斷路器培訓(xùn)規(guī)程

斷路器培訓(xùn)規(guī)程第1頁/共130頁

斷路器的功能

斷路器開斷電路時(shí)，充分利用交流電弧電流每半周過零一次自然熄弧的特點(diǎn)，加強(qiáng)去游離使電弧不再復(fù)燃。其介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)主要由斷路器滅弧裝置和介質(zhì)特性所決定。系統(tǒng)電壓恢復(fù)過程可能是周期性的或非同期性的。取決于被開斷電路的參數(shù)。第2頁/共130頁

斷路器的分類

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型號(hào)特征額定斷流容量，MVAS─少油斷路器額定電流，AD─多油斷路器派生標(biāo)志

K─空氣斷路器C─帶有手車裝置

Q─產(chǎn)氣斷路器G─改進(jìn)型

Z─真空斷路器D─帶有電磁操作結(jié)構(gòu)

L─六氟化硫斷路器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ─斷流容量

C─磁吹斷路器額定電壓，kV

安裝條件設(shè)計(jì)序號(hào)

N─戶內(nèi)

W─戶外第3頁/共130頁

斷路器的分類1．多油斷路器：利用絕緣油作為滅弧介質(zhì)、相間及相對(duì)地絕緣介質(zhì)。

2．少油斷路器：絕緣油只作滅弧介質(zhì)。載流部分是借空氣和陶器絕緣材料或有機(jī)絕緣材料來絕緣，滅弧方式多為橫向吹動(dòng)電弧。

3．空氣斷路器：利用壓縮空氣的吹動(dòng)來熄滅電弧的。和控制斷路器的分合闡動(dòng)作。

4．SF6斷路器：用SF6氣體作絕緣和滅弧介質(zhì)。

5．磁吹式斷路器：當(dāng)電弧電流通過吹弧線圈以產(chǎn)生磁束來吹弧及消弧。

6．真空斷路器：利用真空滅弧和絕緣，滅弧時(shí)間一般只有半個(gè)周波。第4頁/共130頁

斷路器的主要性能與參數(shù)

1．額定電壓及額定電流（1）額定電壓指斷路器長期工作的標(biāo)準(zhǔn)電壓（對(duì)三相系統(tǒng)指線電壓）。電力系統(tǒng)在運(yùn)行中允許有±5％的波動(dòng)，斷路器必須適應(yīng)在電壓變化范圍內(nèi)能長期工作，為此斷路器出廠時(shí)都以最高工作電壓進(jìn)行鑒定。如：對(duì)3～220kV范圍內(nèi)，其最高工作電壓較額定電壓約高15％左右；對(duì)330kV以上，規(guī)定最高工作電壓較額定電壓高10%。第5頁/共130頁

斷路器的主要性能與參數(shù)

（2）額定電流指在額定頻率下長期通過此電流時(shí)，斷路器無損傷，且各部分發(fā)熱不超過長期工作時(shí)最高允許發(fā)熱溫度。我國規(guī)定額定電流為：200、400、630、（1000）、1250、1600、（1500）、2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A。第6頁/共130頁

斷路器的主要性能與參數(shù)2．額定開斷電流和額定斷流容量（1）斷路器在開斷操作時(shí)，首先起弧的某相電流稱為開斷電流。在額定電壓下，能保證正常開斷的最大短路電流稱為額定開斷電流。它是標(biāo)志斷路器開斷能力的一個(gè)重要參數(shù)。我國規(guī)定額定開斷電流為：1.6、3.15、6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100kA等。第7頁/共130頁

斷路器的主要性能與參數(shù)

（2）把額定條件下的開斷能力稱為額定斷流容量。三相電路的額定斷流容量，以（MVA）表示。我國根據(jù)國際電工委員會(huì)（IEC）的規(guī)定，現(xiàn)只把額定開斷電流作為表征開斷能力的唯一參數(shù)，而斷流容量僅作為描述斷路器特性的一個(gè)數(shù)值。第8頁/共130頁

