高压断路器教学提纲

1、高压断路器一、高压断路器的定义和用途一、高压断路器的定义和用途l1.定义l高压断路器(或称高压开关)是变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性，当系统正常运行时，它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流；当系统发生故障时，它和继电保护配合，能迅速切断故障电流，以防止扩大事故范围。一、高压断路器的定义和用途一、高压断路器的定义和用途l2.用途l（1）控制作用l（2）保护作用l（3）安全隔离作用二、对高压断路器的要求二、对高压断路器的要求l1.开断、关合功能l（1）能快速可靠的开断、关合各种负载线路和短路故障，且能满足断路器的重合闸要求；l（2）能可靠的开断、关合其他电力元件，且不引起过电压

2、。l2.电气性能l（1）载流能力l（2）绝缘性能l（3）机械性能三、结构和分类三、结构和分类l1.基本组成三、结构和分类三、结构和分类l（1）开断元件：开断、关合电路和安全隔离电源；包括导电回路、动静触头和灭弧装置。l（2）绝缘支撑元件：支撑开关的器身，承受开断元件的操动力和各种外力，保证开断元件的对地绝缘；包括瓷柱、瓷套管和绝缘管。l（3）传动元件：将操作命令和操作动能传递给动触头。包括连杆、拐臂、齿轮、液压或气压管道。l（4）基座：用来支撑和固定开关。l（5）操动机构：用来提供能量，操动开关分、合闸。有电磁、液压、弹簧、气动等。三、结构和分类三、结构和分类l2.分类l（1）按灭弧介质或灭弧

3、原理分为油断路器、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器、磁吹断路器和固体产气断路器。l（2）按照控制、保护对象分为发电机断路器、输变电断路器、馈电断路器和特殊用途断路器。l（3）按电压等级分为中压断路器、高压断路器和超高压断路器。四、高压断路器的型号含义和技术参数四、高压断路器的型号含义和技术参数l1.型号含义l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

4、电流，KA。 四、高压断路器的型号含义和技术参数四、高压断路器的型号含义和技术参数高压断路器特性和工作性能的主要技术参数有：l额定电压：断路器的额定电压为它在运行中能长期承受的系统最高电压。l额定电流：断路器的额定电流是在规定的使用和性能条件下能够持续通过的电流的有效值。额定电流当从GB/T762标准电流等级规定的R10系列中选取包括1，1.25，1.6，2，2.5，3.15，4，5，6.3，8及其与10 的乘积。四、高压断路器的型号含义和技术参数四、高压断路器的型号含义和技术参数l额定短路开断电流：额定断路器开断电流是指在规定的条件下，断路器能保证开断而不影响其继续正常工作的最大短路电流。l

5、额定短路关合电流：额定短路关合电流是在额定电压以及规定使用和性能条件下，断路器能保证正常关合的最大短路峰值电流。数值上等于2.5倍的额定短路开关电流分量。四、高压断路器的型号含义和技术参数四、高压断路器的型号含义和技术参数l额定开断容量：额定开断容量也是表征断路器开断能力的一个参数，它是由开断电流通过计算而得出的，对于三相断路器，额定断流容量公式为：l 额定开断容量=3额定开断电流额定线电压l额定短时耐受（热稳定）电流：额定短时耐受电流反映的使断路器承受短路电流热效应的能力。它是在规定的使用和性能条件下，在规定的时间内断路器在合闸位置能够承载的电流的有效值，数值上就等于断路器的额定短路开断电流

6、四、高压断路器的型号含义和技术参数四、高压断路器的型号含义和技术参数l额定峰值耐受（动稳定）电流：额定峰值耐受电流是指在规定的使用和性能条件下断路器在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的峰值电流，峰值耐受电流等于2.5倍额定短时耐受电流，与额定短路关合电流相等。l额定短路持续时间：额定短路持续时间是断路器在合闸位置能够承载额定短时耐受电流的时间间隔，标准值为2S需要时可选大于或者小于2S的数值，国标中推荐0.5，1，2，3，4S四、高压断路器的型号含义和技术参数四、高压断路器的型号含义和技术参数l合闸时间：合闸时间是指从断路器合闸回路接到合闸命令（合闸线圈电路接通）开始到所有极触头

