2-3断路器.ppt

复习 电弧的产生 实质交流电弧的特征熄弧条件Ujf t Uhf t 熄弧方法 吹弧 并联电阻 采用多断口熄弧 灭弧栅 2 3高压断路器 一 概述高压断路器的作用和特点作用 正常运行时分合负荷电路 改变运行方式 故障时 开断短路电流 切除故障电路 特点 具有完善的灭弧装置 2 3高压断路器 基本要求 在各种情况下应具有足够大的开断能力 尽可能短的动作时间 高度的工作可靠性 2 高压断路器分类 油断路器 用绝缘油作灭弧介质 可分为多油式和少油式两类 空气断路器 以高速流动的压缩空气灭弧SF6断路器 SF6气体作灭弧介质真空断路器 高真空熄弧注 目前主要用SF6断路器和真空断路器 3 高压断路器的基本组成部分 开闭装置 导电 熄弧系统绝缘支撑 支撑开闭装置 并确保其对地绝缘传动系统 给开闭装置传递操作命令和操作力 由连杆 齿轮 拐臂 液压系统的元件组成基座 整台开关的支撑和安装基础操作机构 有电磁 弹簧 液压 气动及手动等类型 为开闭装置提供操作能量 4 高压断路器的基本技术参数 额定电压 表征断路器绝缘强度的参数 低压级断路器最高工作电压较额定电压高15 330kV以上断路器最高工作电压较额定电压高10 额定电流 表征断路器的导电系统长期通过电流的能力 额定开断电流 表征断路器的开断能力的参数 额定电压下断路器能保证可靠开断的最大短路电流 动稳定电流 表征断路器通过短路电流的能力 反映断路器承受短路电流电动力效应的能力 4 高压断路器的基本技术参数 关合电流 表征断路器关合电流的能力 额定关合电流 断路器能够可靠关合的电流的最大峰值 一般与动稳定电流在数值上相等 取额定开断电流的2 55倍 热稳定电流和热稳定电流的持续时间 表征断路器通过短路电流的能力 反映断路器承受短路电流热效应的能力 热稳定电流是指断路器处于合闸状态下 在一定的持续时间内 允许通过电流的最大周期分量有效值 此时断路器不应因为电流短时发热而损坏 持续时间一般取2s 大于2s时取4s 4 高压断路器的基本技术参数 合闸时间和分闸时间 表征断路器操作性能的参数 合闸时间 分闸时间 固有分闸时间和熄弧时间 操作循环 表征断路器操作性能的参数 按一定时间间隔进行多次分 合的操作 规定 自动重合闸操作循环 O Q CO t CO非自动重合闸操作循环 O t CO t CO 5 高压断路器的型号及规格 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2 安装场所代号 屋内N 屋外W 3 设计系列顺序号4 额定电压 kV 5 其它标志 如改进型 G 6 额定电流 A 7 额定开断能力 kA 8 特殊环境代号 二 真空断路器 1 真空断路器的灭弧原理1 真空中的电弧真空中的电弧是在触头分离时 触头电极蒸发出来的金属蒸汽中形成的 主要决定于触头材料的性质及其表面情况 电弧中的离子和粒子 与周围高真空比较起来 形成局部的高压力和高密度 因而电弧中的离子和粒子迅速向周围扩散 燃弧时间一般在0 01S左右 2 真空中的电弧熄灭一般真空断路器的动静触头上开有螺旋槽 在轴向外加一横向磁场去驱动电弧 对于大容量的真空断路器一般为纵向磁场 使电弧高速旋转 避免触头过热 因为在燃烧过程中产生的金属蒸汽 电子和离子在很短的时间扩散并被吸附到触头和屏蔽罩上 所以其绝缘恢复速度很快 从而在电流过零时迫使电弧熄灭 真空断路器灭弧室灭弧室外壳由硬质玻璃或土陶瓷做成 动触杆和动触头的密封靠金属波纹管实现 波纹管一般由不锈钢制成 在触头外面四周装有金属屏蔽罩 防止由电弧区飞散的金属蒸汽和金属飞屑 凝结在绝缘容器的内壁上 以提高开断能力 屏蔽罩使用的材料有Ni Cu Fe 不锈钢等 1 动触杆2 波纹管3 外壳4 动触头5 屏蔽罩6 静触头真空断路器触头的开距较小 当电压为10KV时 只有12 1 触头属横磁吹触头 即利用电弧电流本身产生的磁场驱使电弧运动 以熄灭电弧 触头材料 一类是铜基合金 另一类是粉末烧结的铜铬合金 ZN28 10照片 ZN系列真空断路器结构图 ZN系列真空断路器1一开距调整垫片 2一主轴 3一触头压力弹簧 4一弹簧座 5一接触行程调整螺栓 6一拐臂 7一导向板 8一螺钉 9一动支架 10一导电夹紧固螺栓 11一真空灭弧室 