高低压电器讲座

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1、高低压电器,高压开关电器,开关电器直接用于正常投切和故障切除电路的电气一次设备,开关电器的分类,（一）按电压高低分类 低压：1kV及以下 高压：1kV以上,2.1 概述,（三）按功能分类 1、隔离开关类 2、负荷开关类 3、熔断器 4、断路器 5、结合型开关,（二）按安装场所分类 户内（大多数低压开关电器） 户外（110kV及以上）,二、高压断路器的类型,根据灭弧介质划分：,（一）油断路器 多油断路器油量多，带电部分与箱壳之间绝缘； 少油断路器油量少，油箱带电。,1 高压断路器,一、高压断路器的用途,1、控制作用； 2、保护作用。,（二）压缩空气断路器 一般用于220kV及以上大系统中。,（三

2、）SF6断路器 一般用于10kV及以上，多制成组合式电器。,（四）真空断路器 在10kV、35kV系统的成套配电装置中推广应用。,三、对断路器的基本要求,（1）工作可靠 （2）动作快速,（3）具有自动重合闸性能 （4）具有足够的开断能力 （5）结构简单，经济合理,四、断路器的基本参数,（1）额定电压：指断路器长时间运行能承受的正常工作电压。最高电压对10220kV的为1.15倍额定电压，对于330kV及以上为1.1倍的额定电压。 （2）额定电流 ：指断路器的触头结构和导电部分在规定环境温度下许通过的长期工作电流，其相应的发热温度不会超过国家标准。 （3）额定开断电流 ：指断路器在额定电压下能可

3、靠开断的最大短路电流的有效值。 （4）开断容量：其大小等于额定电压与额定开断电流乘积的 倍。,（5）动稳定电流:冲击短路电流作用下承受电动力的能力。其值由导电和绝缘等部件的机械强度决定。 （6）热稳定电流：断路器承受短路电流热效应的能力。用通电时间（一般取25S）和最大电流有效值来综合表示。 （7）开断时间：从操作机构跳闸线圈接通跳闸脉冲起，到三相电弧完全熄灭为止的时间长度，包括：tkd=tgf+txhtgf0.030.07s，txh0.020.05S（8）合闸时间： 从断路器合闸线圈加上电压起到断路器接通时为的时间长度。,各种类型的高压断路器 一、油断路器 绝缘油：国油10#、25#、45#

4、 分类：(按油量多少分类) 多油断路器 油的作用 散热、灭弧、绝缘（相对地、断口间） 少油断路器 油的作用 散热、灭弧、绝缘（断口间）,SN1010型少油断路器 （外形图结构图） 框架（角钢、钢板等焊接） 机械传动机构（主轴、分相轴、拉杆、轴承等） 油箱（本体） 导电回路：上出线柱静触头座瓣形触头（静触头和弧触指） 动触头导电杆滚动触头下出线座 灭弧系统：灭弧室由三聚氰胺玻璃纤维热压成的灭弧隔板构成形成：三级横吹、一级纵吹，附加机械油吹,灭弧室结构图SN10系列断路器的主要性能 可分为、等三个量级。,SW6系列断路器 串联灭弧室双断口积木式结构，型落地式 1、导电回路 接线板铝帽支持座上静触头

5、导电杆下静触头接线座导电板另一灭弧室 2、灭弧装置 灭弧筒内七块弧片和七个灭弧管，形成七个油囊， 上喷口横吹口下喷口 3、机构传动机构：准确椭圆变直机构一般用液压操动机构配套使用。,油断路器的运行维护1）断路器位置的检查。 2）油位的检查。 3）运行温度的检查。 4）套管、绝缘子的检查。 5）操作机构的检查。,二、真空断路器 （一）真空断路器的灭弧原理真空灭弧室内的压力很低，空气非常稀薄，其真空度保持在1.3310-81.3310-11Pa。真空空间内的气体稀薄，分子的自由行程大，发生碰撞的几率小，因而真空的绝缘强度高。电弧产生以后，弧柱中的带电粒子很容易向周围空间扩散，去游离特别强烈，故真空

6、的介质电强度恢复快，灭弧性能好，往往电流被强制减小到零。在电流尚未达自然过零时，电弧即已熄灭。,（二）结构,（三）真空断路器的特点 灭弧室不需检修，电气寿命长（比油断路器长50100倍），机械寿命长（一般可达12000次以上），适用于频繁操作。 真空灭弧室没有爆炸和火灾危险。 触头间开距短，绝缘性能好。如10kV级真空断路器的触头开距只有1012mm，而同电压级的少油式断路器的触头开距约为120mm。由于触头开距短，因而断路器体积小，重量轻。 灭弧性能强，燃弧时间短，动作快。一般全开断时间都小于0.1s。 熄弧后触头间隙的破坏性放电电压恢复速度快，开断性能好 真空断路器开断时没有副产品产生，也

