高压电工培训 高、低压设备

高压断路器 操作机构 高压隔离开关 高压负荷开关 高低压熔断器 低压自动开关,高、低压设备,高压断路器,一、 高压断路器的用途,高压断路器是高压电器中最重要的设备，是一次电力系统中控制和保护电路的关键设备。它在电网中的作用有两方面： 第一，是控制作用，即根据电力系统的运行要求，接通或断开工作电路； 第二，是保护作用，当系统中发生故障时，在继电保护装置的作用下，断路器自动断开故障部分，以保证系统中无故障部分的正常运行。,二、高压断路器的基本要求,断路器在电力系统中承担着非常重要的任务，不仅能接通或断开负荷电流，而且还能断开短路电流。因此，断路器必须满足以下基本要求。 （1）工作可靠； （2）具有足够的开断能力； （3）具有尽可能短的切断时间。 （4）具有自动重合闸性能 （5）具有足够的机械强度和良好的稳定性能 （6）结构简单、价格低廉,三、高压断路器的分类,1.按安装地点分类 高压断路器按安装地点可分为屋内式和屋外式两种 。 2.按所采用的灭弧介质分类 （1）油断路器（多油断路器和少油断路器） （2）压缩空气断路器 （3）真空断路器 （4）SF6断路器,四、高压断路器的结构特点,1. 结构特点 （1）多油断路器。 结构简单，制造方便，便于在套管上加装电流互感器，配套性强；耗钢、耗油量大、体积大、重量重；属自能式灭弧结构。 （2）少油断路器。 结构简单，制造方便，可配用各种操动机构；比多油断路器油量少、重量轻；采用积木式结构，便于制成各种电压等级产品。 （3）压缩空气断路器。 结构比较复杂，工艺和材料要求高；有色金属消耗量大、价格高；需要装设专用的空气压缩系统；操动机构与断路器合为一体；体积和重量比较轻。,四、高压断路器的结构特点,（4）真空断路器。 灭弧室材料及工艺要求高；体积小、重量轻；触头不易氧化；灭弧室的机械强度比较差，不能承受较大的冲击振动。 （5）六氟化硫断路器。 结构简单，工艺及密封要求严格，对材料要求高；体积小、重量轻；用于封闭式组合电器时，可大量节省占地面积。,五、高压断路器的技术特点,2.技术性能特点 （1）多油断路器。 额定电流不易做得很大；开断小电流时，燃弧时间较长；开断电路的速度较慢；油量多，有发生爆炸和火灾的危险性。 （2）少油断路器。 开断电流大，10kV等级可通过加并联回路以提高额定电流；110kV及以上电压等级时采用积木结构；全开断时间较短；增加压油活塞装置加强机械油吹后，提高开断小电流的能力；存在火灾危险。 （3）压缩空气断路器 额定电流和开断电流都可以做得很大，适合开断大容量电路；动作快，全开断时间短；快速自动重合闸时断流容量不降低；无火灾危险。,五、 高压断路器的技术特点,（4）真空断路器。 可连续多次操作，开断性能好；灭弧 迅速，开断时间短；开断电流及断口电压不易做得很高；无火灾危险；开距小，约为同等电压油断路器触头开距的1/10左右；所需操作能量小；开断时产生的电弧能量小；灭弧室的机械寿命和电气寿命都很高。 （5）六氟化硫断路器。 额定电流和开断电流都可以做得很大；开断性能好，适合于各种工况开断；SF6气体灭弧、绝缘性能好，故断口电压可做得较高；断口开距小。,六、 高压断路器的运行维护特点,3 . 运行维护特点 （1）多油断路器。 运行维护简单；噪声低；检修周期 短；需配备一套油处理装置。 （2）少油断路器。 运行经验丰富，易于维护；噪声低；油质容易劣化；需配备一套油处理装置。 （3）压缩空气断路器。 维修周期长；噪声较大；无火灾危险；需要一套压缩空气装置作为气源；运行费用大。 （4）真空断路器。 运行维护简单，灭弧室不需要检修；噪声低；运行费用低；无火灾和爆炸危险。 （5）六氟化硫断路器。维护工作量小； 噪声低；检修周期长；运行稳定，安全可靠，寿命长；可频繁操作。,七 高压断路器的技术参数,1额定电压（UN） 2最高工作电压 3. 