1、高壓斷路器基礎(chǔ)知識(shí),特變站-萬(wàn)曉剛,斷路器的作用及基本結(jié)構(gòu),1斷路器：能關(guān)合 、承載、開(kāi)斷運(yùn)行回路正常電流、也能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)關(guān)合承載及開(kāi)斷規(guī)定的過(guò)載電流（包括短路電流）的開(kāi)關(guān)設(shè)備 （1）控制作用：根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的需要，將部分或全部電力設(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)任何部分發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)將故障部分從系統(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)的安全運(yùn)行。 2高壓斷路器基本結(jié)構(gòu):（觸頭）、（滅弧室）、（絕緣介質(zhì)）、（殼體結(jié)構(gòu)）和（運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)）五部分組成。,高壓斷路器的類型,通?？砂匆韵聝煞N方式對(duì)開(kāi)關(guān)裝置進(jìn)行分類： 1. 按電壓等級(jí)分： （1）額定

2、電壓大于或等于1kV 的開(kāi)關(guān)設(shè)備稱為高壓開(kāi)關(guān)。如：斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)、高壓熔斷器 （2）額定電壓低于1kV的開(kāi)關(guān)設(shè)備稱為低壓開(kāi)關(guān)。如：自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)、接觸器、磁力起動(dòng)器、閘刀開(kāi)關(guān)、低壓熔斷器,高壓斷路器的類型,高壓斷路器裝設(shè)的地點(diǎn)不同，分為戶內(nèi)（N）和（W）兩種形式、按斷路器的滅弧介質(zhì)和作用原理，可分為下列主要類型： （1）油斷路器：它是以變壓器油來(lái)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; （2）SF6斷路器：它是以SF6氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)的斷路器; （3）真空斷路器：它是以高真空度的介質(zhì)來(lái)熄弧的斷路器。指觸頭在高真空中關(guān)合和開(kāi)斷的斷路器; （4）壓縮空氣斷路器：它是

3、以高速流動(dòng)的壓縮空氣來(lái)作為滅弧介質(zhì)的斷路器; （5）自產(chǎn)氣斷路器：它是利用固體介質(zhì)受電弧作用分解氣體來(lái)熄弧的斷路器; （6）磁吹斷路器：它是利用電磁力驅(qū)使電弧進(jìn)入絕緣狹縫中，拉長(zhǎng)、冷卻電弧來(lái)熄弧的斷路器; 我國(guó)生產(chǎn)的高壓斷路器的類型很多，其型號(hào)的含義如下：其中表示產(chǎn)品名稱的字母含義：S為少油斷路器；D為多油斷路器；K為空氣斷路器；z為真空斷路器C為磁吹斷路器。表示其他標(biāo)志的字母:如G為改進(jìn)型；F為分相操作；D增容；W防污；Q耐震。,高壓斷路器的類型,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： （1）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17.536KV范

4、圍內(nèi)，額定電流及額定短路開(kāi)斷電流極大，不需要快速自動(dòng)重合閘. （2）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、220 KV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。輸電斷路器除要求具備快速自動(dòng)重合閘功能外，還常要具備開(kāi)合近區(qū)故障，失步故障,架空線路和電纜線路充電電流的能力。 （3）配電斷路器用于35KV及以下的配電系統(tǒng)中的斷路器。這類斷路器要具備快速自動(dòng)重合閘的功能.,運(yùn)行中的高壓斷路器一般應(yīng)滿足的基本要求,（1）安全可靠：高壓斷路器在正常運(yùn)行中，不應(yīng)誤動(dòng)，以免使系統(tǒng)的正常工作遭到破壞；當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，不應(yīng)拒動(dòng)（

