斷路器基礎(chǔ)知識

1、SHENZHEN CLOU ELECTRONICS CO., LTD.高壓斷路器基礎(chǔ)知識高壓斷路器基礎(chǔ)知識特變站-萬曉剛斷路器的作用及基本結(jié)構(gòu)斷路器的作用及基本結(jié)構(gòu) 1斷路器：能關(guān)合 、承載、開斷運(yùn)行回路正常電流、也能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)關(guān)合承載及開斷規(guī)定的過載電流（包括短路電流）的開關(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

2、組成。 高壓斷路器的類型高壓斷路器的類型n 通常可按以下兩種方式對開關(guān)裝置進(jìn)行分類：通?？砂匆韵聝煞N方式對開關(guān)裝置進(jìn)行分類：n 1. 1. 按電壓等級分：按電壓等級分：n （1 1）額定電壓大于或等于）額定電壓大于或等于1kV 1kV 的開關(guān)設(shè)備稱為高的開關(guān)設(shè)備稱為高壓開關(guān)。如：斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、高壓開關(guān)。如：斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、高壓熔斷器壓熔斷器n （2 2）額定電壓低于）額定電壓低于1kV1kV的開關(guān)設(shè)備稱為低壓開關(guān)。的開關(guān)設(shè)備稱為低壓開關(guān)。如：自動(dòng)空氣開關(guān)、接觸器、磁力起動(dòng)器、閘刀如：自動(dòng)空氣開關(guān)、接觸器、磁力起動(dòng)器、閘刀開關(guān)、低壓熔斷器開關(guān)、低壓熔斷器高壓斷路器的類型

3、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)（高壓斷路器裝設(shè)的地點(diǎn)不同，分為戶內(nèi)（N N）和（）和（W W）兩種形式、按斷路）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：器的滅弧介質(zhì)和作用原理，可分為下列主要類型：（1 1）油斷路器：它是以變壓器油來作為滅弧和絕緣介質(zhì)的斷路器，又可）油斷路器：它是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分為多油和少油兩種類型; ;（2 2）SF6SF6斷路器：它是以斷路器：它是以SF6SF6氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)的斷路器氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)的斷路器; ;（3 3）真空斷路器：它是以高真空度的介質(zhì)來熄弧的斷路器。

4、指觸頭在高）真空斷路器：它是以高真空度的介質(zhì)來熄弧的斷路器。指觸頭在高真空中關(guān)合和開斷的斷路器真空中關(guān)合和開斷的斷路器; ; （4 4）壓縮空氣斷路器：它是以高速流動(dòng)的壓縮空氣來作為滅弧介質(zhì)的斷）壓縮空氣斷路器：它是以高速流動(dòng)的壓縮空氣來作為滅弧介質(zhì)的斷路器路器; ;（5 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熄弧的斷）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熄弧的斷路器路器; ;（6 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、冷）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、冷卻電弧來熄弧的斷路器卻電弧來熄弧的斷路器; ; 我國生產(chǎn)的高壓

5、斷路器的類型很多，其型號的含義如下：其中表我國生產(chǎn)的高壓斷路器的類型很多，其型號的含義如下：其中表示產(chǎn)品名稱的字母含義：示產(chǎn)品名稱的字母含義：S S為少油斷路器；為少油斷路器；D D為多油斷路器；為多油斷路器；K K為空氣為空氣斷路器；斷路器；z z為真空斷路器為真空斷路器C C為磁吹斷路器。表示其他標(biāo)志的字母為磁吹斷路器。表示其他標(biāo)志的字母: :如如G G為為改進(jìn)型；改進(jìn)型；F F為分相操作；為分相操作；DD增容；增容；WW防污；防污；QQ耐震。耐震。高壓斷路器的類型高壓斷路器的類型n 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：根據(jù)控制和保護(hù)的電氣設(shè)備不同，高壓斷路器大致

6、可分為以下幾類型：（1 1）發(fā)電機(jī)斷路器）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壓在17.517.536KV36KV范圍內(nèi)，額定電流及額定短路開斷電流極大，不需要范圍內(nèi)，額定電流及額定短路開斷電流極大，不需要快速自動(dòng)重合閘快速自動(dòng)重合閘. .（2 2）輸電斷路器）輸電斷路器用于用于110110（6363）KVKV及以上輸電系統(tǒng)中的斷路器。其及以上輸電系統(tǒng)中的斷路器。其中中110KV110KV、220 KV220 KV電壓等級使用的斷路器稱為高壓斷路器，電壓等級使用的斷路器稱為高壓斷路器，330KV330KV及以及以上電壓等級使用的斷

