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三、对高压断路器的工作要求断路器的总体要求是不论电力系统处在什么状态，不论遇到什么样的负荷情况，断路器都能有效地关合和断开所控制的线路和设备。断路器常断开的负荷有：空载长线、电容器组、空载变压器、高压电动机、电抗器、电缆线路等。由于所断开的负荷不同，对其要求也不同。1、对开断一般性短路故障要求能可靠地、快速地切断故障，并能进行重合闸。2、对开断空载变压器和高压电动机的要求，是不致引起的过电压而导致套管、瓷瓶的闪络，以致演成灭弧室炸裂和断路器爆炸。3、对开断空载长线，为使断路器能有效地切断空载长线，要求其切断时电弧无重燃，金属性短路的时间要小。4、对开断电容器组的要求。在切断电容器时，无电弧重燃，在母线上不引起操作过电压。四、电弧的形成过程 开关电器的触头分离过程中，由于动、静触头间的接触压力和接触面积不断下降和减少，接触电阻迅速增大，接触处的温度将急剧升高；同时触头初分瞬间，由于触头的距离很小，其间电场强度很高（EU/d） 。作为阴极的触头在高温和强电场作用下，将发生热电子发射和强电场发射。热电子发射：由于电极的急剧高温，而使动能迅速增大，则金属内的自由电子从金属表面逸出形成热电子发射。强电场发射：由于电场力F与电场强度E成正比，故F很大，在电场力的作用把金属中的自由电子从阴极表面拉出，形成强电场发射。由阴极发射出的电子在电场力的作用下，逐渐加速运动，迅速奔向阳极。在高速运动的电子奔向阳极的过程中，不断与气体分子碰撞，当积累足够大的动能时，可使中性气体分子分离成自由电子和正离子，该过程称为碰撞游离。新产生的电子将和原有的电子一起以极高的速度向阳极运动，当它们和其它中性气体分子相碰撞时，再次发生碰撞游离，由此连续不断的碰撞游离，这样气体介质中的带电质点就大量增加，具有很大的电导，在外加电压作用下气体介质开始被击穿，形成弧光放电。 气体碰撞游离放电示意图弧光放电时，弧柱温度可高达500013000。弧柱中的气体分子在高温作用下，产生剧烈的热运动，且动能很大，使气体分子间相互撞击，分离出新的自由电子和正离子，这种现象称为热游离。弧柱的导电就是靠热游离来维持的。热游离形成的带电质点分别向阴极和阳极移动。正离子向阴极移动的过程中受阴极压降区强电场的作用，不断撞击阴极，保持阴极的电子连续发射，于是电流就以电弧的形态在已分开的触头间持续流通。由于电弧放电主要靠热游离维持，维持电弧稳定燃烧的电压就不需要很高。上述电弧的形成过程实际上是一个连续的过程，即电弧的形成有四要素： 最初，由阴极借强电场和热电子发射提供起始自由电子，然后，由碰撞游离而导致介质击穿，产生电弧，最后靠热游离来维持电弧燃烧。五、电弧的去游离及影响去游离的因素 在游离的同时，还存在着一种与游离现象相反的过程，即带电质点互相中和为不导电的中性质点，使带电质点大大减少，这种现象称为去游离。去游离的强弱是能否熄灭电弧的主要因素。在电弧的形成过程中，游离和去游离过程是同时存在的。当游离作用大于去游离作用时，电弧电流越来越大；如两者作用平衡，则电弧稳定燃烧，游离作用小于去游离时，则电弧电流减小，直至熄灭。要使电弧迅速熄灭，就应人为地创造一种条件，加强去游离作用。开关电器中的灭弧装置就是在这一理论基础上实现的。电弧的去游离方式有两种：复合和扩散。1、复合：异性带电质点的电荷彼此中和成为中性质点的现象称为复合。两异性带电质点需在一定的时间内处于相近的距离才能完成复合。由于电子运动速度约为离子运动速度的100倍，所以正、负离子间的复合要比电子和正离子的复合容易得多。通常，利用电子在碰撞时，有些电子附在中性质点上形成离子后，再与正离子复合。电弧与固体物质表面接触可加强复合。原理是：电子首先附在固体介质表面，再把正离子吸引到固体介质表面上中和。2、扩散：弧柱中的带电质点，由于热运动而从弧柱内部逸出，进入周围介质的一种现象称为扩散。电弧中发生扩散是由于电弧与周围介质的温度相差很大，以及弧柱内与周围介质中的离子浓度相差很大的缘故。