7、不存在介质劣化问题,（四）真空断路器的产品 户内式 ZN1212（外形、介绍） ZN2812（外形、尺寸、介绍） ZN8540.5 （外形、介绍） VS112（外形、介绍） 户外式 ZW740.5 （外形、介绍） ZW812 （外形、尺寸、介绍） ZW3212 （外形、介绍）,（五）运行维护项目1 真空灭弧室 (1) 检查外观有无异常、外表面有无污损，如果绝缘外壳表面沾污，应用干布擦试干净。(2) 动静触头累积磨损厚度超过3mm，就要更换真空管。(3) 真空度的检查主要通过工频耐压法检查，在真空断路器处于开断状态下，在真空灭弧管的触头间加上规定的预防性工频试验电压1min，无异常。(4) 每一

8、次维护，都要对真空断路器的触头开距、压缩行程、三相同期性进行检查及调整。,2 高压带电部分 (1) 检查导电部分有无变色、断裂、锈蚀，固定联接部分元件有无松动，绝缘有无破损、污损。(2) 测试主回路相对地、相与相之间及绝缘提升杆的绝缘电阻应不小于规定值。(3) 断路器在分、合闸状态下分别进行主回路相对、相间及断口的交流耐压试验1min，应合格；绝缘提升杆在更换或干燥后必须进行耐压试验。(4) 测试真空灭弧室二个端之间、主回路端之间的接触电阻，应不大于规定值。,3 操作机构部分 真空断路器的操作机构一般采用电磁操作机构、电动或手动弹簧储能操作机构。(1) 检查紧固元件有无松动、各种元件是否生锈、

9、变形、损伤、更换不合格的部件、涂上防锈油。(2) 多次进行分、合闸操作试验、自由脱扣试验、通电合闸操作试验，断路器应无异常。(3) 测试电磁操作机构在12065的额定电压范围内分合闸操作无异常；30额定分闸电压进行操作时，应不得分闸。在11085的额定电压范围分、合闸内操作无异常。,三、SF6断路器 （一）SF6断路器的灭弧原理 1）SF6气体的性质一种无色、无嗅、无毒、不燃的惰性气体，分子量为空气的5.1倍，具有良好的绝缘性能和灭弧性能。在SF6的分子结构中，6个氟原子对称地均匀分布在最外层，容易吸附周围的自由电子，故SF6是一种电负性气体。开断电流时，在电弧作用下，SF6分解成氟原子、低氟

10、化合物等，能迅速地吸附电子，形成活动性不强的负离子。在电弧电流过零瞬间，迅速地去游离，再结合成SF6分子，从而弧隙破坏性放电电压恢复极快。因此，可以在封闭系统中反复使用。,2）几种SF6断路器的原理结构 SF6断路器按灭弧室的形式有压气式、旋弧式、自能式等。,SF6断路器经历了双压式-单压（压气）式-自能（热膨胀）式几个阶段。 1单压式断路器 早期的双压式已经淘汰，而单压式在国内外已形成72.5800kV系列产品。单压式断路器发展趋势是减少断口数量、提高经济效益。目前主流产品是：252kV及以下为单断口；550kV为双断口。我国西安高压开关厂和高压开关厂（平高）已开发了55OkV双断口产品（例

11、如西开LW1555O，平高LWIOB55O）。根据三峡等工程需要开发55OkV单断口、额定短路开断电流63kA等级产品。从单断口大电流看，日本（三菱、日立、东芝公司）等走在前面，1993年已开发出55OkV、63kA单断口SF6断路器，代表了当前最高水平。,2SF6自能（热膨胀）式断路器 单压式依靠灭弧室中的压气活塞快速压缩SF6气体形成压差进行吹弧，因而需要强大的操动机构，不得不采用液压或气动机构。然而，液压与气动机构结构复杂、制造工艺要求高，运行故障率较高。20世纪八九十年代人们利用电弧燃烧时产生的高温气体压力进行吹弧，缩小了压气缸直径，降低了操作功，从而可以采用弹簧储能机构提高断路器可靠

12、性。目前已在72.5245kV电压范围取得成果。但弹簧机构能量较小，断路器燃弧时间和开断时间相应延长（O.51）个半波，所以向高电压、大容量发展尚有一定困难。世界各大公司都推出自己品牌的自能式断路器，我国也吸收国外技术推出国产化新型断路器。在124O.5kV中压领域里，SF6断路器也从压气式向自能式发展，操作功小而采用弹簧操动机构。如上海华通开关厂（华通)引进的户内式BA1型开关柜（1035kV）中用的HB型断路器和西安高压电器研究所（西高所）开发的户外式LW835型等。与真空断路器相比，SF6断路器具有很低的开断过电压。,(二）SF6断路器的特点 1）绝缘性能好，使断路器结构设计更为紧凑，节

