《电力机车电机电器整备与检查》课件2-1 基础理论模块 认识主断路器

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——认识主断路器2-1高压断路器的介绍高压断路器的分类总结目录01高压断路器的介绍02高压断路器的分类03总结什么是断路器？作用是什么？高压断路器是发电厂、变电所及电力系统中最重要的控制和保护设备，它的作用是：

(1)控制作用。根据电力系统运行的需要，将部分或全部电气设备，以及部分或全部线路投人或退出运行。

(2)保护作用。当电力系统某一部分发生故障时，它和保护装置、自动装置相配合，将该故障部分从系统中迅速切除，减少停电范围，防止事故扩大，保护系统中各类电气设备不受损坏，保证系统无故障部分安全运行。高压断路器的主要结构大体分为:导流部分，灭弧部分，绝缘部分，操作机构部分。高压开关的主要类型按灭弧介质分为:油断路器，空气断路器，真空断路器，六氟化硫断路器，固体产气断路器，磁吹断路器。按操作性质可分为:电动机构，气动机构，液压机构，弹簧储能机构，手动机构。高压断路器的分类

(1)油断路器。利用变压器油作为灭弧介质，分多油和少油两种类型。

(2)六氟化硫断路器。采用惰性气体六氟化硫来灭弧，并利用它所具有的很高的绝缘性能来增强触头间的绝缘。

(3)真空断路器。触头密封在高真空的灭弧室内，利用真空的高绝缘性能来灭弧。

(4)空气断路器。利用高速流动的压缩空气来灭弧。

(5)固体产气断路器。利用固体产气物质在电弧高温作用下分解出来的气体来灭弧。

(6)磁吹断路器。断路时，利用本身流过的大电流产生的电磁力将电弧迅速拉长而吸人磁性灭弧室内冷却熄灭。油断路器油断路器。油断路器是以绝缘油为灭弧介质。可分为多油断路器和少油断路器。在多油断路器中,油不仅作为灭弧介质,而且还作为绝缘介质,因此用油量多,体积大。在少油断路器中,油只作为灭弧介质,因此用油量少体积小,耗用钢材少。多油断路器:其灭弧室装在一个接地金属箱中,通常用油量较多，油既用作灭弧介质又用作对地绝缘。多油断路器结构简单,性能可靠,可以制成超高压等级（如362kV），并可方便地带电流互感器,配套性强，户外使用时受大气条件的影响小。多油断路器的使用历史悠久，使用和制造技术成熟，曾在电力系统中起过重要作用。但多油断路器也有很多的缺点，特别是在超高压等级时，体积庞大，消耗大量的钢材和变压器油，运输和安装均有较大困难，引起爆炸和火灾的危险性大。所以多油断路器已趋于淘汰。多油断路器少油断路器少油断路器：其灭弧室装在与大地绝缘的油箱中。油箱既可用金属做成，也可以用绝缘材料制成。油仅作为灭弧介质和断口间绝缘用，而不作对地绝缘用，用油量少。少油断路器主要由底架、绝缘子、传动系统、导电系统、触头、灭弧室、油气分离器、缓冲器及油面指示器等部分组成。少油断路器合闸时,操动机构通过传动拐臂连杆(见开关机构)，把力传到主轴，主轴带动3根绝缘拉杆使三极动触杆向上作直线运动，最后插入静触头中，操动机构扣住触杆，使断路器保持在闭合位置。在这一过程中，开断弹簧拉伸贮能，为分闸作准备。分闸是当操作机构脱扣时，由于开断弹簧力的作用，使主轴转动带动拉杆，从而使动触杆向下运动。最后因开断弹簧的预拉力作用，主轴拐臂紧靠在分闸定位件上，从而使断路器保持在断开的位置上。