扩散作用的存在，使弧柱内的带电质点减少，有助于电弧的熄灭。影响去游离的因素有：介质特性、冷却电弧、气体介质的压力和触头材料等。 1、介质特性：电弧中去游离的强度，在很大程度上决定于电弧燃烧所在介质的特性；如气体介质的导热系数、介电强度、热游离温度和热容量等。若上述数值越大，则去游离过程越强烈，电弧越容易熄灭气体介质中氢气具有良好的灭弧性能和导热性能，其灭弧能力约为空气的7.5倍；SF6气体的灭弧能力更强，约为空气的100倍。2、冷却电弧：电弧是由热游离维持的，降低电弧温度就可以减弱热游离减少新带电质点的形成，同时使带电质点运动速度减小，复合作用加强。迅速拉长电弧，用气体或油吹动电弧，使电弧与固体介质表面接触等，都可以加强电弧的冷却。3、气体介质的压力：电弧在气体介质中燃烧时，气体介质的压力对电弧去游离的影响很大。气体的压力越大，则单位体积中的质点数量越多，质点间的距离越小，复合的作用越强。固增加气体介质的压力，电弧就容易熄灭。开关电器的灭弧装置中，广泛利用了这一特性。4、触头材料：触头材料对去游离也有一定影响，触头应采用熔点高、导热能力强和热容量大的耐高温金属，以减少热电子发射和电弧中的金属蒸汽。综上所述：触头间电弧的形成与熄灭决定于游离和去游离的强弱。触头间的电压和电场强度是碰撞游离的主要条件，而电弧的温度是影响游离和去游离的重要因素。电弧的温度一方面决定于电弧的能量(当电弧电压和电弧电流一定时电弧能量和电弧燃烧时间成正比)，另一方面又决定于电弧的冷却情况。当电弧能量一定时电弧的熄灭决定于电弧被冷却后的去游离作用。六、断路器常用灭弧措施 交流电弧的特点是:在每个周期中有两次过零点，电弧过零时自然熄灭，如不再使其重燃，那将是比较理想的。电弧的燃烧是气体游离的过程，因此，所采取的灭弧措施皆是指加速去游离过程的进行，以使熄灭后的电弧不再重燃起来。在断路器中常采用的措施如下: (1)使电弧与固体介质接触，加速电弧冷却，使自由电子与正离子加速复合。 (2)用气体吹弧或加速电弧在气体介质中的移动，以加强扩散。电弧移动可利用其本身的电动力，或在弧隙中建立磁场，以磁力吹弧。 (3)采用不易游离的气体为介质，如SF6。(4)用油或硬纤维有机绝缘材料与电弧接触，产生氢和另一些有利于灭弧的气体介质。这些介质在高温下分解，吸收弧隙的热量，加强热传导。如氢在4500C时的热传导，比室温大11倍。 (5)增加介质的压力，使热游离困难。 (6)采用热量大、热传导力强、耐高温、不易发射电子、不因熔化而产生金属蒸汽的金属材料制作触头，如铜钨合金和铜制镀银触头。(7)提高触头的运动速度，迅速拉长电弧，使散热和扩散的表面迅速增加。 上述措施在断路器制造中被综合采用，根据断路器使用条件各有侧重，由于采用的灭弧方法不同，则构成了不同的灭弧装置。七、真空断路器真空断路器是指触头在高真空中开断电路的断路器。在电力系统中已得到了广泛的应用，由于其在技术上不断成熟，因此，在高压开关的领域中享有良好的声誉。目前其开断电流可达到100kA，额定电流达到2500A。真空度就是气体的绝对压力与大气压的差值。气体的绝对压力值愈低，则真空度愈高。真空断路器的真空度是安全运行的关键，判断真空度的办法是用透过开关管外壳来观察灭弧室内吸气剂的变化，故真空开关管的外壳采用了透明的玻璃制作。尤其是氧化铝陶瓷壳，其耐压性好，密封可靠性高。(一）真空断路器的优缺点优点： (1)灭弧室安装调试简单、方便，动导杆的惯性、操动机构、整机体积小，重量轻。适于频繁操作。(2)触头间隙很小，一般在810mm，合闸控制功率小，开关操动时噪音低，使用寿命长。 (3)熄弧时间短，弧压低，电弧能量小，触头损耗小，开断次数多。目前，真空开关的开断次数可达2000030000次。 (4)灭弧介质或绝缘介质不用油，没有火灾和爆炸的危险，安全，有利于环保。 (5)触头部分为完全密封结构，不会因潮气、灰尘、有害气体等影响而降低其性能。工作可靠，通断性能稳定。真空断路器开断后断口间介质绝缘恢复快，介质不需要更换。 (6)20年左右不需检修。