斷路器和隔離開關(guān)編輯課件1.高壓斷路器高壓斷路器是電力系統(tǒng)中發(fā)、送、變、配電接通、分?jǐn)嚯娐泛捅Ｗo(hù)電路的主要設(shè)備。額定電壓為3kV及以上，具有完善的滅弧裝置，能夠關(guān)合、承載和開斷運(yùn)行狀態(tài)的正常電流，并能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)關(guān)合、承載和開斷規(guī)定的異常電流〔如短路電流、過負(fù)荷電流〕的開關(guān)電器稱為高壓斷路器。在某些電氣主接線中，還擔(dān)任改變主接線運(yùn)行方式的任務(wù)。編輯課件1.1高壓斷路器的作用高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)設(shè)備之一，它起著控制和保護(hù)電力設(shè)備的雙重作用：1)控制作用：根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的需要，將局部或全部電力設(shè)備或線路投入或退出運(yùn)行；2)保護(hù)作用：當(dāng)電力系統(tǒng)任何局部發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)將故障局部從系統(tǒng)中快速切除，防止事故擴(kuò)大，保護(hù)系統(tǒng)中各類電氣設(shè)備不受損壞，保證系統(tǒng)的平安運(yùn)行。編輯課件1.2高壓斷路器的分類1)根據(jù)裝設(shè)的地點(diǎn)不同，分為戶內(nèi)〔N〕和〔W〕兩種形式。2)根據(jù)控制和保護(hù)的電氣設(shè)備不同，高壓斷路器大致可分為以下幾類型：a)發(fā)電機(jī)斷路器：控制和保護(hù)發(fā)電機(jī)用的斷路器，斷路器的額定電壓在17.5～36KV范圍內(nèi)，額定電流及額定短路開斷電流極大，不需要快速自動(dòng)重合閘。b)輸電斷路器：用于110〔63〕KV及以上輸電系統(tǒng)中的斷路器。其中110KV、220KV電壓等級(jí)使用的斷路器稱為高壓斷路器，330KV及以上電壓等級(jí)使用的斷路器稱為超高壓斷路器。編輯課件3)根據(jù)路器的滅弧介質(zhì)和作用原理，可分為以下主要類型：a)油斷路器：以變壓器油來作為滅弧和絕緣介質(zhì)的斷路器，又可分為多油和少油兩種類型。b)SF6斷路器：以SF6氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)的斷路器。c)真空斷路器：以高真空度的介質(zhì)來熄弧的斷路器。d)壓縮空氣斷路器：以高速流動(dòng)的壓縮空氣來作為滅弧介質(zhì)的斷路器。e)自產(chǎn)氣斷路器：利用固體介質(zhì)受電弧作用分解氣體來熄弧的斷路器。f)磁吹斷路器：利用電磁力驅(qū)使電弧進(jìn)入絕緣狹縫中，拉長、冷卻電弧來熄弧的斷路器。編輯課件1.3對(duì)高壓斷路器的根本要求工作可靠。應(yīng)具有足夠的斷路能力。具有盡可能短的切斷時(shí)間。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合閘。編輯課件1.4高壓斷路器的技術(shù)特性1)額定電壓和最高工作電壓〔kV〕2)額定電流(A)3)額定開斷電流(kA)4)額定峰值耐受電流〔動(dòng)穩(wěn)定電流〕(kA)5)額定短時(shí)耐受電流〔熱穩(wěn)定電流〕(kA)6)額定開斷電流(kA)7)合閘時(shí)間(s)8)分閘時(shí)間(s)9)額定開斷容量(MVA)編輯課件1.5高壓斷路器工作原理1.5.1電弧的概念當(dāng)開關(guān)電器開斷電路時(shí)，電壓和電流到達(dá)一定值時(shí)，觸頭剛剛別離后，觸頭之間就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的白光，稱為電弧。1.5.2電弧的本質(zhì)電弧的實(shí)質(zhì)是一種氣體放電現(xiàn)象：絕緣氣體〔或絕緣油受熱分解出氣體〕游離產(chǎn)生的自由電子導(dǎo)電。