5、拒絕動(dòng)作），以免擴(kuò)大事故范圍。同時(shí)，高壓斷路器在各種工作狀態(tài)下，均不應(yīng)出現(xiàn)危及人身和其它設(shè)備安全的現(xiàn)象。 （2）斷流容量高：系統(tǒng)中一旦出現(xiàn)故障，其電流很大，往往是其額定電流的幾倍、幾十倍甚至更高，而持續(xù)時(shí)間僅幾秒鐘。高壓斷路器應(yīng)能承受開(kāi)斷和關(guān)合故障電流的能力。 （3）動(dòng)作迅速：高壓斷路器開(kāi)斷故障電流的快慢將直接影響系統(tǒng)輸送功率的大小以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，高壓斷路器在接到繼電保護(hù)裝置發(fā)來(lái)的信號(hào)后，應(yīng)在百分之幾秒的時(shí)間內(nèi)斷開(kāi)故障電路。 （4）為了使斷路器很好地滿足上述要求，高壓斷路器必須具有可靠完善的滅弧裝置和盡量簡(jiǎn)單可靠的二次回路。,斷路器參數(shù)的選擇,高壓斷路器的技術(shù)參數(shù),1）額定電壓和最高工

6、作電壓：額定電壓是指斷路器在運(yùn)行中所承受的正常工作電壓。（也就是指斷路器長(zhǎng)期工作的標(biāo)準(zhǔn)電壓） 考慮到輸電線路有電壓降，線路供電端母線額定電壓高于受電端母線額定電壓，這樣斷路器可能在高于其額定電壓下長(zhǎng)期工作，為此斷路器出廠時(shí)都以最高工作電壓進(jìn)行鑒定。最高工作電壓是指斷路器在運(yùn)行中應(yīng)能長(zhǎng)期承受的最高電壓，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于額定電壓在220伏及以下的設(shè)備，其最高工作電壓為額定電壓的1.15倍，對(duì)于330千伏，500千伏的電壓等級(jí)的設(shè)備，規(guī)定為1.1倍。 2）額定電流：斷路器長(zhǎng)期允許通過(guò)的最大工作電流，其各部分的發(fā)熱溫度不超過(guò)允許值 。額定電流的大小決定了斷路器的觸頭結(jié)構(gòu)及導(dǎo)電部分的截面。,3）額定開(kāi)斷

7、電流 額定開(kāi)斷電流是指斷路器在額定頻率為50Hz時(shí)的瞬態(tài)恢復(fù)電壓下，能夠開(kāi)斷的最大短路電流的有效值，有時(shí)也用額定開(kāi)斷容量來(lái)表示。短路電流由周期分量和非周期分量?jī)刹糠纸M成。額定開(kāi)斷電流反映斷路器的滅弧能力，它與斷路器滅弧介質(zhì)的選擇和滅弧方法的選擇等因素有關(guān)。 4）額定峰值耐受電流（動(dòng)穩(wěn)定電流） 額定峰值耐受電流是表明斷路器能承受短路電流電動(dòng)力作用的能力，即斷路器在閉合狀態(tài)時(shí)能通過(guò)的不妨礙其正常工作的最大短路電流（峰值）。斷路器額定峰值耐受電流約等于斷路器額定開(kāi)斷電流周期分量有效值的2.55倍。 5）額定短時(shí)耐受電流（熱穩(wěn)定電流） 額定短時(shí)耐受電流是表明斷路器能承受短路電流熱效應(yīng)的能力。額定短時(shí)耐

8、受電流等于額定開(kāi)斷電流。,6）額定短路持續(xù)時(shí)間（額定熱穩(wěn)定時(shí)間） 當(dāng)額定短時(shí)耐受電流通過(guò)斷路器的時(shí)間為額定短路持續(xù)時(shí)間實(shí)施，斷路器的各部分溫度不超過(guò)其短時(shí)所允許發(fā)熱的最高溫度，并且不發(fā)生觸頭熔接或其他妨礙正常工作的異?，F(xiàn)象。額定短路持續(xù)時(shí)間通?？梢允?s、2s、3s、4s。 7）額定短路關(guān)合電流 當(dāng)斷路器進(jìn)行重合閘操作時(shí)，保證斷路器能關(guān)合短路電流而又不致于發(fā)生觸頭熔焊或其他損傷，所允許接通的最大短路電流。,真空斷路器,真空斷路器的基本結(jié)構(gòu) 真空斷路器的基本結(jié)構(gòu)是由導(dǎo)電部分、絕緣支持件、底座、真空滅孤室、操動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)部分等所組成。它分為固定式和手車式兩種。 真空斷路器與操動(dòng)機(jī)構(gòu)有兩種布置方式，