维护工作量小，维护成本低，仅为少油断路器的1/20左右。 (7)具有多次重合闸功能，适合配电网中应用要求。缺点： (1)由于灭弧能力较强的触头材料容易产生截流，故当开断感性小电流时，易引起过电压，应采取相应的过电压保护。(2) 价格较高。二）真空断路器的结构 真空断路器是利用真空的绝缘和灭弧性能构成的开关设备。主要由真空灭弧室、操动机构及支持系统等构成。其核心是真空灭弧室。 (三）真空断路器的灭弧装置真空灭弧室由外壳、动触头、静触头、不锈钢波纹管、屏蔽罩、法兰、支持件等构成，所有的灭弧零件都密封在一个用玻璃(或陶瓷)制成的绝缘容器内。 不锈钢制成的波纹管用于实现动触杆与动触头的密封，同时保证其在一定范围内运动。 在触头外面四周装有金属屏蔽罩用以防止触头间燃弧时的金属蒸气、金属离子、金属液滴等飞溅凝结在外壳内壁上而降低其绝缘性能。同时电弧产生的热能大部分将被屏蔽罩吸收提高了触头间的介质恢复速度，从而提高触头的开断能力。(四）真空断路器的灭弧原理 当动、静触头在真空中刚分离的瞬间，电流将收缩到触头刚分离的某一点或某几点上，触头的接触电阻急剧增大；温度也迅速提高，使触头产生金属蒸气，同时形成极高的电场强度，阴极产生电子热发射，金属蒸气被游离而形成所谓真空电弧。 真空电弧形成后，会在阴极表面出现电流密度在1O4A/cm2以上的阴极斑点，使阴极表面局部区域继续产生金属蒸气和发射电子，维持真空电弧。在电弧中的离子和粒子形成局部的高压力和高密度，因而迅速向周围扩散。当电弧电流过零时，由于电弧能量减少，电极的温度降低，电极不再向弧隙提供金属蒸气，使弧隙的带电质点迅速减少并向外扩散，电弧即不能维持而熄灭。电弧熄灭后，弧隙间的介质绝缘强度迅速恢复，使电流过零后，不再重燃。 五）真空断路器的寿命 真空断路器的寿命包括真空寿命、机械寿命和电寿命三类。 A、真空寿命：用以衡量真空灭弧室自出厂之日起，经运输、存放、安装和运行过程中，内部真空度是否在允许工作的最低真空度之内。真空寿命由制造厂规定，一般为20年。真空寿命是否终了，主要是经过测试灭弧室内的真空压力是否在允许工作的最大值之上。 B、机械寿命：机械寿命是指断路器自出厂之日起的机械动作次数，完成一个分、合操作即算一次，一般可达10000次以上。机械寿命主要取决于不锈钢波纹管的寿命，机械寿命终了一般是波纹管破裂。影响机械寿命的主要因素，除本身制造质量外，可能由以下原因使波纹管加速损坏：(1)使用环境的影响，如受化学腐蚀、高温等的影响。(2)由于使用或调整不当，使波纹管产生塑性变形。(3)工作时实际行程过大或操动机构缓冲器的缓冲力过大。(4)导向装置不符合要求，动触杆运动时摇动或与波纹管摩擦。(5)波纹管受到过大的扭力而损坏。 C、电寿命：电寿命是指额定短路电流的开断次数或者是额定工作电流的开断次数。电寿命是否终了，可用触头允许磨损厚度来确定。当触头磨损达到规定值时，即表示灭弧室的电寿命终了。 当真空灭弧室寿命终了时，应及时更换。十、SF6断路器一）SF6 气体的特性l、SF6气体的物理特性SF6气体是无色、无臭、不燃烧、无毒性的惰性气体，具有优异的冷却电弧特性，介电强度远远超过传统的绝缘气体。其用于电气设备中，可以缩小尺寸，消除火灾，改善电力系统的可靠性。是优异的绝缘及灭弧介质。缺点是在电弧放电时，分解形成硫的低氟化合物，不但有毒，且对某些绝缘材料和金属具有腐蚀作用。它的比重是空气的5.1倍。2、SF6的化学特性 SF6是稳定的化合物。在大气压力下和温度至少在500C以内，SF6具有高度的化学稳定性，其与电气设备中常用的金属在正常温度范围内是毫无反应的。SF6分解的危险温度是600C左右，此时SF6分解形成硫的低氟化合物。3、热传导性 SF6气体有优良导热性能。1）SF6的分子量大，比热大，其对流的传热能力优于空气；2）SF6在高温下的分解特性，分解反应要吸收能量。除了导热良好使SF6成为灭弧的介质之外，SF6吸附自由电子而形成负离子的现象也是其成为优良灭弧介质的原因，因为吸附负电子后，使其外层形成8个电子的稳定结构。