用压缩空气作灭弧介质及操作机构能源 真空断路器:用真空的高绝缘强度来灭弧。 六氟化硫断路器:用SF6气体作灭弧和绝缘介质,可发展为SF6全封闭组合电器。 按安装地点可分为:户内和户外式两种,高压断路器型号的含义,30,S,N,4,20,G,8000,N:户内式 W:户外式,设计序号,额定电压kV,G:改进型 F:分相操作 D:带地刀,额定电流(A),开断电流(KA),产品名称: S少油断路器 D多油断路器 K空气断路器 LSF6断路器 Z真空断路器 Q自产气断路器 C磁吹断路器,高压断路器的基本结构,3,1,4,2,操作机构 向通断元件提供分、合闸操作的能量,实
3、现各种规定的顺序操作,并为此合闸状态,通断元件 执行接通或断开电路的任务,核心部分是触头,灭弧能力决定了开关的开断能力,绝缘支撑元件 支撑固定通断元件,并起与各结构部分之间的绝缘作用,传动机构 把操作机构提供的操作能量及发出的操作命令传递给通断元件,底座:用于支撑固定和安装开关电器各部分的,少油断路器,少油断路器导电部分间(相与相或相与地)的绝缘是利用空气和陶瓷绝缘材料或有机绝缘材料,它的灭弧室装在绝缘筒或不接地的金属筒中,变压器油只用作灭弧和触头间的绝缘。 特点:用油量少(同参数多油QF的10%),V小,重量轻,结构简单,省钢材,防火防爆,价廉。 缺点:检修周期短,户外受气候影响大,配套性差
4、。 应用:6220KV(20KV下户内、35KV及以上户外),真空断路器,1、原理:利用真空度为6.610-2Pa以上的高真空作为内绝缘和灭弧介质。 真空指绝对压力低于1个大气压的气体稀薄空间。 真空度表示气体稀薄的程度,即气体的绝对压力与大气压的差值。(绝对压力愈低,真空度就愈高) 真空的绝缘强度比油、1个大气压下的SF6和空气的高。 真空电弧:真空间隙击穿产生的电弧是在触头分离时,触头电极蒸发出来的金属蒸气发生游离形成的,其特性决定于触头材料的性质和表面情况。 真空电弧的熄灭:电弧中粒子和离子形成局部高压力和高密度而扩散,燃弧时间小于0.01s。真空绝缘恢复极快,取决粒子扩散速度,受到I、
5、磁场、触头S及材料影响。,(1)熄弧过程在真空灭弧室完成,电弧和炽热气体不会向外喷油,不污染周围环境 (2)熄弧能力强,触头行程小,操作机构的操作小,整个QF的体积小、重量轻,安装方便 (3)熄弧时间短,电弧压力低、电弧能量小、触头磨损小分断次数多,寿命长,适于频繁操作。 (4)操作时噪音小,振动轻微,适于城区或要求安静的地方。 (5)灭弧介质为真空 ,与海拨无关,没有火灾危险性。 (6)灭弧室使用期限内,触头不需维修检查 适于电力系统无油化要求,且从技术性能、经济指标、安全运行、直到安装、维护、防火防爆都能满足要求。,真空断路器的特点,优点:,1、开断感性负载和容性负载时由于截流、振荡、重燃
6、等原因,容易引起过电压。 2、容易产生合闸弹跳和分闸反弹。 3、对密封、制造工艺要求很高,价格较高。,缺点:,六氟化硫(SF6)断路器,SF6断路器简称GCB,随着输变电设备趋向高电压、大容量、高特性,用SF6取代原来的油和空气作为灭弧介质及绝缘介质,具有独特的优越性,成为当前变电设备的主要开关设备。,SF6为无色、无味、无毒、不燃的惰性气体,分子量146.07,为空气5.1倍,易液化(液化温度与压力有关),热导率随温度不同而变化,2000-3000K时,有极强的导热能力,而在5000K左右时热导率极低 化学性质稳定性好,不易分解,即使由于温度升高(达到3700K以上时)而分解,在促使分解的能