12一真空灭弧室紧固螺钉 13一静支架 14一绝缘子 15一支架固定螺钉 3 真空断路器的特点和用途 1 优点 结构简单 维护 检修工作量小 使用寿命长 运行可靠 能频繁操作 噪声小 真空熄弧效果好 电弧不外露 无爆炸危险 2 用途 目前在10kV系统中广泛使用 户内 户外都有 3 运行中应检查和保证灭弧室的真空度 三 六氟化硫断路器 SF6 1 SF6断路器的类型按灭弧方式分 有单压式 压气式 和双压式 按总体结构分 有落地箱式和支柱瓷套式 断路器为三相分立的落地罐式结构 具有压气式灭弧室 三相气体通过铜管连通 断路器由瓷套 CT 灭弧室 外壳 吸附器 传动箱 连杆 底架及弹簧操动机构等部分组成灭弧室 断路器的灭弧室主要由静触头 动触头 外壳 气缸及喷口等零部件组成操动机构 配用CT14型弹簧操动机构 可进行手动和电动储能 2 结构 SF6断路器 LW8 40 5 照片 SF6断路器 LW8 40 5 外形图 1 出线帽 2 瓷套 3 电流互感器 4 互感器连接护管 5 吸附器6 外壳 7 底架 8 气体管道 9 分合指示 10 铭牌 11 传动箱 12 分闸弹簧 13 螺套 14 起吊环 15 弹簧操动机构 3 SF6气体的性质 1 物理性质 常态下 纯净的SF6气体为无色 无味 无毒 不燃的惰性气体 SF6气体的比重大 容易液化 液化温度与压力有关 压力升高液化温度也增高 为此 断路器中的SF6气体都不采用过高的压力 以使其保持气态 2 SF6气体的电气性质SF6具有很强的负电性 指SF6气体中的自由电子容易被SF6气体吸附成为负离子 SF6 e SF6 这种负电性是一般气体所没有的 正 负离子很容易复合成中性质点或原子 因此 在电弧电流接近零值状态时 SF6气体具有较强的灭弧能力 在0 294MPa压力下 SF6的绝缘强度与普通变压器油的绝缘强度相同 SF6灭弧能力为空气的100倍 3 化学性质SF6化学性质非常稳定 在设备的允许运行温度范围内 SF6对设备中常用的铜 钢 铝等金属材料不起化学作用 电弧高温作用下 少量SF6会分解为SOF2 SO2F2 SF4和SOF4等 但电弧过零值后 很快又再结合为SF6 因此 密封完善的SF6断路器 虽经多次开断灭弧 SF6气体也不会减少或变质 电弧的分解物的多少与SF6中所含水分有关 有毒 断路器中常用吸附剂清除水分和电弧分解产物 4 灭弧原理 1 SF6的负电性2 吹弧断路器的灭弧室为单压力压气式结构 即断路器内充有0 4 0 45表压的SF6气体 分闸过程中 可动气缸对静止的活塞作相对运动 气缸内的气体被压缩 吹弧使电流过零时熄灭 一旦分断完毕 此压力差很快就消失 压气缸内外压力恢复平衡由于静止的活塞上装有逆止阀 合闸时的压力差非常小 灭弧室结构图 灭弧室动作原理示意图 5 气体监测 电接点压力表监测方式 压力表可显示SF6气体压力并能当断路器内气体压力低于0 4MPa 40 地区0 3MPa 时自动发出闭锁信号 密度控制器监测方式 密度控制器用于对断路器实行自动监控 它能自动修正温度对压力变化的影响 当断路器内气体压力低于0 42MPa 40 地区0 30MPa 密度控制器的1 2接点接通 发出报警信号 当断路器内气体压力低于0 40MPa 40 地区0 3MPa 时 密度控制器的3 4接点接通 发出闭锁信号 6 SF6断路器的特点和用途 1 优点安全可靠 无火灾和爆炸的危险 不必担心材料的氧化和腐蚀 减小了电器的体积和重量 装配 运输方便 操作 维护和检修方便 电气触头检修周期长 载流部分不受大气的影响 可减少维护工作量 无噪音和无线电干扰 冷却特性好 2 用途 35kV 500kV系统3 运行中全封闭电器需监视SF6气压 LW8 40 5A 额定电压 35KV最高电压 40 5KV额定电流 1600 2000 2500 3150额定短路开断电流 20 25 31 5和25 31 5 40KA重量 1400kgsLW8 40 5A型户外高压六氟化硫断路器是三相交流50HZ的户外高压电器设备 适用于35KV输配电系统的控制和保护 也可用于联络断路器及开合电容器组的场合 或内附电流互感器 供测量与保护用 配用CTl4型弹簧操动机构 断路器为瓷柱式结构 具有压气式灭弧室 灭弧室为单压力压气式结构 主要由静触头