1.5.3電弧放電的特征〔1〕電弧由三局部組成：陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)；〔2〕電弧溫度很高，可達(dá)5000-7000。C；〔3〕電弧是一種自持放電現(xiàn)象；〔4〕電弧是一束游離的的氣體。編輯課件1.5.4電弧的危害a)電弧的存在延長了開關(guān)電器開斷故障電路的時(shí)間，加重了電力系統(tǒng)短路故障的危害。b)電弧產(chǎn)生的高溫，將使觸頭外表熔化和蒸化，燒壞絕緣材料。對(duì)充油電氣設(shè)備還可能引起著火、爆炸等危險(xiǎn)。c)由于電弧在電動(dòng)力、熱力作用下能移動(dòng)，很容易造成飛弧短路和傷人，或引起事故的擴(kuò)大。編輯課件1.5.5電弧的形成斷路器斷開過程中，觸頭剛別離時(shí)突然解除接觸壓力，陰極外表立即出現(xiàn)高溫?zé)霟狳c(diǎn)，產(chǎn)生熱電子發(fā)射；同時(shí)，由于觸頭的間隙很小使得電壓強(qiáng)度很高，產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射。從陰極外表逸出的電子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，加速向陽極運(yùn)動(dòng)，發(fā)生碰撞游離，導(dǎo)致觸頭間隙中帶電質(zhì)點(diǎn)急劇增加，溫度驟然升高，產(chǎn)生熱游離并且成為游離的的主要因素，此時(shí)，在外加電壓作用下，間隙被擊穿，形成電弧。編輯課件1.5.6交流電弧的特性在交流電路中，電流瞬時(shí)值隨時(shí)間變化，因而電弧的溫度、直徑以及電弧電壓也隨時(shí)間變化，電弧的這種特性稱為動(dòng)特性。由于弧柱的受熱升溫或散熱降溫都有一定過程，跟不上快速變化的電流，所以電弧溫度的變化總滯后于電流的變化，這種現(xiàn)象稱為電弧的熱慣性。交流電弧在交流電流自然過零時(shí)將自動(dòng)熄滅，但在下半周隨著電壓的增高，電弧又重燃。如果電弧過零后，電弧不發(fā)生重燃，電弧就此熄滅。所以熄滅交流電弧的關(guān)鍵在于電弧電流過零后，弧隙的介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)過程能否始終大于弧隙電壓的恢復(fù)過程。編輯課件1.5.7電弧的熄滅在外加電壓和電弧電流作用下，電子和離子不斷產(chǎn)生的過程，也就是電弧的產(chǎn)生和維持的過程，稱為游離。與此同時(shí)，在弧柱中還存在著電子和離子消失〔減少〕的過程，使電弧電流減少，以致使電弧熄滅，稱為去游離。在穩(wěn)定燃燒的電弧中，這兩個(gè)過程處于動(dòng)態(tài)平衡。如果游離現(xiàn)象大于去游離現(xiàn)象，電弧將繼續(xù)熾熱燃燒；如果去游離大于游離，電弧越來越弱，最后熄滅。因此使去游離大于游離就是電弧熄滅的根本原理。編輯課件1.5.8熄滅交流電弧的方法熄滅交流電弧的本質(zhì)：削弱游離過程，加強(qiáng)去游離過程。a)提高觸頭的分閘速度b)采用多斷口c)吹弧d)短弧原理滅弧e)利用固體介質(zhì)的狹縫狹溝滅弧f)用耐高溫金屬材料作觸頭、優(yōu)質(zhì)滅弧介質(zhì)編輯課件1.6氣體絕緣全封閉組合電器〔GIS〕SF6絕緣封閉式組合電器〔GasInsulatedSwitchgear〕簡(jiǎn)稱GIS。GIS將包括斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線、電纜終端、進(jìn)出線套管等一次設(shè)備，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)有機(jī)地組合成一個(gè)整體，并將這些設(shè)備全部封閉在金屬接地的外殼中，在其內(nèi)部充滿一定壓力的SF6絕緣氣體。編輯課件GIS的特點(diǎn)1)小型化。因采用絕緣性能卓越的SF6氣體做絕緣和滅弧介質(zhì)，所以能大幅度縮小變電站的體積，實(shí)現(xiàn)小型化。2)可靠性高。