7、都接触瞬间的时间间隔。l分闸时间：分闸时间是指从断路器分闸回路接到分闸命令到所有极的触头都分离瞬间的时间间隔。l电弧持续时间：电弧持续时间是指从断路器某极触头首先起弧瞬间至各极均熄弧瞬间的时间间隔。四、高压断路器的型号含义和技术参数四、高压断路器的型号含义和技术参数l全开断时间：全开断时间是指从分闸回路接到分闸命令至所有极电弧熄火时的时间。次时间等于断路器的分闸时间与电弧持续时间之和。l合闸分闸时间（金属短接时间）：在合闸操作期间第一相触头合的瞬间和在接着发生的分闸操作期间所有相的弧触头分开瞬间之间的时间间隔四、高压断路器的型号含义和技术参数四、高压断路器的型号含义和技术参数l额定操作顺序：额

8、定操作顺序是根据实际运行需要制定的对断路器的断流能力进行考核的一组标准的规定操作。分为两类一、无自动重合闸断路器操作顺序：分（O）180s合分（CO）180s合分（CO）或合分(CO)15s合分（CO）二、能进行自动重合闸的断路器的操作顺序：分0.3s合分180s合分 其中，0.3s称为无电流间隔时间，就是从电弧全部熄灭和首合相电路重新接通的时间，这个时间取决于断路器开关故障后回复灭弧能力所需的时间180s为强送电时间。第二章：第二章：SF6断路器基本知识断路器基本知识lSF6断路器定义lSF6气体特性lSF6断路器结构分类lSF6断路器灭弧原理lSF6SF6断路器检修、调试断路器检修、调试一

9、、一、SF6断路器定义断路器定义l利用六氟化硫 (SF6)气体作为灭弧介质和绝缘介质的一种断路器。简称 SF6断路器。六氟化硫用作断路器中灭弧介质始于20世纪50年代初。由于这种气体的优异特性，使这种断路器单断口在电压和电流参数方面大大高于压缩空气断路器和少油断路器，并且不需要高的气压和相当多的串联断口数。二、二、SF6气体特性气体特性l1.SF6特性 lSF6气体比空气重5.135倍，一个大气压时，其沸点为-60。在150以下时，SF6有良好的化学惰性，不与断路器中常用的金属、塑料及其他材料发生化学作用。在大功率电弧引起的高温下分解成各种不同成分时，电弧熄灭后的极短时间内又会重新合成。 SF

10、6中没有碳元素，没有空气存在，可避免触头氧化。SF6的介电强度很高，且随压力的增高而增长。在1大气压下，SF6的介电强度约等于空气的23倍。绝对压力为3大气压时，SF6的介电强度可达到或超过常用的绝缘油。SF6 灭弧性能好，在一个简单开断的灭弧室中，其灭弧能力比空气大100倍。三、三、SF6断路器结构分类断路器结构分类 断路器结构分类（1）瓷柱式SF6断路器。其灭弧装置在支持瓷套的顶部，由绝缘杆进行操动。这种结构的优点是系列性好，用不同个数的标准灭弧单元和支柱瓷套，即可组成不同电压等级的产品；其缺点是稳定性差，不能加装电流互感器。三、三、SF6断路器机构分类断路器机构分类2）落地罐式SF6断路

11、器。其总体结构类似于箱式多油断路器，它的灭弧装置用绝缘件支撑在接地金属罐的中心，借助于套管引线，基本上不改装就可以用于全封闭组合电器之中。这种结构便于加装电流互感器，抗震性好，但系列性差，且造价昂贵。（3）335KV六氟化硫断路器。有旋弧式、气自吹式和压气式三种，用于配电开关柜中，常常做成小车式。四、四、SF6断路器灭弧原理断路器灭弧原理 灭弧原理l分闸时，操动机构通过拉杆使动触头、动弧触头、绝缘喷嘴和压气缸运动，在压力活塞与压气缸之间产生压力；当动静触头分离触头间产生电弧，同时压气缸内SF6气体在压力作用下，使电弧熄灭；当电弧熄灭后，触头在分闸位置。五、SF6断路器检修、调试一、检修周期和项