4、电气特性 SF6是一种具有高介电强度的介质，在均匀电场下，SF6的介电强度约为同一气压下空气的2.53倍。在3个大气压下，其介电强度与变压器油相当。由于SF6的介电强度高，因此，对相同电压级和开断电流相近的断路器，SF6的串联断口数要少，例如我国研制的LF-220型SF6断路器，单断口电压为22OkV。又如，500kV的少油断路器为68个断口，而SF6断路器只有34个断口。SF6的电晕起始电压比空气高得多，介电常数与所加电压的频率无关。但是，应该引起注意的是电场均匀性、杂质、电极的形状和不规则性等，对SF6的介电强度均有一定的影响。5、SF6的水分 混杂在SF6气体中的水分，可使SF6在温度达20OC以上就可能产生分解，分解的生成物中有氢氟酸，是一种有强腐蚀性和巨毒的酸类。此外，水分的凝结对沿边绝缘也是有害的。因此，为了限制SF6在电弧作用下的有害反应，首先应限制SF6气体中所含水分和氧气的数量。 SF6的缺点是，它的电气性能受电场均匀程度及水份影响特别大，故对SF6断路器的密封结构、元件结构及气体本身质量要求相当严格。二）SF6断路器灭弧室结构及灭弧过程SF6断路器灭弧室结构按灭弧介质压气方式的不同，分为双压式和单压式灭弧室；按吹弧方式不同，可分为双吹式和单吹式、外吹式、内吹式灭弧室；按触头运动方式的不同，可分为变开距和定开距灭弧室。第一代的双压式灭弧室。结构复杂，辅助设备多，需要压气泵和加热装置，环境适应能力差，现已被淘汰。 第二代的单压式变开距和定开距灭弧室。这两种灭弧室仅靠机械运动产生灭弧所需要的气体压力，操动功率较大，机械部件易损坏，使用寿命短，采用液压操动机构或压缩空气操动机构，分闸时间长，虽已大量投入运行，但单压式变开距灭弧室逐步被“自能”式灭弧室所代替。 第三代单压变开距“自能“式灭弧室。该灭弧室开断大电流时，利用电弧自身的热量产生灭弧所需的气体压力吹气，开断小电流时，采用机械辅助压气建立的气压吹气，不易产生截流过电压，所需操动功率小，机械部件不易损坏，使用寿命长。宜采用弹簧操挚机构，工作可靠，分闸时间短，正常情况下，基本不需要维修。目前国内外大量生产和使用的是这种断路器。 现在国内外生产的各电压等级的SF6断路器，主要是采用变开距灭弧室和定开距灭弧室的结构，以及在变开距灭弧室基础上进一步改进的，代表着最新发展和研究成就的“自能”式灭弧室。三）SF6断路器的特点 ： 1、断口耐压高。 SF6 断路器的单元断口耐压与同电压级的其他断路器相比要高， 所以SF6断路器的串联断口数和绝缘支柱较少， 因而零部件也较少、结构简单使制造、安装、调试和运行都比较方便。 2、允许断路次数多，检修周期长。由于SF6气体分解后可以复原，且在电弧作用下的分解物不含有碳等影响绝缘能力的物质，在严格控制水分的情况下生成物没有腐蚀性。因此，断路后SF6气体的绝缘强度不下降，检修周期相应也长。3、开断性能很好。 SF6断路器的开断电流大、灭弧时间短、无严重的截流和截流过电压。无论开断大电流或小电流，其开断性能均优于空气断路器和油断路器。 4、占地少。与其他断路器相比，在电压等级、开断能力及其他性能相近的情况下， SF6断路器的断口少、体积小，尤其是SF6全封闭组合电器，可以大大减少变电所的占地面积，对于负荷集中、用电量大的城市变电所和地下变电所更为有利。 5、无噪声和无线电干扰。 6、要求加工精度高、密封性能良好。 7、防护要求高。 SF6气体本身虽无毒，但在电弧作用下，少量分解物(如SF4)对人体有害，一般需设置吸附剂来吸收。 运行中要求对水分和气体进行严格检测，而且要求在通风良好的条件下进行操作。 四）SF6设备使用中的人身安全防护 ：1、室内SF6高压电器，应注意与主控室之间作气密性隔离。 2、SF6设备室内必须装设通风设备，进入室内先通风。 3、气体采样操作及处理一般渗漏时，要在通风条件下戴防毒面具进行；采样时，应防止SF6气体压力突然下降造成的闪络，当发生大量SF6外逸时，立即撤离现场，并启动室内通风设备达4 h以上， 抢修人员必须穿防护服、戴手套、护目镜和佩戴氧气呼吸器，完成工作后，必须先洗手、臂、脸部、颈部或洗澡后再穿另一套衣服。 