13、省空间，操作功率小，噪声小。 2）检修周期间隔时间长，寿命长，适用于频繁操作。如LN210型SF6断路器经过开断额定电流2000次，或操作6000次，或运行10年后才需检修。 3）使用安全、可靠，无火灾、爆炸危险。 4）要求密封良好，防止漏气和潮气侵入，故加工工艺和材料要求高。 5）可以发展为SF6全封闭组合电器，节省大量土地，降低投资和运行成本,（三）产品举例（高压型）,中压SF6断路器,（四）SF6断路器的运行维护运行中的巡视检查项目 1）检查断路器的外绝缘部分（瓷套）应完好，无损坏、脏污及闪络放电现象； 2）对照温度压力曲线，观察压力表指示应在规定的范围内，并定期记录压力、温度值； 3）

14、分、合闸位置指示器应指示正确，并分、合闸应到位； 4）整体紧固件应无松动、脱落； 5）储能电机及断路器内部应无异常声响； 6）断路器的分、合闸线圈应无焦味、冒烟及烧伤现象； 7）断路器接地外壳或支架接地应良好； 8）断路器外壳或操动机构箱应完整、无锈蚀； 9）断路器各件应无破损、变形、锈蚀严重等现象。,SF6断路器运行中维护的项目 1）每年对外壳锈蚀部分进行防腐处理及补漆； 2）应定期对断路器转动及传动部位作一次润滑（半年一次），并操动3次应正常； 3）每两年一次对断路器所有密封面定性检漏，不应有10-6atm.cm3/s以上的漏点存在； 4）每年应进行一次SF6气体微量水分测试，测试结果对照

15、水分温度曲线，不应超过300ppm（20）； 5）其它项目，如绝缘、操作试验等可按有关规定定期进行，试验结果应符合相关标准。,可能出现故障的分析及检修 1、 漏气分析及处理（密度继电器发信号） 1） 密度继电器发信号密度继电器动作值出现误差，误发信号，对其进行调整或更换；二次接线出现故障，找出错点，改正接线；断路器本体漏气，找出漏气原因，再作针对处理。 2） 当SF6气体正常渗漏至密度继电器发信号时，可按SF6气体压力温度曲线进行补气，使其达到额定压力；补气时可在带电运行状态下进行。 3） 当SF6气体压力迅速下降或出现零表压时，应立即退出运行；并分析是否是由于下列原因造成漏气：,焊接件质量有

16、问题，焊缝漏；铸件表面漏气（有针孔或砂眼）；密封圈老化或密封部位的螺栓、螺纹松动；气体管路连接处漏气；压力表或密度继电器漏气，应予以更换。 找出具体漏气原因，在制造厂家协助下进行检修。 注：当运行中断路器发生严重泄漏故障时，运行或检修人员需要接近设备时，要注意从上风方向接近，必要时应戴防毒面具，穿防护衣，并应注意与带电设备的安全距离。,2、拒合或合闸速度偏低 1）合闸铁芯行程小，吸合到底时，定位件与滚轮不能解扣，调整铁芯行程； 2）连续短时进行合闸操作，使线圈发热，合闸力降低； 3）辅助开关未转换或接触不良，要进行调整，并检查辅助开关的触点是否有烧伤，有烧伤要予以更换； 4）合闸弹簧发生永久形

17、变，合闸功不足； 5）合闸线圈断线或烧坏，应更换； 6）合闸铁芯卡住，应检查并进行调整，使其运动灵活； 7）扇形板未复位或与半轴的间隙过小（小于1mm），原因是分闸不到位或调整不当，应重新调整； 8）扇形板与半轴的扣接量过小，应调整在24mm范围内，或扇形板与半轴扣接处有破损应予以更换； 9）合闸定位件或凸轮上的滚轮热处理硬度偏低，有变形现象，应予以更换； 10） 机构或本体有卡阻现象，要进行慢动作检查或解体检查，找出不灵活部位重新装调； 11）分闸回路串电，即在合闸过程中，分闸线圈有电流（其电压超过30%额定操作电压），分闸铁芯顶起，此时应检查二次回路接线是否有错，并改正错误； 12） 电源压降过大，合闸线圈端电压达不到规定值，此时应调整电源并加粗引线； 13） 控制回路没有接通，要检查何处断路，如线圈的接线端子处引线未压紧而接触不良等，查出问题后进行针对性处理。,