12、目 1、检修周期l检修周期目前是按照设备的类型、技术状况易损件的磨损和老化、设备运行状况及各单位维护检修情况等因素，综合分析而定的。根据国家电力行业标准和运行单位的维修经验，SF6断路器检修周期，可以参考以下条款确定。 五、SF6断路器检修、调试（1）大修：1035KV断路器，10年；110500断路器1215年，进口或合资生产断路器可适当延长周期。l根据设备健康状况，可适当延长周期时间。已按大修项目进行临时性检修的断路器，其大修周期可按该次临时性检修日期起算。（2）小修：每年一次，只检修机构或其他外部设施。（3）临时性检修：1）正常操作次数达到厂家规定值。2）满容量开断次数或累计开断短路电流

13、达到厂家规定值。3）SF6气体压力低于最低工作压力或年漏气量大于2%时。4）断路器本体或操动机构出现严重故障，影响到其安全运行时。五、SF6断路器检修、调试2、检修项目（1）大修项目： 1）SF6气体回收处理和吸附剂更换。 2）灭弧室及导电部分解体检修。 3）支柱装配解体检修，密封垫更换。 4）传动部件检查、处理。 5）操动机构解体检修，密封垫更换（液压机构）。五、SF6断路器检修、调试 6）并联电容、并联电阻检查试验。 7）电流互感器检查、试验。 8）本体及操动机构表计校验。 9）电气及机械特性试验。 10）去锈、喷漆及现场清理。五、SF6断路器检修、调试（2）小修项目1）外观全面检查、清扫

14、、重点项目是瓷件、瓷套管是否破损或出现裂纹；传动机构可见部分是否生锈、松动、变形；液压机构部件、接头是否渗漏油。2）检查SF6气体压力，必要时检漏和补气。3）SF6气体微水测量（根据规程规定）。4）局部放电测试（根据规程规定）。五、SF6断路器检修、调试 5）操动机构、传动部分、紧固螺栓（销钉）检查及润滑可动部位。 6）检查、清扫辅助开关触头。 7）检查、清扫控制回路的端子。 8）消除运行中的缺陷。（3）临时检修可根据具体情况决定检修项目。五、五、SF6断路器的检修、调试二、检修的准备工作1、检修应具备的条件 （1）检修人员必须了解SF6气体的特征和管理知识。熟悉断路器的结构、动作原理及操作方

15、法，应有一定的电工安全知识，机械维修经验。（2）检修应在清洁的装配场所。（3）检修所需配备的主要仪器、设备和材料。 五、五、SF6断路器的检修、调试2、检修前的准备工作 1）制定安全、组织、技术措施，做好技术交底工作，使每个参加工作的人员都了解检修项目和内容。 2）编写检修方案，确定检修内容，编排工期进度。 3）编写六氟化硫断路器标准化作业指导书。 4）设备使用说明书；设备图纸；设备安装记录；设备运行记录；故障情况记录；缺陷情况记录；检测、试验纪录；其它资料。 五、五、SF6断路器的检修、调试三、检修要求三、检修要求1、检修人员要求、检修人员要求1） 检修人员必须了解熟悉断路器的结构、动作原理

16、及操作方法,并经过专业培训合格。2 ）现场解体大修需要时，应有制造厂的专业人员指导。3 ）对各检修项目的责任人进行明确分工，使负责人明确各自的职责内容。 五、五、SF6断路器的检修、调试2、检修环境的要求检修环境的要求l断路器的解体检修，尤其是SF6断路器的本体检修对环境的清洁度、湿度的要求十分严格，灰尘、水份的存在都影响断路器的性能，故应加强对现场环境的要求，具体要求如下：1) 大气条件：温度：5以上 湿度：80%（相对）；2) 重要部件分解检修工作尽量在检修间进行。现场应考虑采取防雨、防尘保护。3)有充足的施工电源和照明措施。4)有足够宽敞的场地摆放器具、设备和已拆部件。 五、五、SF6断

17、路器的检修、调试3、废气等的处理措施准备废气等的处理措施准备1）使用过的SF6气体应用专业设备回收处理。2）六氟化硫电气设备内部含有有毒的或腐蚀性的粉末，有些固态粉末附着在设备内及元件的表面，要仔细地将这些粉末彻底清除干净。应用吸尘器进行清理，用于清理的物品需要用浓度约20的氢氧化钠水溶液浸泡后深埋。3）所有溢出的油脂应用吸附剂覆盖按化学废物处理。 五、五、SF6断路器的检修、调试四、检修前的检查和试验四、检修前的检查和试验1、断路器修前的检查项目：(1)外观检查(2)渗漏检查(3)瓷套检查(4)压力指示(5)动作次数(6)储能器检查等五、五、SF6断路器的检修、调试2、断路器检修前的试验项目