4、操作SF6设备时，由于外壳在瞬间可有较高感应操作过电压，因此操作人员应戴绝缘手套、穿绝缘鞋，与设备外壳保持一定距离，防止身体触及设备。 5、回收设备内SF6气体时，应开启通风设备，保证工作现场空气新鲜。对隔室内残留气体，用高纯度氮气或干燥空气冲洗最少2次以上，使气态分解产物浓度符合安全要求；开启SF6气体隔室封盖后，立即撤离现场30 min，让残留的SF6气体及其气态分解产物排出工作现场。 6、清扫SF6气体隔室内固态分解物，要用滤除小至0.3 埃颗粒粉尘的专用真空吸尘器。若检修人员在室内设备上检修时必须穿防护服、戴手套、护目镜和佩戴氧气呼吸器，应保持通风。工作结束后，工作人员应彻底清洗。 7、处理吸尘器过滤物、防毒面具中的吸附剂，以及活性氧铝、分子筛、小苏打等，要用强度较好的塑料袋装好，埋入较深地下；或用苏打粉与废物混合后，再注入水，放置48 h后，可当做垃圾处理。 8、防毒面具、专用器具、皮靴、手套以及其它防护用品必须用肥皂或苏打粉液洗涤后晒干备用。 五）SF6 断路器运行中的巡视检查和操作 ： 1、异常声音分析判断： 放电声:SF6高压设备内部放电声类似小雨点落在金属壳上的声音，由于局部放电声频率比较低，且音质与其噪音也有不同之处，有时必须将耳朵贴在外壳上才能听到；如果是放电声微弱，分不清放电声来自SF6电器内部还是外部， 或无法判断是否放电声，可通过局部放电测量、噪音分析方法，定期对设备进行检查。 励磁声:在巡视SF6高压设备时，如果发现励磁声不同于平时听到的变压器励磁的声音，说明存在螺栓松动等情况，应进一步检查。2、部件发热、异常气味 ： SF6高压电器内外导体接触不良、振动过大(部件松动) ，会导致过热，并使相邻外壳出现温度异常升高。因此巡视检查时注意辨别外壳、扶手、传动部件处温升是否正常，有无异常气味。温度异常时，应测量温度分布，查明发热部位，同时将发热部位的温度与入厂试验值或其它相关的温升值比较来判断是否正常。 3、外部零件巡视检查:主要巡视检查金属外壳、台架、法兰、接地导体等联接部分，箱体密封情况、电机等发热器件、防潮用加热器具投入使用情况。 4、防止运行中误操作 ：SF6高压电器必须安装防误联锁装置，出现误操作几率很小， 但也有人为解除防误联锁，将接地刀闸合至带电相上， 应杜绝此种问题发生。 5、加强避雷器的运行维护 : SF6高压电器的绝缘水平主要取决于雷电过电压， 所以在其进线、引线入口装上金属氧化物避雷器， 若此避雷器在运行中退出运行或故障，将直接承接雷电波电压， 因此加强避雷器运行维护就显得极其重要。 九、断路器的操作机构一）概述：断路器本体以外的机械操动装置称为操动机构。操动机构与动触头之间连接的部分称为传动机构和提升机构。操动机构接到分、合闸命令后，将能源(人力或电力)转变为电磁能(或弹簧、重力位能、气、液体的压缩能等)，传动机构将能量传给提升机构。传动机构将操动机构与提升机构连在一起，并可改变两者的运动方向。提升机构是断路器的一个部分，是带动断路器动触头运动的机构，能使动触头按照一定的轨迹运动，为直线运动或近似直线运动。一种型号操动机构可操动几种型号断路器，一种型号断路器也可配装不同型号操动机构。根据能量形式的不同，操动机构可分为手动(CS)、电磁(CD)、弹簧 (CT)、永磁(CDY)、气动 (CQ)和液压(CY)等。二）操动机构的性能要求 ：1、合闸。不仅能关合正常工作电流，且在关合故障回路时，能克服短路电动力的阻碍，关合到底。在操作能源(如电压、气压或液压)在一定范围内(80%110%)变化时，仍能正确、可靠的工作。2、保持合闸。由于合闸过程中，合闸命令持续时间很短，且操动机构操作力也只在短时内提供，因此操动机构中必须有保持合闸的部分，以保证在合闸命令和操作力消失后，断路器仍能保持在合闸位置。3、分闸。操动机构不仅要求能够电动(自动或遥控)分闸，在特殊情况下应该可能在操动机构上进行手动分闸，且要求断路器的分断速度与操作人员的动作快慢和下达命令的时间长短无关。4、自由脱扣。