最新断路器原理及应用课程幻灯片

1、开关电器,开关电器介绍 断路器介绍 断路器的分类 高压断路器主要参数 电弧与熄弧原理 断路器出现的常见故障 SF6气压降应采取的措施 交流断路器用于直流电路,开关电器介绍,1按安装场所：户内式和户外式 户内式：装在建筑物内，一般工作在35kV及以下的电压等级 户外式：适用于安装在露天，一般工作在35kV及以上的电压等级。 2.按功能：断路器、隔离开关、负荷开关、自动重合器、自动分段器 1断路器。用来断开或关合正常工作电流，也断开过负荷电流或短路电流的开关电器称为断路器。 2. 隔离开关。隔离开关是一种主要用于检修时隔离电压或运行时进行倒闸操作的开关电器。 3. 负荷开关。负荷开关是一种能在正常情况下开断和关合工作电流的开关电器，也可以开断过负荷电流，但不能开断短路电流。因此，一般情况下要与熔断器配合使用。 4. 自动重合器。自动重合器是一种具有保护和控制功能的配电开关电器。 5. 自动分段器。自动分段器是配电网中用来隔离线路区段的自动开关设备。,断路器介绍,定义：高压断路器是电力系统重要设备之一，是一次电力系统中控制和保护电路关键设备，其最大特点就是开断负荷电流和短路电流。当系统中出现

2、严重故障时，最终要通过继电保护装置使断路器跳闸来对故障进行切除，以维护系统稳定。 作用：它的主要功能是：正常运行时，断开和闭合正常工作电流，接通或断开工作电路改变电力系统运行方式，起控制作用；当 电力系统发生故障时，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,起保护作用。 工作特点：瞬时地从导电状态变化绝缘状态，瞬时地从绝缘状态变为导电状态。,断路器介绍,高压断路器由五个部分组成： 通断元件，中间传动机构，操动机构，绝缘支撑件以及基座。 通断元件：是断路器的核心部分，由触头、导电部分、灭弧介质、灭弧室组成； 操动机构：是使断路器分闸、合闸并将断路器保持在合闸位置的设备； 中间传动机构：用来将操动机构与通断元件联系起来的设备； 绝缘支撑件：保证了带电部分与地的绝缘； 基座：,断路器介绍,通断元件,中间传动机构,绝缘支撑件,操动机构,基座,操动机构,真空断路器,断路器介绍,断路器的分类目前我国断路器型号根据国家技术标准的规定，一般由文字符号和数字按以下方式组成： 其代表意义为： 产品字母代号，用下列字母表示：S少油断路器；D多油断路器；K空气断路器；L

3、六氟化硫断路器；Z真空断路器；Q产气断路器；C磁吹断路器。 装置地点代号；N户内，W户外。 设计系列顺序号；以数字1、2、3表示。 额定电压，KV。 其它补充工作特性标志，G改进型，F分相操作。 额定电流，A。 额定开断电流，KA。 特殊环境代号。,断路器介绍,1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。 2装置地点代号：N户内式；W户外式。 3设计系列顺序号；以数字1、2、3表示 4额定电压，k V 5其它补充工作特性标志：G改进型；F分相操作。 6额定电流 A 7额定开断电流 kA 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3000A，开断容量750kA。,断路器的分类,根据断路器使用的灭弧介质，可以分为以下几种类型 1油断路器 以绝缘油为灭弧介质，触头在绝缘油中开断,有多油断路器和少油断路器两种形式。 2空气断路器 以压缩空气作为灭弧介质，利用高压力的空气来吹弧的断路器,这种介质防火、防爆、无毒、无腐蚀性、取用方便。 3六氟化硫