额定电流（N） 4额定开断电流（N br） 5额定断流容量（SNbr） 6关合电流（iNcl） 7动稳定电流（ies） 8热稳定电流（it） 9全开断（分闸）时间（tkd） 10合闸时间 11操作循环,七 高压断路器的技术参数,1额定电压（UN） 额定电压是指断路器长时间运行时能承受的正常工作电 压。它不仅决定了断路器的绝缘水平，而且在相当程度上决定了断路器的总体尺寸。 2最高工作电压 由于电网不同地点的电压可能高出额定电压10左右， 故制造厂规定了断路器的最高工作电压。对于220kV及以下设备，其最高工作电压为额定电压的1.15倍；对于330kV的设备，规定为1.1倍。,七、 高压断路器的技术参数,3. 额定电流（N） 额定电流是指铭牌上标明的断路器可长期通过的工作电 流。断路器长期通过额定电流时，各部分的发热温度不会超过允许值。额定电流也决定断路器触头及导电部分的截面。 4额定开断电流（N br） 额定开断电流是指断路器在额定电压下能正常开断的最大短路电流的有效值。它表征断路器的开断能力。开断电流与电压有关。当电压不等于额定电压时，断路器能可靠切断的最大短路电流有效值，称为该电压下的开断电流。当电压低于额定电压时，开断电流比额定开断电流有所增大。,七、 高压断路器的技术参数,5额定断流容量（SNbr） 额定断流容量也表征断路器的开断能力。在三相系统中，它和额定开断电流的关系为 式中 UN为断路器所在电网的额定电压，Nbr为断路器的额定开断电流，由于UN不是残压，故额定断流容量不是断路器开断时的实际容量。 6关合电流（iNcl） 保证断路器能关合短路而不致于发生触头熔焊或其它损 伤，所允许接通的最大短路电流。,七、高压断路器的技术参数,7动稳定电流（ies） 动稳定电流是指断路器在合闸位置时，允许通过的短路电 流最大峰值。它是断路器的极限通过电流，其大小由导电和绝 缘等部分的机械强度所决定，也受触头的结构形式的影响。 8热稳定电流（it） 热稳定电流是指在规定的某一段时间内，允许通过断路器 的最大短路电流。热稳定电流表明了断路器承受短路电流热效 应的能力。,七、 高压断路器的技术参数,9全开断（分闸）时间（tkd）,全开断时间是指断路器接到分闸命令瞬间起到各相电弧完全熄灭为止的时间间隔，它包括断路器固有分闸时间tgf和燃弧时间th，即 tkd=tgf+th,七、 高压断路器的技术参数,断路器固有分闸时间是指断路器接到分闸命令瞬间到各相触头刚刚分离的时间；燃弧时间是指断路器触头分离瞬间到各相电弧完全熄灭的时间。,七、 高压断路器的技术参数,全开断时间tkd是表征断路器开断过程快慢的主要参数。tkd越小，越有利于减小短路电流对电气设备的危害、缩小故障范围、保持电力系统的稳定。,七、 高压断路器的技术参数,10合闸时间 合闸时间是指从操动机构接到合闸命令瞬间起到断路器接通为止所需的时间。合闸时间决定于断路器的操动机构及中间传动机构。一般合闸时间大于分闸时间。 11操作循环 操作循环也是表征断路器操作性能的指标。 自动重合闸操作循环：分合分t合分 非自动重合闸操作循环：分t合分t合分上二式中 分分闸操作； 合分合闸后立即分闸的动作； 无电流间隔时间，标准值为0.3s或0.5s； t强送电时间，标准时间为180s。,八、 高压断路器的型号,第一单元是产品字母代号：S少油断路器；D多油断路器； K空气断路器；L六氟化硫断路器；Z真空断路器； Q自产气断路器；C磁吹断路器。 第二单元 是装设地点代号：N户内式；W户外式。 第三单元 是设计序号。 第四单元 是额定电压，kV。 第五单元 是补充工作特性标志：G改进型；F分相操作。 第六单元 是额定电流，A。 第七单元 是额定开断电流，kA。