7、量消除后(比如温度降低),分解物会在很短的时间内(小于10-5 S )迅速结合成SF6。 但是,如果有水分混入时,在电弧高温下会生成有严重腐蚀性的氢氟酸。因此控制SF6中的含水量非常重要。,SF6断路器性能特点,要求加工精度高,密封好,对水分和气体的测量和控制要求严格;并且易液化-40时,工作压力不得大于0.35MPa,-30时,工作压力不得大于0.5MPa。,(1)灭弧能力强,介质强度高,可提高单断口的额定电压和开断电流,工作可靠,性能稳定。 (2)满容量开断次数多,检修周期长。SF6气体分解物不含氧气,触头不会被氧化。 (3)开断性能好。开断大电流时间短,小电流不会截流而产生过电压。 (4
8、)结构简单,断口少,占地少,污染和噪音小,无爆炸和火灾危险,利于生产、维护和管理。,优 点,缺 点,支柱式:与少油断路器或空气断路器结构类似,只是用SF6气体代替了空气或油。这种断路器属积木式结构,系列性和通用性强,灭弧室可以布置成T型或Y型。,落地罐式:与多油断路器类似,气体被密封在罐内,导线部分借助绝缘套管引出,套管底部可装电流互感器。这种结构整体性强,机械性能好,防震能力强,但系列性差。,一、高压断路器的允许运行方式,在规定的外部环境条件下,可以长期连续通过额定电流及开断名牌规定的短路电流,此时,断路器的磁件、介质质量、压力、温度以及机械部分均应处于良好状态。,绝缘电阻,运行参数,操作
9、电源,开断次数,油色油位,运行温度,气体灭弧介质的运行压力,一、高压断路器的允许运行方式,油断路器,油位过高,造成喷油、爆炸、燃弧时间长。 过低灭弧差,烧坏触头,爆炸,绝缘水平降低。 环境和负荷影响油温和油位。 油色透明不发黑,新油淡黄色,运行后呈浅红色,运行温度,断路器本体与引线运行温度不超过允许值。 1、油断路器:允许温升不超过40-60度 2、SF6断路器:导体允许温升不超过65度 ,外壳不超过30度。 3、对于真空断路器,动静触头主导电回路的温升在长期通电下不应超过规定值。,一、高压断路器的允许运行方式,开断次数,装有自动重合闸的油断路器,在切断3次后应将重合闸停用,切断4次后应大修。
10、 SF6制造厂对允许开断次数差别很大,按制造厂规定。FA4型,开断额定1500次,开断100%短路14次,开断50%的短路90次以上 真空断路器,3AF型可开断额定短路电流100次,可断额定电流2000次以上,操作电源,电磁式:合闸电源要稳定,脱扣线圈的动作电压应在规定值范围内。 弹簧机构:分合闸后能够自动再次储能。 液压或气动式:工作压力在规定范围。压力降低要防治慢合闸、慢分闸。油位在正常范围,防止有大量空气存在。,运行压力,气体介质(空气、SF6)运行压力在规定的允许范围内调。影响开断性能和绝缘性能,降低到一定数值闭锁并发出信号。,绝缘电阻,反映断路器的绝缘缺陷,在投入运行前在合闸状态下测
11、量导电部分对地绝缘和分闸状态下测量断口之间的绝缘。油、SF6、真空都有具体规定。,二、高压断路器的操作,检修停运一周以上投入运行要做远方控制分合闸试验。两侧隔离开关拉开,小车式在试验位置。 非全相合闸应将合上相拉开重新合闸。不成功查明原因。非全相分闸,立即断开控制电源,手动断开拒动相 查明原因。 所有断路器禁止带工作电压用手动机械进行分合闸,或带工作电压就地操作按钮分合闸 液压机构油压异常分合闸闭锁时不准擅自解除,防止慢分、慢合造成爆炸。,操作规定,用控制开关进行远方电动合闸、分闸操作,应到位,停留时间适当,以信号灯亮熄为准,防止分合闸失灵 。 由微机控制的断路器应通过微机进行分合闸。 检查断