4、断路器 用具有优良灭弧能力和绝缘能力的SF6气体作为灭弧介质，具有开断能力强、动作快、体积小等优点，但金属消耗多，价格较贵。 4真空断路器指触头在真空中开断，利用真空作为绝缘和灭弧介质的断路器。开断能力强、开断时间短、体积小、占用面积小、无噪声、无污染、寿命长，可以频繁操作，检修周期长。 此外，还有磁吹断路器和自产气断路器，它们具有防火防爆，使用方便等优点。但是一般额定电压不高，开断能力不大，主要用作配电用断路器。,断路器的分类,断路器的分合操作是依靠操作机构来实现，根据操作机构能源形式的不同，操作机构可分为： 1、电磁机构，指利用电磁力实现合闸的操作机构。 2、弹簧机构，指利用电动机储能，依靠弹簧实现分合闸的操作机构。 3、液压机构，指以高压油推动活塞实现分合闸的操作机构。 4、气动机构，指以高压力的压缩空气推动活塞实现分合闸的操作机构。 5、操作机构还有组合式的，例如气动弹簧机构是由气动机构实现合闸，由弹簧机构分闸。操作机构一般为独立产品，一种型号的操作机构可以配几种型号的断路器，一种型号的断路器可以配几种型号的操作机构。下面就不同灭弧介质的断路器和不同型式操作机构分别介绍断路器在

5、运行时最常见的故障，以及原因分析。,断路器的分类,油断路器概述 以密封的绝缘油作为开断故障的灭弧介质的一种开关设备，有多油断路器和少油断路器两种形式；它较早应用于电力系统中，技术已经十分成熟，价格比较便宜，广泛应用于各个电压等级的电网中。 结构特点： 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。 其绝缘油既是灭弧介质，又是主要的绝缘介质。 少油断路器：结构简单，制造方便，可配用各种操动机构。其绝缘油主要作为灭弧介质 技术性能特点 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；开断速度较慢； 少油断路器：开断电流大，全开断时间较短。 运行维护特点 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。 少油断路器： 运行经验丰富，易于维护；噪声低；油质容易劣化；需配油处理装置。,断路器的分类,油断路器 多油式断路器 多油式断路器是以绝缘油为灭孤介质及主要绝缘介质的高压断路器，其结构简单、工艺要求低、但体积大、用钢材和绝缘油都比较多，在电压较高时尤其如此，所以已经逐渐被少油式断路器或空气断路器所代替。,少油式断路器,1-油气分离器 2

6、-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,断路器的分类,多油断路器,少油断路器,少油断路器,灭弧 以开断电路为例，过程可分为： （1）动、静触头分离的瞬间在触头之间产生电弧。 （2）绝缘油在电弧的高温作用下，被迅速蒸发和分解成油蒸汽和其他气体，在电弧周围形成混合气泡。 （3）气体被密封在灭弧室内，使灭弧室内压力不断增高，电弧中游离质点的浓度增加，增强了复合，加强了去游离作用。由于温度和压力差，气泡内产生剧烈的扰动，加强了对弧柱的冷却作用。 （4）随着触头间距的增大，电弧被拉长，在电弧电流过零时，断口间的介质强度很快恢复，使电弧熄灭。 结论：油断路器是一种自能式断路器，即是利用电弧本身的能量来熄灭电弧。 采用各种类型的灭弧装置，可提高介质强度的恢复速度，缩短燃弧时间。如横吹灭弧室、纵吹灭弧室以及纵横吹灭弧室等。,除了35k V的多油断路器仍然在少量生产和使用外，其余电压等级的多油断路器已停止生产。一般用于偏远的、经济落后的地区。以DW8-35型断路器为典型代表。,DW8-

7、35型多油断路器,断路器采用三相分箱式结构，三相及操动机构装在一个公共支架上。 每相由高压电容套管、套管式电流互感器、静触头、灭弧室、导电横梁、提升杆、传动机构、油箱、框架和操动机构组成。各相分别装在单独的油箱盖上，每相两个断口，每个断口由一个电容套管和灭弧室组装而成。采用纵横吹灭弧。 电流互感器在电容套管芯外并固定于油箱盖上，每台断路器可附装612个套管式电流互感器。 三相的触头传动系统用拉杆连在一起，由一个操动机构进行联动操作。操动机构利用直流电磁铁进行合、分闸操作，也可手动分闸。 操动机构箱采用三开门结构，箱内装有电磁操动机构、直流接触器、保护合闸线圈的熔断器、接线端子、电缆出线盒等。箱外装有紧急手动分闸手柄。,高压断路器的结构,接地金属箱型,绝缘子支持型,DW8-35型多油断路器,接地金属箱型结构示意图,金属箱,断口,操动机构,绝缘套管,油断路器结构类型：少油断路器户内式 少油断路器一般在110kV及220kV电压等级中少量使用。按安装地点分为户内式和户外式两种。,户内式少油断路器由框架、传动系统和箱体三部分组成 框架上装：分闸弹簧31、支持绝缘子30、分闸限位器28和合闸缓冲