18、：(1) 断路器开距接触行程（超行程）测量。(2) 断路器主回路电阻测量。(3) 断路器机械特性试验。l在额定操作压力和额定操作电压下，分别测量断路器三相的合闸时间、合闸速度、分闸时间、分闸速度、同相断口间的同期及三相间的同期以及辅助开关动作时间与主断口的配合等。(4) 断路器的低电压动作试验。l在额定操作压力状态下，分别测量并记录断路器合闸、分闸最低动作电压。(5)断路器液压（气动）机构的零起打压时间及补压时间试验。 五、SF6断路器的检修、调试 五、五、SF6SF6气体系统检修气体系统检修1 1、检修、检修项目（1） SF6充放气逆止阀的检修：更换逆止阀密封圈，对顶杆和阀心进行检查。（2）

19、对管路接头进行检查并进行检漏。（3）对SF密度继电器的整定值进行校验，按检修后现场试验项目标准进行。l技术要求（1）顶杆和阀心应无变形，否则应进行更换。（2）SF管接头密封面无伤痕。（3）密度继电器整定值应符合制造厂规定。 五、五、SF6断路器的检修、调试2、断路器检修后的调整及试验 1）灭弧室部分l触头行程及插入行程（超行程）l技术要求l符合制造厂技术条件要求2）储能器l氮气预充压力的调整l技术要求l符合制造厂技术条件要求五、五、SF6断路器的检修、调试 3）本体与机构的连接（1）调整、测量机构工作缸行程（2）调整、测量分闸时的A尺寸（3）调整合闸保持弹簧（4）调整分闸缓冲器（5）调整引弧距

20、l技术要求l符合制造厂技术条件要求 五、五、SF6断路器的检修、调试3.SF6气体系统（1）调整并校验密度继电器动作值（2） SF6气体中微水测量（3）SF6气体泄漏检测l技术要求（1）符合制造厂技术条件要求（2） 微水量150L/L五、五、SF6断路器的检修、调试4.机构压力表与压力开关l校验压力表，调整压力开关动作值l技术要求l符合制造厂技术条件要求5.安全阀l调整并校验安全阀l技术要求l符合制造厂技术条件要求五、五、SF6断路器的检修、调试6.控制线圈（1）合闸线圈直流电阻和绝缘电阻（2）分闸线圈直流电阻和绝缘电阻l技术要求l符合制造厂技术条件要求五、五、SF6断路器的检修、调试7.机械

21、特性（1）合闸时间(ms)（2）合闸速度 m/s（3）合闸三相不同期(ms)5（4）分闸时间(ms)（5）分闸速度m/s（6）分闸三相不同期(ms)3（7）合-分时间(ms)（8）辅助开关动作时间（9）合闸弹跳与分闸反弹（10）合闸电阻提前投入时间l技术要求l符合技术标准要求五、五、SF6断路器的检修、调试8.低电压动作特性l分闸线圈、合闸线圈（或合闸接触器）l技术要求l符合技术标准要求9.主回路 回路电阻测量技术要求符合技制造厂术条件要求10.操作试验（1）就地操作（额定操作电压下）（2）远方操作（额定操作电压下）（3）机构补压及零起打压时间（4）防止失压慢分试验l技术要求（1）可靠动作，各

22、种信号显示正确（2）符合技术标准要求五、五、SF6断路器的检修、调试六、六、 检修记录及总结报告检修记录及总结报告(1)设备检修前的状况(2)检修的工程组织(3)检修项目及检修方案(4)检修质量情况(5)检修过程中发现的缺陷、处理情况及遗留问题(6)检修前、后的试验和调整记录(7)应总结的经验、教训五、五、SF6断路器的检修、调试七、检修后断路器的投运七、检修后断路器的投运(1)对所有紧固件进行紧固。(2)接好断路器引线，接线端子及导线对断路器不应产生附加拉伸和弯曲应力。(3)对所有相对转动、相对移动的零件进行润滑。(4) 金属件外表面除锈、着漆。(5)清理现场，清点工具。(6)整体清扫工作现