少油断路器110kV及以上电压等级的户外式少油断路器多采用开断电弧的单元断口（或称开断单元）串联、积木式组合的落地式总体结构。标准开断单元的电压为55-110kV。例如SW6型少油断路器，开断单元为55kV,属于这一系列的220kV和330kV的少油断路器将取双柱四断口和三柱六断口的结构，每极由四个和六个开断单元串联而成，各断口上均并联电容器以均匀开断时断口的电压分布；每极各用一个单独的液压操动机构操作。少油断路器少油断路器的突出特点是结构简单，易于制造和维修、价格低、使用方便。与多油断路器相比，少油断路器体积小、重量轻、用油量少，能采用积木式组装成超高压少油断路器，并在电力系统中被广泛应用。其缺点是燃弧时间长，动作较慢，检修周期短，维修工作量大，受单元断口的电压限制，发展特高压等级有困难等。空气断路器空气断路器（自动开关）：断路器的一种。绝缘介质为空气。是用手动（或电动）合闸，用锁扣保持合闸位置，由脱扣机构作用于跳闸并具有灭弧装置的低压开关，目前被广泛用于500V以下的交、直流装置中，在电路中作接通、分断和承载额定工作电流和短路、过载等故障电流。当电路内发生过负荷、短路、电压降低或消失时，能自动切断电路，进行可靠的保护。断路器的动、静触头及触杆设计型式多样，但提高断路器的分断能力是主要目的。目前，利用一定的触头结构，限制分断时短路电流峰值的限流原理，对提高断路器的分断能力有明显的作用，而被广泛采用。空气断路器属于他能式断路器,靠压缩空气吹动电弧使之冷却,在电弧达到零值时,迅速将弧道中的离子吹走或使之复合而实现灭唬空气断路器开断能力强,开断时间短,但结构复杂,工艺要求高,有色金属消耗多,因此,空气断路器一般应用在110KV及以上的电力系统中。空气断路器六氟化硫断路器六氟化硫(SF6)断路器。SF6断路器采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。近年来SF6断路器发展很快,在高压和超高压系统中得到广泛应用。尤其以SF6断路器为主体的封闭式组合电器,是高压和超高压电器的重要发展方向。六氟化硫断路器的结构特点阻塞效应：充分发挥气流的吹弧效果，灭弧室体积小、结构简单、开断电流大、燃弧时间短，开断电容或电感电流无重燃或无复燃，过电压低。电气寿命长

50kA满容量连续开断可达19次，累计开断电流可达4200kA，检修周期长35kv六氟化硫断路器，适于频繁操作。六氟化硫断路器的结构特点绝缘水平高：六氟化硫气体在0.3MPa气压时，通过了各种绝缘试验并有较大裕度。累计开断电流3000kA以后，在0.3MPa气压下每个断口还可耐受工频电压250kV达1min，将六氟化硫气体减至零表压仍可耐受工频电压166.4kV5min。密封性能好：六氟化硫气体含水量低；灭弧室、电阻和支柱分成独立气隔，现场安装时不用打开，安装好后用自动接头连通；安装检修方便，并可防止脏物和水分进入断路器内部。六氟化硫断路器的结构特点自我保护和监视系统完备：液压机构内的信号缸可实现对断路器的自我保护：有密度继电器监视六氟化硫气体泄漏；有压力开关和安全阀监视液压机构压力，保护液压系统安全。液压机构采用了可防止"失压慢分"的阀系统，本体上就可进行机构闭锁，保证运行安全。控制回路中采用了两套分闸电磁铁和防跳保护，保证操作准确无误。操作功率小，缓冲平稳：机构工作缸与灭弧动触头的传动比为1:1，机构特性稳定。机构特性稳定性可达3000次，机构寿命研究试验做到10000次，操作噪声小于90dB。真空断路器真空断路器。真空断路器是在高度真空中灭弧的高压断路器。在触头分离时电极蒸发出来的金属蒸汽中形成大量离子和电子，在真空环境中迅速向周围空间扩散。当电弧电流到达零值时,触头间的粒子因扩散而消失的数量超过产生的数量时,电弧即不能维持而熄灭。真空断路器开断能力强,