8、器25。 传动系统：包括转轴27和绝缘拉杆29。 箱体中部装：灭弧室，采用纵横吹和机械油吹联合作用的灭弧装置，通常为三级横吹，一级纵吹。 箱体的下部：球墨铸铁制成的基座22，基座内装有转轴、拐臂和连板组成的变直机构，变直机构连接导电杆。 基座下部：装有分闸油缓冲器23和放油螺栓24，分闸油缓冲器在分闸时起缓冲作用，吸收分闸终了时的剩余能量。 导电回路：电流由上接线座5引入，经过静触头7、导电杆20和滚动触头19，从下接线座18引出。 当断路器分、合闸时，操动机构通过主轴、绝缘拉杆和基座内的变直机构，使导电杆上下运动，实现断路器的分、合闸。,户内式SN10-10断路器,SW2-63型少油断路器,绝缘子支持型结构示意图,油断路器结构类型：少油断路器户外式,开断元件,支持瓷瓶,操动机构,油断路器结构类型：少油断路器户外式,断路器的积木组合方式,断路器的积木组合方式示意图,SW2-110型少油断路器 每相单柱双断口,油断路器结构类型：少油断路器户外式 户外式少油断路器由底座、支柱绝缘子，传动系统，触头系统，灭弧系统，缓冲器及油位指示器等部分组成。,断路器各断口单元均为标准结构，每柱由底架、支柱

9、瓷套、中间传动机构和两个断口组成，呈“Y”型布置。 底架：由型钢焊接而成，上面装有传动拐臂、油缓冲器和合闸保持弹簧。 支柱瓷套：采用弹簧卡固固定，构成对地绝缘，内有绝缘油和提升杆。 中间传动机构：位于支柱瓷套上部的三角箱内。 灭弧室：主体是一个高强度环氧玻璃钢筒，它起压紧保护灭弧室瓷套的作用，也作为开断时高压力的承受件，筒内放有隔弧板，组成多油囊的纵吹灭弧室。为了均衡电压分布，在各断口上并联有均压电容器。 触头座内装有压油活塞，以提高开断小电流的性能。导电部分装有铜钨合金触头、触指、保护环，以提高开断能力，延长使用周期。 每相断路器配用一台液压操动机构操动，由电气实现三相机械联动。,油断路器的使用知识,1.检查和维护 工程交接验收时应检查：断路器固定牢靠，外表清洁完整；电气连接可靠且接触良好；无渗油现象，油位油色正常；断路器及其操动机构的联动正常，无卡阻现象；分、合闸指示正确；调试操作时，辅助开关动作准确可靠，触点无电弧烧损；瓷套完整无缺，表面清洁；油漆完整，相色标志正确，接地良好。 正常运行时应检查：油色、油位正常，本体各充油部位不应有渗漏；瓷套管清洁，无破损裂纹、放电痕迹；各连接头接触良好，无发热松动；绝缘拉杆及拉杆绝缘子完好无缺；分、合闸机构指示正确；操动机构箱盖关闭严密；分合闸线圈无焦臭味，二次线部分无受潮、锈蚀现象。,油断路器的使用知识,2.检修 检修周期：油断路器一般每34年进行一次大修，新安装的断路器在投运一年后应进行一次大修。 大修项目：断路器的外部检查及修前试验，放油；导电系统和灭弧单元的分解检修；绝缘支撑系统(支持瓷套等)的分解检修；变直机构和传动机构的分解检修；基座的检修；更换密封圈、垫；操动机构的检修；复装及调整试验(包括机械特性试验和电气、绝缘试验)；除锈刷漆，绝缘油处理注油或换油；清理现场，验收。 小修项目：断路器外部的检查和清洁，渗漏油处理；消除运行中发现的缺陷；检查外部传动机构和弹簧等；检查所有螺栓、螺帽、开口销；清扫检查操动机构，加润滑油；预防性试验。 临时性检修：当发现断路器有危及安全运行的缺陷时（如回路电阻严重超标、接触部位有明显过热，多油断路器介质损耗因数值超标，少油断路器直流泄漏电流值超标，严重漏油等）

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