7、路器稱為超高壓斷路器。輸電斷路器除要求具備上電壓等級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，還常要具備開合近區(qū)故障，失步故障快速自動(dòng)重合閘功能外，還常要具備開合近區(qū)故障，失步故障, ,架空架空線路和電纜線路充電電流的能力。線路和電纜線路充電電流的能力。（3 3）配電斷路器）配電斷路器用于用于35KV35KV及以下的配電系統(tǒng)中的斷路器。這類斷路及以下的配電系統(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)滿足的基本要求運(yùn)行中的高壓斷路器一般應(yīng)滿足的基本要求n （1）安全可靠：高壓斷路器在正常運(yùn)行中，不應(yīng)誤

8、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)（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。n （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)能承受開斷和關(guān)合故障電流的能力。n （3）動(dòng)作迅速：高壓斷路器開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)來的信號后，應(yīng)在百分之幾秒的時(shí)間內(nèi)斷開故障電路。n （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單可靠的二次

9、回路。斷路器參數(shù)的選擇斷路器參數(shù)的選擇項(xiàng)目參數(shù)技術(shù)條件正常工作條件電壓電流頻率機(jī)械荷載短路穩(wěn)定性動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流和持續(xù)時(shí)間承受過電壓能力對地和斷口間得絕緣水平，泄露比距（對地.倍)操作性能開斷電流，短路關(guān)合電流操作循環(huán)操作次數(shù)操作相數(shù)分合閘時(shí)間及同期性（ms)對過電壓得限制某些特需的開斷電流操動(dòng)機(jī)構(gòu)環(huán)境環(huán)境溫度日溫差最大風(fēng)速相對濕度污穢海拔高度地震烈度環(huán)境保護(hù)噪音電磁干擾高壓斷路器的技術(shù)參數(shù)高壓斷路器的技術(shù)參數(shù) 1 1）額定電壓和最高工作電壓）額定電壓和最高工作電壓：額定電壓是指斷路器在運(yùn)行中所承受的：額定電壓是指斷路器在運(yùn)行中所承受的正常工作電壓。（也就是指斷路器長期工作的標(biāo)準(zhǔn)電壓）正常

10、工作電壓。（也就是指斷路器長期工作的標(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期工作，為此母線額定電壓，這樣斷路器可能在高于其額定電壓下長期工作，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)能長期承受的最高電壓，按國家標(biāo)準(zhǔn)，對于額定電壓在在運(yùn)行中應(yīng)能長期承受的最高電壓，按國家標(biāo)準(zhǔn)，對于額定電壓在220220伏及以下的設(shè)備，其最高工作電壓為額定電壓的伏及以下的設(shè)備，其最高工作電壓

11、為額定電壓的1.151.15倍，對于倍，對于330330千伏，千伏，500500千伏的電壓等級的設(shè)備，規(guī)定為千伏的電壓等級的設(shè)備，規(guī)定為1.11.1倍。倍。 2 2）額定電流：斷路器長期允許通過的最大工作電流，其各部分的發(fā)熱）額定電流：斷路器長期允許通過的最大工作電流，其各部分的發(fā)熱溫度不超過允許值溫度不超過允許值 。額定電流的大小決定了斷路器的觸頭結(jié)構(gòu)及導(dǎo)。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。電部分的截面。n 3 3）額定開斷電流n 額定開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，能夠開斷的最大短路電流的有效值，有時(shí)也用額定開斷容量來表示。短路電流由周期分量和

12、非周期分量兩部分組成。額定開斷電流反映斷額定開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)。素有關(guān)。 n 4 4）額定峰值耐受電流（動(dòng)穩(wěn)定電流）n 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斷電流周期分量有效值的2.55倍。n 5 5）額定短時(shí)耐受電流（熱穩(wěn)定電流）n 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)耐受電流等于額定開斷電流。n 6 6）額定短路

13、持續(xù)時(shí)間（額定熱穩(wěn)定時(shí)間）n 當(dāng)額定短時(shí)耐受電流通過斷路器的時(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。n 7 7）額定短路關(guān)合電流n 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真空斷路器的基本結(jié)構(gòu)n 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。n 真空斷路器與操動(dòng)機(jī)構(gòu)有兩種布置方式，即前后布置和上下布

14、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。n 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。n 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。真空滅弧室制

15、造成一個(gè)整體，不能拆裝，損壞后應(yīng)整體更換。 n 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，在電弧電流過零后，觸頭間隙的介質(zhì)強(qiáng)度可以迅速恢復(fù)起來的原理而實(shí)現(xiàn)的。燃弧過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，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)定了斷路器的開斷性能，提高了斷路器的壽命。n 真空斷路器中真空滅弧室的好壞

16、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)的方法來檢測：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有下降。可以繼續(xù)投入運(yùn)行。 n 真空斷路器合閘失靈的原因n 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??； 2）輔助開關(guān)觸頭的行程太大； 3）分閘鎖扣的尺寸不對； 4）合閘鐵心與拉桿松動(dòng)。n 真空斷路器分閘失靈的原因（1）電氣回路方面的故障