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《高压设备介绍》ppt课件.ppt

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    • 高压设备介绍 设计部:刘菊秀,目录,高压断路器 高压开关 高压电缆头处理 继电保护,一 高压断路器 功能:不仅能通断正常的负荷电流,而且能接通和承受一定时间的短路电流,并能在保护装置作用下自动跳闸,切断短路故障 分类:高压断路器按其采用的灭弧介质可分为:油断路器(OCB),真空断路器(VCB),六氟化硫(GCB),压缩空气断路器,磁吹断路器等,断路器的全型号和含义如下: 1.油断路器(OCB) 油断路器的静触头和动触头均浸泡在绝缘油里,通断电路时,依靠电弧产生的热量使灭弧装置内的绝缘油压力升高,从而吹灭触头之间产生的电弧1)高压少油断路器(SW、SN型) 一般6kV~35kV户内配电装置中主要采用的高压少油断路器是 我国统一设计、推广应用的一种新型少油断路器按其断流容量(Soc)分有I、II、Ⅲ型断流容量SN10-10I型Soc为300MVA;SN10-10Ⅱ型Soc为500MVA;SN10-10Ⅲ型Soc为750MVA 图1和图2分别是SNl0-10型高压少油断路器的外形结构和油箱内部结构图图2 少油断路器内部剖面结构 1—铝帽 2—油气分离器 3—上接线端子 4-油标 5-静触头 6-灭弧室 7-动触头 8-中间滚动触头9-下接线端子 10-转轴 11-拐臂 12-基座13-下支柱瓷瓶 14-上支柱瓷瓶 15-断路弹簧16-缘筒 17-逆止阀 18-绝缘油,图1 SN10-10型少油断路器 外形结构 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,这种断路器的导电回路是:上接线 端子——静触头——动触头(导电杆) ——中间滚动触头——下接线端子,(2) 工作及灭弧原理 1)合闸时经操动机构和传动机构将导电杆插入静触头来接通电路。

      2)分闸或自动跳闸时,导电杆向下运动并离开静触头,产生电弧;电弧的高温使油分解形成气泡,使静触头周围的油压骤增,压力使逆止阀上升堵住中心孔,致使电孤在封闭的空间内燃烧,灭弧室内的压力迅速增大同时,导电杆迅速向下运动,产生的油气混合物在灭弧室内的一、二、三道灭弧沟和下面的纵吹油囊中对电弧进行强烈地横、纵吹;下部的绝缘油与被电弧燃烧的油迅速对流,对电弧起到油吹弧和冷却的作用由于上述灭弧方法的综合作用,使电弧迅速灭图3为灭弧室的灭弧过程示意图特点 : 少油断路器的油量少,绝缘油只起灭弧作用而无绝缘功能,结构简单,体积小,重量轻用于不需频繁操作和不要求高速开断的电网中 注:在通电状态下,油箱外壳带电,必须与大地绝缘,人体不能触及但燃烧爆炸的危险性小在运行时,要注意观察油标,以确定绝缘油的油量,防止因油量的不足使电弧无法正常熄灭而导致的油箱爆炸事故的产生 2)SNl0—10型断路器可配用CS2型手动操动机构、CD型电磁操动机构或CT型弹簧操动机构图3 灭弧室灭弧过程示意图 1-静触头 2-吸弧钢片 3-横吹灭弧沟 4-纵吹灭弧囊 5-电弧 6-动触头,2.真空断路器(VCB) (1)特点:高压真空断路器是利用“真空”作为绝缘和灭弧介质,其触 头装在真空灭弧室内。

      具有体积小、质量轻、动作快、开断能力强、寿命长、安全可靠和便于维护和检修等优点是实现无油化改造的理想设备因此,虽然价格较贵,在要求频繁操作和高速开断的场合,尤其是安全要求较高的工矿企业、住宅区、商业区等被广泛采用 (2)分类: 根据其结构分有落地式、悬挂式、手车式三种形式;按使用场合分有户内式和户外式 (3)ZN3-10型真空断路器的外形结构如图4所示,图4 ZN3-10型真空断路器外形 1-上接线端子(后出线) 2-真空灭弧室 3-下接线端子(后出线) 4-操动机构箱 5-合闸电磁铁 6-分闸电磁铁 7-断路弹簧 8-底座,图5 真空断路器灭弧室结构 1一静触头 2一动触头 3一屏蔽罩 4一波纹管 5一与外壳封接的金属法兰盘 6一波纹管屏蔽罩 7一绝缘外壳,1)组成 ① 真空灭弧室 真空灭弧室由圆盘状的动静触头、屏蔽罩、波纹管屏蔽罩、绝缘外壳(陶瓷或玻璃制成外壳)等组成 ② 操动机构 可配用CD系列电磁操动机构或CT系列弹簧操动机构 ③ 绝缘体传动件 ④ 底座 2)工作原理 在触头刚分离时,触头间只产生真空电弧电弧的温度很高,使金属触头表面产生金属蒸气,由于触头的圆盘状设计使真空电弧在主触头表面快速移动,其金属离子在屏蔽罩内壁上凝聚,以致电弧在自然过零后极短的时间内,触头间隙又恢复了原有的高真空度。