,八、 高压断路器的型号,例如：型号为SN1010/3000-750的断路器，其含义表示为：少油断路器、户内式、设计序号10，额定电压10kV，额定电流3000kA，开断容量750MVA。,九、 SN1010型少油断路器的结构,是一种性能良好的户内用少油式断路器，在610kV系统中获得广泛应用。它可配用手动、弹簧或电磁操动机构，可以配装成固定式或手车式开关柜。,九、 SN1010型少油断路器的结构,1-油气分离器 2-上出线座 3-灭弧室 4-绝缘筒 5-动触头杆 6-紫铜滚轮 7-下出线座 8-塞杆 9-基座 10-主轴 11-绝缘拉杆 12-分闸弹簧 13-瓣形静触头,断路器操作机构,一、 断路器的操动机构的分类,操动机构是带动高压断路器传动机构进行合闸和分闸的 机构。 依断路器合闸时所用能量形式不同，操动机构可分以下 几种。 （1）手动机构（CS型）指用人力进行合闸的操动构。 （2）电磁机构（CD型）指用电磁铁合闸的操动机构。 （3）弹簧机构（CT型） 指事先用人力或电动机使弹簧储能实现合闸的弹簧合闸操动机构。,一、断路器的操动机构的分类,（4）电动机机构（CJ型）用电动机合闸与分闸的操动机构。（5）液压机构（CY型）指用高压油推动活塞实现合闸与分 闸的操动机构。 （6）气动机构（CQ型）指用压缩空气推动活塞实现合闸与 分闸的操动机构。,二、 断路器操动机构的基本要求,（1）具有足够的操作功率。在操作合闸时，操动机构要 输出足够的操作功，以克服机械力和电动力使断路器可靠合闸，并保证有足够的合闸速度。 （2）具有维持合闸的装置。由于操动机构需要很大的合闸功，所以操动机构是按短时间提供合闸能量来设计的。因此，操动机构中必须有维持合闸的装置 （3）具有尽可能快的分闸速度。操动机构应具备电动和手动分闸功能。当接到分闸命令后，断路器应尽可能快速分闸，并能满足灭弧性能的要求。,二、断路器操动机构的基本要求,（4）具有自由脱扣装置。所谓自由脱扣，是指在断路器合闸过程中如操动机构又接到分闸命令，则操动机构不应继续执行合闸命令而应立即分闸。 （5）具有“防跳跃”功能。当断路器关合有短路故障电路时，断路器将自动分闸。此时若合闸命令还未解除，则断路器分闸后将再次合闸，接着又会分闸。这样，断路器就可能连续多次合分短路电流，这一现象称为“跳跃”。“跳跃”对断路器以及电路都有很大危害，必须加以防止。 （6）具有自动复位功能。断路器分闸后，操动机构应能自动地回复到准备合闸的位置。 （7）具备工作可靠、结构简单、体积小、重量轻、操作方便、价格低廉等特点,三、 CD型电磁操动机构,电磁操动机构是用电磁铁将电能变成机械能作为合闸动力。优点：结构简单，工作可靠，能用于自动重合闸和远距离操作。缺点：合闸线圈消耗的功率太大，机构结构笨重，合闸时间长。 CD10型电磁操动机构，主要用来操作35kV及以下的少油断路器。CD10型是一种户内壁挂式电磁操动机构。由自由脱扣机构、维持机构、电磁系统和缓冲系统等组成。可以电动合闸、手动合闸、非正常手动合闸，也可以进行自动重合闸。 操动电源采用直流220V或110V。,三、 CD型电磁操动机构, 合闸过程 合闸前，依托支撑杆19使连杆2和3处于“死点”位置，如（a）图，两杆基本上成一直线。当合闸线圈通电时，铁芯向上运动，推动滚轮（轴10）上行，通过四连杆机构使主轴16转动90°，带动传动杆，使断路器合闸。同时，分闸弹簧被拉神、储能，如图（b）所示。图（c）为合闸铁芯终了时的位置。线圈断电后，铁芯落下，托架复位，滚轮被支撑在支架的圆弧面上，完成了合闸全过程，如图（d）所示。, 自动分闸动作 图（e）所示为分闸过程，当分闸线圈通电时，分闸铁芯向上冲撞，将连杆2和3撞离“死点”位置，在断路器分闸弹簧力的作用下，使滚轮脱离托架下落，主轴16反时针转动90°，完成分闸动作。, 手动分闸动作 用手撞击分闸铁芯，即可实现手动分闸，机构的动作过