12、路器位置:表计、信号灯、就地信号,操作方法,三、高压断路器的巡视检查项目,油断路器正常巡视,三、高压断路器的巡视检查项目,SF6断路器正常巡视,套管不脏污,无破损裂痕及闪络放电现象。 检查连接部分有无过热现象,如有应停电退出,进行消除后方可继续运行。 内部无异声(漏气声、振动声)及异臭味。 壳体及操作机构完整,不锈蚀;各类配管及阀门有无损伤锈蚀,开闭位置是否正确,管道的绝缘法兰绝缘支持是否良好。 断路器分合位置指示是否正确,其指示应与当时实际运行工况相符。 检查SF6气体压是否保持在额定表压,SF6气体压力正常值为0.40.6Mpa,如压力下降即表明有漏气现象,应及时查出泄露位置并进行消除,否
13、则将危及人身及设备安全。 SF6气体中的含水量监视。当水分较多时,SF6气体会水解成有毒的腐蚀性气体;当水分超过一定量,在温度降低时会凝结成水滴,粘附在绝缘表面。这些都会导致设备腐蚀和绝缘性能降低,因此必须严格控制SF6气体的含水量。,三、高压断路器的巡视检查项目,真空断路器正常巡视,断路器分合位置指示是否正确,其指示应与当时实际运行工况相符。 支持绝缘子有无异常裂痕。损伤,表面是否光洁。 真空灭弧室有无异常(包括有无异常声响),如果是玻璃外壳可观察屏蔽罩的颜色有无明显变化。 金属框架或底座有无尽严重锈蚀和变形。 可观察部位的连接螺栓有无松动、轴销有无脱落或变形。 接地是否良好。 引线接触部位
14、或有试温蜡片的部位有无过热现象,引线驰度是否适中。,机构箱门平整、开启;灵活,关闭紧密,箱内无异味。 油箱油阀正常,无渗漏油。 液压指示在允许范围内。 加热器正常完好。 每天记录油泵启动次数。,机构箱门平整,开启灵活,关闭紧密。 断路器在运行状态,储能电动机的电源开关或熔断器应在投入位置,并不得随意拉开。 检查储能电动机,行程开关触点无卡住和变形,分、合闸线圈无冒烟异味。 断路器在分闸备用状态时,分闸连杆应复归,分闸锁扣到位,合闸弹簧应储能。 防潮加热器良好。 运行中的断路器应每隔6个月用万用表检查熔断器情况,弹簧操作机构,电磁操作机构,机构箱门平整,开启灵活,关闭紧密。 分合闸线圈及合闸接触
15、器线圈无冒烟异味 直流电源回路接线端无松动,无铜绿或锈蚀,液压操作机构,三、高压断路器的巡视检查项目,操作机构的巡视检查,三、高压断路器的巡视检查项目,特殊巡视检查,系统或线路发生事故使断路器跳闸后: 检查有无喷油现象,油色和油位是否正常。 检查油箱有无变形等现象。 检查各部位有无松动、损坏,瓷件是否断裂等。 检查各引接线接点有无发热、熔化等。,下雪天应检查各接头处有无雪、溶雪现象,以便发现接头发热。雪天、浓雾天气,应检查套管有无严重放电闪络现象,高峰负荷时应检查各发热部位是否发热变色、示温片是否熔化脱落。,天气突变、气温骤降时,应检查油位是否正常,连接导线紧密等。,雷雨。大风过后,应检查套管
16、瓷件有无闪络痕迹、室外断路器上有无杂物、导线有无断股或松股等现象。,四、断路器的故障及事故处理,断路器的控制回路框图,电磁操作机构的断路器的控制回路和信号回路,说明:TBJ防跳继电器 HQ合闸线圈 HC合闸接触器 ZJ为自动投入装置的触点 BCJ为保护出口继电器,断路器合闸的控制回路和信号回路(跳闸后),断路器的控制回路和信号回路(合闸后),断路器跳闸的控制回路和信号回路(合闸后),断路器的控制回路和信号回路(跳闸后),四、断路器的故障及事故处理-合闸失灵,合闸失灵的原因: (1)操作不当。 (2)合闸时,线路上有故障,保护后加速动作跳闸。 (3)操作、合闸电源问题或电气二次回路故障。 (4)断路器本体传动部分和操作机构的机械故障。,处理步骤: (1)先判定是否属于故障线路,保护后加速动作跳闸。 (2)判明是否属于操作不当 (3)检查操作合闸电源电压是否过高或者过低,检查操作合闸保险是否熔断或者接触不良(弹簧、液压机构) (4)根