23、场。(7)安全检查。(8)投运。第三章：第三章：GIS设备的特点及检修要求设备的特点及检修要求lGIS的定义GIS是指六氟化硫封闭式组合电器lGIS的特点lGIS的气室lGIS的母线筒结构l 盆式绝缘子lGIS的检修要求lGIS图例 将SF6断路器和其他高压电器元件（主变压器除外），按照所需要的电气主接线安装在充有一定压力的SF6气体金属壳体内所组成的一套变电站设备叫做气体绝缘变电站，有时也可称为气体绝缘开关设备或全封闭组合电器，英文简称GISGIS的定义GIS的特点 1、由于采用SF6气体作为绝缘介质，导电体与金属地电位壳体之间的绝缘距离大大缩小，因此GIS的占地面积和安装空间只有相同电压等

24、级常规电气的百分之几到百分之十二左右。电压等级越高，占地面积比例越小（如500kV等级该比例仅为2.4%，110kV和220kV等级约为5%-7%）。 2.全部电器元件都被封闭在接地的金属壳体内，带电体不暴露在空气中（除了采用架空引出线的部分），运行中不受自然条件的影响，其可靠性和安全性比常规电气好得多。 3.SF6气体是不燃不爆的惰性气体，所以GIS属防爆设备，适合在城市中心地区和其他防爆场合安装使用。GIS的特点 4.GIS主要组装调试工作已在制造厂内完成，现场安装和调试工作量较小，因而可以缩短变电所安装周期。 5.只要产品的制造和安装调试质量得到保障，在使用过程中，除了断路器需定期维修外

25、，其他元件几乎无需检修，因而维修工作量和年运行费用大为降低。GIS的特点 6.GIS设备结构比较复杂，要求设计制造安装调试水平高。GIS价格也比较贵，变电所建设一次性投资大。但选用GIS后，变电所的土建费用和年运行费用很低，因而从总体效益讲，选用GIS有很大的优越性。GIS的特点GIS的气室 GIS内部相同压力或不同压力的各电器元件的气室间设置的使气体相互不相通的密封间隔称为气隔。 两气室连接处划黄线，表明气室不相通，划绿线则表明气室相通。 设置气隔有以下好处：1、可以将不同SF6气体压力的各电器元件分隔开。2、特殊要求的原件如避雷器可以单独设立一个气隔。3、在检修时可以减少停电范围。4、可以

26、减少检修时SF6气体的回收和充放气工作量。5、有利于安装和扩建工作。GISGIS气室划分气室划分BUSFES3DS3气体绝缘子常闭自封阀常开自封阀密度继电器GIS的气室 GIS中断路器与其他电器元件必须分为不同的气室。因为： 1、由于断路器气室内SF6气体压力的选定要满足灭弧和绝缘两方面的要求，而其他电器元件内SE6气体压力只需考虑绝缘性能方面的要求，两种气室的SF6气压不同，所以不能连为一体。 2、断路器气室内的SF6气体在电弧高温作用下可能分解称为多种腐蚀性和毒性物质，在结构上不连通就不会影响其他气室的电器元件。 3、断路器的检修几率比较高，气室分开后要检修断路器时就不会影响到其他电器元件

27、的气室，因而可缩小检修范围。GIS的气室GIS的母线筒结构 GIS的母线筒结构有下列三种形式 1、全三相共体式机构。不仅三相母线，而且三相断路器和其他电器元件都采用共箱筒体。 2、不完全三相共同体式结构。母线采用三相共箱式，而断路器和其他电器元件采用分箱式。（如西郊变） 3、全分箱式结构。包括母线在内的所有电器元件都采用分箱式筒体。 盆式绝缘子在GIS中，盆式绝缘子是个很重要的绝缘部件，其作用为：1、固定母线及母线的接插式触头，使母线穿越盆式绝缘子才能由一个气室引到另一个气室。因此需要它具有足够的机械强度。2、起母线对地或相间（对于共箱式结构）的绝缘作用，因此要求有可靠的绝缘水平。3、起密封作用，要求有足够的气密性和承受压力的能力。目前，盆式绝缘子采用环氧树脂及其他添加料，并在高真空状态下浇注而成，内部应无气泡和裂纹，成品要经局部放电试验鉴定。GISGIS的检修要求的检修要求 一、检修环境要求 1 、空气湿度必须不大于80%，以防止工作过程中潮气被吸入设备内部。 2、对于户外检修工作必须选择晴好天气，风速要小于3级，检修现场要设置围栏，且控制外来人员出入，必要时可