9、即前后布置和上下布置。前后布置時(shí)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)在前，真空滅弧室在后，通過(guò)轉(zhuǎn)軸拐臂等部件實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)操作；而上下布置時(shí)，真空斷路器在上，操動(dòng)機(jī)構(gòu)在下。 電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由分、合閘電磁鐵、支架和鎖扣等部件所組成。 真空滅弧室是真空斷路器的滅弧和絕緣部件。主要有動(dòng)觸頭、靜觸頭、動(dòng)端跑弧面、動(dòng)端法蘭、靜端法蘭、瓷柱、不銹鋼支撐法蘭、屏蔽罩、動(dòng)靜導(dǎo)電桿、玻殼和波紋管等，經(jīng)過(guò)清洗由玻璃封裝、真空焊、亞弧焊、排氣等工藝程序處理后封裝而成。各主要零部件均密封在玻殼中，玻殼不僅通過(guò)動(dòng)靜法蘭起到密封作用，還能起到絕緣作用。波紋管系一動(dòng)態(tài)密封的彈性元件，通過(guò)真空滅弧室在操動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下可完成分合閘動(dòng)作，而又不會(huì)破壞其真空度

10、。真空滅弧室制造成一個(gè)整體，不能拆裝，損壞后應(yīng)整體更換。,真空滅弧室的滅弧原理 真空電弧的熄滅是基于利用高真空介質(zhì)（一般為壓強(qiáng)低于10-4mm汞柱的稀薄氣體）的絕緣強(qiáng)度及在這種氣體中的電弧生成物（帶電粒子和金屬蒸汽）具有極高的擴(kuò)散速度，在電弧電流過(guò)零后，觸頭間隙的介質(zhì)強(qiáng)度可以迅速恢復(fù)起來(lái)的原理而實(shí)現(xiàn)的。燃弧過(guò)程中的金屬蒸汽和帶電粒子在強(qiáng)烈的擴(kuò)散中為屏蔽罩所冷凝，帶三條阿基米德螺旋槽的跑弧面使電弧電流在其流經(jīng)路線上的觸頭間產(chǎn)生一個(gè)橫向磁場(chǎng)，這時(shí)電弧電流在主觸頭上沿切線方向快速移動(dòng)，從而降低了主觸頭表面的溫度，減少了主觸頭的燒損，穩(wěn)定了斷路器的開(kāi)斷性能，提高了斷路器的壽命。,真空斷路器中真空滅弧室

11、的好壞 真空滅弧室的好壞直接影響到真空斷路器的技術(shù)性能和使用壽命。如果真空滅弧室存在漏氣現(xiàn)象，將會(huì)使得其真空度下降，從而使得斷路器的開(kāi)斷性能劣化，壽命縮短。因此在斷路器運(yùn)行一段時(shí)間后，必須認(rèn)真檢查。在不具備測(cè)量真空度的情況下，一般生產(chǎn)廠家均采用工頻耐壓試驗(yàn)的方法來(lái)檢測(cè)：即將真空斷路器退出運(yùn)行，作好安全技術(shù)措施。在斷路器分閘的狀態(tài)下，在真空滅弧室的動(dòng)、靜觸頭兩端加以工頻電壓（一般10kV斷路器施加工頻42kV、lmin），如沒(méi)有發(fā)現(xiàn)放電和擊穿現(xiàn)象，就可以認(rèn)為斷路器真空滅孤室的真空度沒(méi)有下降。可以繼續(xù)投入運(yùn)行。,真空斷路器合閘失靈的原因 合閘失靈的原因如下 （1）電氣回路方面的故障 1）電源電壓過(guò)低或整流部分故障； 2）合閘電源的容量不足； 3）合閘線圈出現(xiàn)匝間短路； 4）回路接線錯(cuò)誤等。 （2）機(jī)械傳動(dòng)方面的故障 1）在合閘時(shí)分閘鎖扣未扣住； 2）輔助開(kāi)關(guān)觸頭的行程太大； 3）分閘鎖扣的尺寸不對(duì)； 4）合閘鐵心與拉桿松動(dòng)。,真空斷路器分閘失靈的原因 （1）電氣回路方面的故障 1）電源電壓過(guò)低； 2）分閘線圈斷線； 3）輔助開(kāi)關(guān)觸頭接觸不良。 （2）機(jī)械傳動(dòng)方面的故障 1）分閉鎖扣不釋放； 2）分閘鎖扣上的銷子脫落；