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、防跳跃。断路器关合短路而又自动分闸(关合在故障线路上)后，即使合闸命令尚未解除也不会再次合闸。6、复位。断路器分闸后机构中每个部件应能自动地恢复到准备合闸的位置。7、连锁。常用的连锁装置有：分合闸位置连锁。保证断路器在合闸位置时操动机构不能进行合闸操作；在分闸位置时不能进行分闸操作。低气(液)压与高气(液)压连锁。当气体或液体压力低于或高于额定值时，操动机构不能进行分、合闸操作。弹簧操动机构中的位置连锁。弹簧储能不到规定要求时，操动机构不能进行分、合闸操作。三）操动机构的种类及其特点：1、手动操动机构。靠手力直接合闸的操动机构称为手动操动机构。主要用来操动电压等级较低、额定开断电流很小的断路器。目前电力系统很少用。手动机构结构简单、不要求配备复杂的辅助设备及操作电源。缺点：不能自动重合闸，只能就地操作，不够安全。因此手动机构应逐渐被手力储能的弹簧操动机构所代替。2、电磁操动机构。靠电磁力合闸的操动机构称为电磁操动机构。电磁机构优点：结构简单、工作可靠、制造成本较低。缺点：合闸线圈消耗的功率太大，用户需配价格昂贵的蓄电池组。电磁操动机构的结构笨重、合闸时间长(0.20.8s)，在超高压断路器中很少用，主要用来操作1l0kV及以下的断路器。3、弹簧操动机构。利用已储能的弹簧为动力，使断路器动作的操动机构称为弹簧操动机构。弹簧机构成套性强，不需要配备附加设备，但结构较复杂，加工工艺及材料性能要求高，弹簧储能通常由电动机通过减速装置来完成。对于某些操作功不大的弹簧操动机构，为了简化结构、降低成本，也可用手力来储能。4、气动操动机构：由于断路器的分闸功比合闸功大，所以分闸时由压缩空气活塞驱动，使合闸储能弹簧储能。合闸时由合闸弹簧驱动。5、液压操动机构利用高压压缩气体（氮气）作为能源，以液压油作为传递能量的媒介，推动活塞作功，使断路器合闸和分闸的机构，称为液压操动机构。6、永磁操动机构 ：是一种电子控制、带有在线检测元件、永磁保持的电磁操动机构。有永久磁铁和分闸、合闸控制线圈，当合闸控制线圈通电后，它使动铁心向下运动，并由永久磁铁保持在合闸位置；当分闸控制线圈通电，动铁心向反方向运动，同样由永久磁铁将它保待在另一个工作位置即分闸位置上，即该机构在控制线圈不通电流时它的动铁心有两个稳定工作状态，合闸与分闸，也称双稳态电磁机构。永磁机构是一种用于中压真空断路器的永磁保持，电子控制的电磁操作机构，和传统的断路器操作机构相比，永磁机构采用了一种全新的工作原理和结构，工作时主要运动部件只有一个，无需机构脱、锁扣装置，故障源少，具有较高的机构可靠性。 数字化变电站介绍1、 概述数字化变电站是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。 一）功能特点（1）不含铁心，无磁饱和、铁磁谐振和磁滞现象，其暂态性能好；抗电磁干扰能力强；体积小、重量轻、易于安装等。 （2）线路完全隔离，绝缘好，运行安全可靠； （3）频率范围宽，一个OTA可同时满足计量和保护的需要； （4）含交流线圈，不存在输出线圈开路危险； （5）动态响应频域宽，能够不失真地反映一次电流的所有分量；（6）便于遥感和遥测，有利于变电站综合自动化水平的提高；二)新型数字变电站的的主要特征系统由四部分组成 （1）基于全数字和光纤的信号采集系统 （2）继电保护和综合自动化系统 （3）数字遥视监控系统 （4）基于智能高效的电能质量调节系统 数字化变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类，即智能化的一次设备和网络化的二次设备；在逻辑结构上可分为三个层次，分别称为“过程层”，“间隔层”，“站控层”。过程层的主要功能分三类： (1)电力运行实时的电气量检测； (2)运行设备的状态参数检测； (3)操作控制执行与驱动。