斷路器的主要性能與參數(shù)3．關(guān)合能力說明斷路器關(guān)合短路故障能力的參數(shù)為額定關(guān)合電流。其數(shù)值以關(guān)合操作時(shí)，瞬態(tài)電流第一個(gè)大半波峰值來表示，制造部門對(duì)關(guān)合電流一般取額定開斷電流的倍即（4-10-1）式中——額定關(guān)合電流，kA；

——額定開斷電流，kA。斷路器關(guān)合短路電流的能力除與滅弧裝置性能有關(guān)外，還與斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的合閘功率的大小有關(guān)。第9頁/共130頁

斷路器的主要性能與參數(shù)4．耐受性能斷路器應(yīng)具有足夠的耐受短時(shí)短路電流作用的能力，簡稱耐受能力。（1）短時(shí)熱電流（熱穩(wěn)定電流）在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間為2s，需要大于2s時(shí)推薦4s）斷路器在合閘位置，可能經(jīng)受的短時(shí)熱電流有效值（kA），稱為短時(shí)熱電流（或短時(shí)耐受電流），斷路器標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定（4-10-2）短時(shí)熱電流通過斷路器時(shí)，各零部件的溫度不應(yīng)超過短時(shí)發(fā)熱最高允許溫度，且不致出現(xiàn)觸頭熔接或軟化變形，以及其它妨礙正常運(yùn)行的異常現(xiàn)象。允許發(fā)熱最高溫度數(shù)值隨材料而異。第10頁/共130頁

斷路器的主要性能與參數(shù)

（2）峰值耐受電流峰值耐受電流亦稱動(dòng)穩(wěn)定電流，即在規(guī)定的使用條件和性能下，斷路器在合閘位置時(shí)所能經(jīng)受的電流峰值。它與關(guān)合電流不同的是，峰值耐受電流是斷路器處于合閘位置時(shí)通過的短路電流，而關(guān)合電流則是由于斷路器關(guān)合短路故障所產(chǎn)生的短路電流。峰值耐受電流也是以短路電流的第一個(gè)大半波峰值電流來表示，且（4-10-3）峰值耐受電流反映了斷路器承受由于短路電流產(chǎn)生電動(dòng)力的耐受性能，它決定斷路器的導(dǎo)電部分和絕緣支撐件的機(jī)械強(qiáng)度以及觸頭的結(jié)構(gòu)形式。第11頁/共130頁

斷路器的主要性能與參數(shù)5．操作性能（1）全開斷時(shí)間是指斷路器接到分閘命令瞬間起到電弧熄滅為止的時(shí)間間隔。即（4-10-4）式中——全開斷時(shí)間，s；

——分閘時(shí)間，s；從斷路器接到分閘命令瞬間到所有相的觸頭都分離的時(shí)間間隔，亦稱為斷路器固有分閘時(shí)間；

——燃弧時(shí)間，s；是指某一相首先起弧瞬間到所有相電弧全部熄滅的時(shí)間間隔。第12頁/共130頁

斷路器的主要性能與參數(shù)

全開斷時(shí)間是說明斷路器開斷過程快慢的主要參數(shù)，它直接影響故障對(duì)設(shè)備的損壞程度、故障范圍、傳輸容量和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。斷路器開斷時(shí)間示意圖

（2）合閘時(shí)間處于分閘位置的斷路器，從接到合閘命令瞬間起到所有相的觸頭均接觸為止的時(shí)間稱為合閘時(shí)間。

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斷路器的主要性能與參數(shù)6．自動(dòng)重合閘性能

自動(dòng)重合閘的操作循環(huán)：分—

—合分—

—合分。為斷路器開斷故障電路，從電弧熄滅起到電路重新接通的時(shí)間，稱為無電流間隔時(shí)間，一般為0.3s或0.5s；為強(qiáng)送電時(shí)間，一般為180s。斷路器開斷時(shí)間與無電流間隔時(shí)間之和稱為自動(dòng)重合閘時(shí)間。金屬短接時(shí)間系指斷路器重合閘操作后，觸頭閉合到第二次觸頭分開所需用的時(shí)間。第14頁/共130頁