      因此,电弧暂时熄灭,触头间的介质强度迅速恢复;电流过零后,外加电压虽然很快恢复,但触头间隙不会再被击穿,真空电弧在电流第一次过零时就能完全熄灭,M-G VCB 規格表,3. 六氟化硫(SF6)断路器(GCB) (1)SF6气体的特性: 是—种无色、无味、无毒且不易燃的惰性气体,兼有灭弧和绝缘功能 在150℃以下时,其化学性能相当稳定 1)由于SF6中不含碳(C)元素,对于灭弧和绝缘介质来说,具有极为优越的特性前面介绍的油断路器是用油作为灭弧和绝缘介质,而油在电弧高温作用下要分解出C,使油中的含碳量增高,降低了油的绝缘和灭弧性能,油断路器在运行中需要经常监视油色,适时分析油样,必须时要更换新油SF6就无此麻烦 2)SF6不含氧(O)元素,因此不存在触头氧化问题,所以其触头磨损少,使用寿命长 3)SF6具有优良的电绝缘性能,在电流过零时,电弧暂时熄灭后,SF6能迅速恢复绝缘强度,从而使电弧很快熄灭4)在电弧的高温作用下,SF6会分解出氟(F2),具有较强的腐蚀性和毒性,且能与触头的金属蒸汽化合为—种具有绝缘性能的白色粉末状的氟化物,因此,SF6断路器的触头一般都设计成具有自动净化的作用这些氟化物在电弧熄灭后的极短时间内能自动还原。

      对残余杂质可用特殊的吸附剂清除,基本上对人体和设备没有什么危害 (2)六氟化硫(SF6)断路器特点: 利用SF6气体作灭弧和绝缘介质,断流能力强,灭弧速度快,检修周期长,适于频繁操作,且没有燃烧爆炸危险但是,SF6断路器的要求加工精度高,密封性能要求严,价格相对昂贵 (3)类型: 按SF6断路器灭弧方式分,有双压式和单压式两类双压式具有两个气压系统,压力低的作为绝缘,压力高的作为灭弧单压式只有一个气压系统,灭弧时,SF6的气流靠压气活塞产生单压式结构简单我国生产的LNl、LN2型为单压式4) LN2-10型高压SF6断路器的外形结构如图6所示,其绝缘筒内灭弧室的剖面图和工作原理如图7所示 1)组成 绝缘筒和灭弧室 操动机构箱 主要采用弹簧、液压操动机构 固定用小车 2)工作原理 断路器的静触头和灭弧室中的压气活塞是相对固定的当跳闸时,装有动触头和绝缘喷嘴的汽缸由断路器的操动机构通过连杆带动离开静触头,电弧在动、静触头间产生,汽缸和活塞的相对运动压缩SF6气体并使之通过绝缘喷嘴吹出,用吹弧法来迅速熄灭电弧图7 SF6高压断路器灭弧室 1-静触头 2-绝缘喷嘴 3-动触头 4-汽缸 5-压气活塞 6-电弧,图6 LN2-10高压SF6断路器 1-上接线端子 2-绝缘筒 3-下接线端子 4-操动机构箱 5-小车 6-断路弹簧,,二 高压开关 1. 隔离开关(DS) 由于没有专门灭弧装置,因此不允许带负荷操作。