间隔层设备的主要功能是：(1)汇总本间隔过程层实时数据信息；(2)实施对一次设备保护控制功能；(3)实施本间隔操作闭锁功能；(4)实施操作同期及其他控制功能；(5)对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别 的控制；(6)承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及站控 层的网络通信功能。站控层的主要任务是： (1)通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数据库； (2)按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心； (3)接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行； (4)具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能； (5)具有(或备有)站内当地监控，人机联系功能，如显示、操作、打印、报警，甚至图像，声音等多媒体功能； (6)具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态，在线修改参数的功能； (7) 具有(或备有)变电站故障自动分析和操作培训功能。数字化变电站的主要优点有六个方面：一是各种功能共用统一的信息平台，避免设备重复投入。二是测量精度高、无饱和、无CT二次开路。三是二次接线简单。四是光纤取代电缆，电磁兼容性能优越。五是信息传输通道都可自检，可靠性高。六是管理自动化。数字化变电站的主要特点也是六个方面：一、变电站传输和处理的信息全数字化。二、过程层设备智能化。三、统一的信息模型：数据模型、功能模型。四、统一的通信协议：数据无缝交换。五、高质量信息：可靠性、完整性、实时性。六、各种设备和功能共享统一的信息平台。第一部分继电保护基础知识一、 继电保护的基本概念1、电力系统 由发、变、输、用电元件组成，用来生产、输送和转换电能的系统。 2、电力工业的特点 重要性；连续性 3、事故 指系统的正常工作遭到破坏，以致造成对用户的停电或少送电，电能质量严重下降，设备的毁坏，以及系统运行稳定的破坏或瓦解等。 4、事故的原因 电力设备构造上的缺陷；设计和安装的错误； 检修质量不高；运行维护不当； 设备绝缘老化以及风雨雷电、鸟兽等；5、短路及类型 是指正常运行以外的一切相与相之间或相与地之间的短接。 类型：三相短路、两相短路、两相接地短路、单相短路6、短路的危害 （a）电流增大 （b） 强烈电弧 （c）电压下降及崩溃 （d）系统的振荡及瓦解 （e）破坏发电机7、故障的类型 暂时性故障；永久性故障 8、不正常工作状态 由于各种原因，使电气设备或系统运行参数偏离了规定容许值的情况（过电压、过负荷、频率下降等）。2、 继电保护的作用1、继电保护装置 继电保护装置，是一种能反映电气设备的故障或不正常工作状态，并作用于断路器跳闸或发出信号的自动装置。2、装置的基本任务 （1）发生故障时，迅速而准确地动作，自动地将故障设备从系统中切除，以保证非故障设备继续运行。 （2）当电力系统出现不正常工作状态时，自动发出信号，以使值班人员得以及时觉察和采取必要的措施。 （3）继电保护与自动重合闸等自动装置相配合，可在输电线路发生暂时性故障时，迅速恢复故障线路的正常运行。3、装置的主要作用 （1）防止电力系统事故的发生和发展 （2）限制事故的影响及范围 （3）保证电能质量并提高供电可靠性三、保护装置基本原理信号或跳闸执行逻辑测量被测物理量（原为“测量”二字下的框图）测量：测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流、电压、阻抗、功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动 （原为“逻辑”二字下的框图）逻辑：根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按