滅弧方法

當(dāng)高壓斷路器開斷高壓有載電路時(shí)之所以產(chǎn)生電弧，原因在于觸頭本身及其周圍的介質(zhì)中含有大量可被游離的電子。當(dāng)分?jǐn)嗟挠|頭間存在足夠大的外施電壓條件下，電路電流也達(dá)到最小生弧電流時(shí)，會(huì)因強(qiáng)烈的游離而產(chǎn)生電弧。工業(yè)配電系統(tǒng)主要是交流系統(tǒng)，所以電弧也主要是交流電弧，其性質(zhì)是半個(gè)周期要經(jīng)過零值一次，而電流過零時(shí)，電弧要暫時(shí)熄滅。因此，大多數(shù)交流開關(guān)電器的滅弧方法中，都利用了交流電流過零時(shí)電弧暫時(shí)熄滅這一特性。

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滅弧方法1．速拉滅弧當(dāng)交流電流經(jīng)過零值的瞬間，拉大觸頭間距離，當(dāng)觸頭間所加電壓不足以擊穿其間距時(shí)，電弧就不會(huì)重新點(diǎn)燃。觸頭的分離速度越快，電弧熄滅就越快，通常在高壓斷路器中裝設(shè)強(qiáng)力的跳脫彈簧來加快觸頭分開的速度。

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滅弧方法2．吹弧滅弧法利用外力（如氣流、油流或電磁力）來吹動(dòng)電弧，使電弧加速冷卻，同時(shí)拉長電弧，降低電弧中的電場強(qiáng)度，加速電弧的熄滅，按吹弧的方向來分，有橫吹和縱吹兩種。

a）橫吹b）縱吹

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滅弧方法

當(dāng)?shù)蛪旱堕_關(guān)迅速拉開刀闡時(shí)，不僅迅速拉長了電弧，同時(shí)使本身回路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力作用于電弧，吹動(dòng)電弧，使其拉長電弧直到電弧熄滅。如果開關(guān)利用專門吹弧線圈來吹動(dòng)電弧，使電弧移動(dòng)，電弧移動(dòng)的力實(shí)際上是電弧電流在線圈磁場中產(chǎn)生的電動(dòng)力。也有的開關(guān)利用鐵磁物質(zhì)（鋼片等），來吸動(dòng)電弧。第18頁/共130頁

滅弧方法3．冷卻滅弧法降低電弧的溫度，使正負(fù)離子的復(fù)合增強(qiáng)，有助于電弧迅速熄滅，這是一種基本的滅弧方法。

4．短弧滅弧法利用金屬片將長弧切成若干短弧，則電弧上的壓降將近似地增大若干倍。當(dāng)外施電壓小于電弧上的壓降時(shí)，則電弧就不能維持而迅速熄滅。通常采用鋼滅弧柵，讓電弧進(jìn)入鋼片，一是利用了電動(dòng)力吹弧，二是利用了鐵磁吸弧，同時(shí)鋼片對(duì)電弧還有冷卻作用。第19頁/共130頁

滅弧方法5．狹縫滅弧法電弧在固體介質(zhì)所形成的窄溝內(nèi)燃燒，將電弧冷卻，同時(shí)電弧在狹縫窄溝中燃燒，壓力增大，有利于電弧的熄滅。有的熔絲在熔管內(nèi)充填石英砂，就是利用這種狹溝滅弧原理，還有一種用耐弧的絕緣材料（陶瓷類）制成滅弧柵，也是利用了這種滅弧原理。第20頁/共130頁

滅弧方法6．真空滅弧法真空具有較高的絕緣強(qiáng)度，如果將開關(guān)觸頭裝置置于真空容器，則在電流過零時(shí)，即能熄滅電弧。為防止產(chǎn)生過電壓，應(yīng)當(dāng)不使觸頭分開時(shí)，電流突變?yōu)榱?。一般?yīng)在觸頭間產(chǎn)生少量金屬蒸汽，形成電弧通道。當(dāng)交流電流自然下降過零前后，這些等離子態(tài)的金屬蒸汽便在真空中迅速飛散而熄滅電弧。