      (1)功能: 1)主要是隔离高压电源,以保证其他设备和线路的安全检修 其特点:断开后有明显的断开间隙而且断开间隙的绝缘及相间绝缘都足够可靠,能保证人身和设备的安全 2)允许通断一定的小电流(如励磁电流不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路及电压互感器和避雷器电路) 3 )隔离开关一般与高压断路器配合使用,并且要严格遵守操作顺序, 即停电时应先使断路器跳闸,然后再拉开隔离开关;送电时先合上隔 离开关,再闭合断路器如下图8,,内桥:高压断路器QF10跨接路断路器QF11和QF12的内侧 优点:运行灵活性好,供电可靠性高 若WL1故障,图8 内桥式接线的总降压变电所主接线图,(2)分类 隔离开关按使用地点分为室内式和室外式,一般配电用隔离开关大多采用闸刀垂直转动式隔离开关图9为GN8-10型户内式高压隔离开关的外形;图10为CW2-35型户外式高压隔离开关的外形图9 GN8—10/600型高压隔离开关,1上接线端子,2静触头,3闸刀,4绝缘套管,5下接线端子,6框架, 7转轴,8拐臂,9升降瓷瓶,10支柱瓷瓶,户外高压隔离开关常用的有GW4、GW5、和GW1等系列为了熄灭小电流电弧,该隔离开关安装有灭弧角条。

      采用的是三柱式结构 1-角钢架 2-支柱瓷瓶 3-旋转瓷瓶 4-曲柄 5-轴套6-传动装置 7-管形闸刀 8-工作动触头 9、10-灭弧角条 11-插座 12、13-接线端 14-曲柄传动机构 图10 CW2-35 型户外式隔离开关,带有接地开关的隔离开关 (1)功能:接地隔离开关 用来进行电气设备的短接、连锁和隔离,一般是用来将退出运行的电气设备和成套设备部分接地和短接 (2)作用 :接地开关 用于将回路接地的一种机械式开关装置在异常条件(如短路下),可在规定时间内承载规定的异常电流;在正常回路条件下, 不要求承载电流大多与隔离开关构成一个整体,并且在接地开关和隔离开关之间有相互连锁装置 (3)图 11 所示为西门子公司产品3CJ1户内高压接地隔离开关的外形图它是一种多用途,可模块化配置的高压电气设备,可以配置接地开关、熔断器等设备,成为一个多功能的装置图 12 是该公司的另一种户内高压接地隔离开关3D型的外形图它用于12KV~36KV的室内高压供配电线路上,可采用手动操动机构或电动操动机构进行操作图11 3CJ1接地隔离开关,图12 3D型接地隔离开关,(3)高压隔离开关全型号含义如下: 如型号是GN22-10/2000-40:G- 隔离开关, N-室内型,22-设计序号, 10-额定电(KA),2000-额定电流(A),40-2S 热稳定电流有效值(KA)。

      隔离开关的操作机构一般采用CS系列的手动操作机构2.高压负荷开关(LBS) (1)功能: 1) 能通断一定的负荷电流和过负荷电流,但是不能用它来断开短路电流; 2) 高压负荷开关大多还具有隔离高压电源,保证其后的电气设备和线路安全检修的功能,这种负荷开关又称“功率隔离开关”或“负荷隔离开关” (2)特点: 1) 只具有简单的灭弧装置,必须借助熔断器来切断短路电流,故负荷开关常与熔断器一起使用 2) 负荷隔离开关断开后通常有明显的断开间隙,与高压隔离开关一样 (3)类型: 1) 根据所采用的灭弧介质不同分 固体产气式、压气式、油浸式、真空式和六氟化硫(SF6)等 2) 按安装场所分 户内式和户外式两种,(4) 高压负荷开关全型号的表示和含义如下:,(5)户内压气式负荷开关 国内目前多采用FN2-10RT及FN3-10RT型的压气式负荷开关图13为FN3-10RT户内压气式负荷开关外形结构图图13 FN3-10RT户内压气式负荷开关外形,1-主轴 2-上绝缘子兼气缸 3-连杆 4-下绝缘子 5-框架 6-RNI型熔断器 7-下触座 8-闸刀 9-弧动触头 10-绝缘喷嘴(内有弧静触头) 11-主静触头 12-上触座 13-断路弹簧 14-绝缘拉杆 15-热脱扣器,(1) 结构组成 1) 上绝缘子兼汽缸是一个简单的灭弧室,不仅起到支持绝缘子的作用,而且其内部气缸,装有传动机构传动的活塞。

      2) 传动机构 主轴、连杆、活塞等 3) 绝缘喷嘴和弧静触头 在上绝缘子上部 4) 闸刀和弧动触头 (2) 工作原理 当负荷开关分闸时,弧动触头与弧静触头之间产生电弧,同时分闸时主轴转动而带动活塞,压缩气缸内的空气,从喷嘴向外吹弧,使电弧迅速熄灭同时,其外形与户内式隔离开关相似,也具有明显的断开间隙因此,它同时具有隔离开关的作用真空负荷开关 国内有FN4型等。

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