由于帶電局部全部密封于惰性SF6氣體中，大大提高了可靠性。此外具有優(yōu)良的抗地震性能。3)平安性好。帶電局部密封于接地的金屬殼體內(nèi)，因而沒有觸電危險(xiǎn)。SF6氣體為不燃燒氣體，所以無火災(zāi)危險(xiǎn)。4)對(duì)外部影響小。因帶電局部以金屬殼體封閉，對(duì)電磁和靜電實(shí)現(xiàn)屏蔽，噪音小，抗無線電干擾能力強(qiáng)。5)安裝周期短。由于實(shí)現(xiàn)小型化，可在工廠內(nèi)進(jìn)行整機(jī)裝配和試驗(yàn)合格后以單元或間隔的形式運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，因此可縮短現(xiàn)場(chǎng)安裝工期，又能提高可靠性。6)維護(hù)方便。因其結(jié)構(gòu)布局合理，滅弧系統(tǒng)先進(jìn)大大提高了產(chǎn)品的使用壽命，因此檢修周期長、維修工作量小，而且由于小型化離地面低，因此日常維護(hù)方便。編輯課件2.低壓斷路器低壓斷路器俗稱自動(dòng)空氣開關(guān)，是低壓配電網(wǎng)中的主要開關(guān)電器之一，它不僅可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)載電流、電動(dòng)機(jī)工作電流和過載電流，而且可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏?。主要在不頻繁操作的低壓配電線路或開關(guān)柜(箱)中作為電源開關(guān)使用，并對(duì)線路、電氣設(shè)備及電動(dòng)機(jī)等起保護(hù)作用．當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重過電流、過載、短路、斷相、漏電等故障時(shí)，能自動(dòng)切斷線路，起到保護(hù)作用。編輯課件3.隔離開關(guān)3.1隔離開關(guān)〔刀閘〕的用途1)將被檢修的設(shè)備與帶電局部可靠隔離以保證工作人員和設(shè)備的平安。2)用隔離開關(guān)可以進(jìn)行的操作有：倒母線操作；拉合小電流電路〔拉合無故障電壓互感器和避雷器，改變中性點(diǎn)的運(yùn)行方式，拉合空載母線及一定容量的變壓器和一定長度的空載線路?！尘庉嬚n件3.2隔離開關(guān)的技術(shù)參數(shù)〔1〕額定電壓指隔離開關(guān)長期運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓?！?〕最高工作電壓指隔離開關(guān)能承受的超過額定電壓的最高電壓。〔3〕額定電流指隔離開關(guān)可以長期通過的工作電流。〔4〕熱穩(wěn)定電流指隔離開關(guān)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)允許通過的最大電流?！?〕極限通過電流峰值指隔離開關(guān)所能承受的最大瞬時(shí)沖擊短路電流。編輯課件3.3隔離開關(guān)的分類〔1〕按裝設(shè)地點(diǎn)的不同，可分為戶內(nèi)式和戶外式兩種?！?〕按絕緣支柱數(shù)目，分為柱式、雙柱式和三柱式三種?！?〕按動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)方式，可分為水平旋轉(zhuǎn)式、垂直旋轉(zhuǎn)式、擺動(dòng)式和插入式等?！?〕按有無接地閘刀，可分為無接地閘刀、一側(cè)有接地閘刀、兩側(cè)有接地閘刀三種。〔5〕按操動(dòng)機(jī)構(gòu)的不同，可分為手動(dòng)式、電動(dòng)式、氣動(dòng)式和液壓式等?！?〕按極數(shù)，可分為單極、雙極、三極三種，以及按安裝方式分為平裝式和套管式等。編輯課件3.4操作隔離開關(guān)的根本要求1)隔離開關(guān)操作前，應(yīng)檢查斷路器、相應(yīng)接地開關(guān)確已拉開并分閘到位，確認(rèn)送電范圍內(nèi)接地線已拆。2)手動(dòng)合隔離開關(guān)應(yīng)迅速、果斷