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高壓斷路器的操作要求

1．正常操作的要求（1）新裝或大修后的斷路器，投運(yùn)前必須驗(yàn)收合格才能施加運(yùn)行電壓。（2）斷法器的分、合閘指示器應(yīng)指示正確，且與當(dāng)時(shí)實(shí)際運(yùn)行相符。（3）斷路器接線板的連接處或其它必要的地方應(yīng)有監(jiān)視運(yùn)行溫度的措施，如示溫蠟片等。（4）斷路器金屬外殼接地良好且有明顯的接地標(biāo)志，接地體的截面積符合規(guī)程要求。（5）油斷路器的油色應(yīng)正常，油位應(yīng)在油位指示的上、下限油位監(jiān)視線中，絕緣油牌號(hào)和性能應(yīng)滿足當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁氐囊獊恚唾|(zhì)合格。（6）六氟化硫斷路器，為監(jiān)視其氣體壓力，應(yīng)裝有密度繼電器或壓力表，并附有壓力表和壓力溫度關(guān)系曲線，其有SF6氣體補(bǔ)氣接口。（7）真空斷路器應(yīng)配有限制操作過電壓的保護(hù)裝置。第22頁/共130頁

高壓斷路器的操作要求2.斷路器操作機(jī)構(gòu)的要求（1）操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作電壓應(yīng)滿足：低于額定電壓的30％時(shí)不動(dòng)作；高于額定電壓的65％時(shí)可靠動(dòng)作。（2）機(jī)構(gòu)箱應(yīng)具有防塵、防潮、防小動(dòng)物進(jìn)入及通風(fēng)措施，液壓與氣動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)有加熱裝置和恒溫控制措施。（3）電磁操作機(jī)構(gòu)的合閘電源應(yīng)保持穩(wěn)定。運(yùn)行中電源電壓如有變化，其電壓不低于額定電壓的80％，最高不得高于額定電壓的110％。（4）液壓操作機(jī)構(gòu)應(yīng)具有防“失壓慢分”裝置，并用有防“失壓慢分”的機(jī)構(gòu)卡具。所謂“失壓慢分”是指液壓操作機(jī)因某種原因壓力降到零，然后重新啟動(dòng)油泵打壓時(shí)，造成斷路器緩慢分閘、采用液壓或氣動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，其工作壓力大于1MPa（表壓）時(shí)，應(yīng)有壓力釋放裝置。（5）彈簧操作機(jī)構(gòu)在斷路器合閘釋放能量后，應(yīng)能自動(dòng)再次儲(chǔ)能。

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高壓斷路器的操作要求3．故障狀態(tài)下的操作要求：（1）斷路器在運(yùn)行中，由于某種原因造成油斷路器嚴(yán)重缺油，六氟化硫斷路器氣體壓力異常（如突然降至零等），嚴(yán)禁對(duì)斷路器進(jìn)行停、送電操作，應(yīng)立即斷開故障斷路器的控制電源，及時(shí)采取措施，將故障斷路器退出運(yùn)行。（2）分相操作的斷路器操作時(shí)，發(fā)生非全相合閘，應(yīng)立即將已合上相拉開，重新操作合閘一次，如仍不正常，則應(yīng)拉開合上相后匯報(bào)，上級(jí)派員處理。當(dāng)發(fā)生非全相分閘時(shí)，應(yīng)立即拉開故障開關(guān)控制電源，手動(dòng)操作將拒動(dòng)相分閘。（3）嚴(yán)禁將有拒跳或合閘不可靠的斷路器投入運(yùn)行。

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高壓斷路器的異常運(yùn)行

1.油斷路器（1）油斷路器聲音異常（2）油斷路器油位異常（3）油斷路器油質(zhì)發(fā)黑（4）斷路器過熱（5）跳合閘線圈冒煙（6）斷路器跳合閘不同期第25頁/共130頁

高壓斷路器的異常運(yùn)行2．真空斷路器常見異常運(yùn)行（1）電動(dòng)合不上閘（2）合閘合空（3）電動(dòng)不脫扣（4）分合閘不可靠（5）合閘線圈燒毀（6）分閘線圈燒毀（7）輔助開關(guān)燒毀第26頁/共130頁

高壓斷路器的異常運(yùn)行3．六氟化硫斷路器常見異常運(yùn)行（1）泄漏氣體（2）閃絡(luò)放電。（3）分合閘不可靠第27頁/共130頁

高壓斷路器的故障1．應(yīng)停電處理的情況（1）嚴(yán)重漏油，油標(biāo)管中已看不見油位。（2）本體或連接處過熱變色或燒紅。（3）支持絕緣子斷裂或套管炸裂。（4）絕緣子嚴(yán)重放電。（5）SF6斷路器的氣體壓力值低于閉鎖值。（6）液壓機(jī)構(gòu)的壓力值低于閉鎖值。（7）彈簧機(jī)構(gòu)和彈簧拉力不夠，閉鎖信號(hào)不能復(fù)歸。（8）氣動(dòng)機(jī)構(gòu)的氣壓低于閉鎖值。第28頁/共130頁

高壓斷路器的故障2．10～35kV的少油斷路器合閘后支持絕緣子斷裂

3．10～35kV的少油斷路器拉桿絕緣子斷裂或拉桿銷子脫落

4．油斷路器嚴(yán)重缺油

5．油斷路器著火

6．?dāng)嗦菲髡`跳閘

7．?dāng)嗦菲骶芙^合閘

8．真空斷路器真空度下降

9．SF6斷路器漏氣

10．操作機(jī)構(gòu)故障第29頁/共130頁

低壓斷路器

低壓斷路器用作交、直流線路的過載、短路保護(hù)，被廣泛應(yīng)用于建筑照明、動(dòng)力配電線路、用電設(shè)備作為控制開關(guān)和保護(hù)設(shè)備，也可用于不頻繁起動(dòng)電動(dòng)機(jī)以及操作或轉(zhuǎn)換電路。

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低壓斷路器1．種類（1）萬能式斷路器

（2）塑料外殼式斷路器

（3）電動(dòng)斥力式限流斷路器

（4）剩余電流保護(hù)斷路器（5）直流快速斷路器（6）滅磁斷路器

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低壓斷路器2．低壓斷路器的選用要點(diǎn)表示低壓斷路器性能的主要指標(biāo)有分?jǐn)嗄芰捅Ｗo(hù)特性。分?jǐn)嗄芰κ侵搁_關(guān)在指定的使用和工作條件及在規(guī)定的電壓下接通和分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦担╧A）。保護(hù)特性主要分為過電流保護(hù)、過載保護(hù)和欠電壓保護(hù)三種。第32頁/共130頁

低壓斷路器

（1）額定電壓斷路器的額定電壓應(yīng)大于線路額定電壓。主要是交流380V或直流220V的供電系統(tǒng)。按線路額定電壓進(jìn)行選擇時(shí)應(yīng)滿足下列條件：（4-10-5）式中——低壓斷路器的額定電壓，V；

——線路的額定電壓，V。

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低壓斷路器

（2）額定電流斷路器的額定電流與過電流脫扣器的額定電流應(yīng)大于線路計(jì)算負(fù)荷電流。當(dāng)按線路的計(jì)算電流選擇時(shí)，應(yīng)能滿足下式：（4-10-6）式中——低壓斷路器的額定電流，A；

——線路的計(jì)算電流或?qū)嶋H電流，A。如果環(huán)境溫度低于+40℃，則電器產(chǎn)品溫度每低1℃，允許電流比額定電流值增加0.5%。但增加總數(shù)不得超過20％。第34頁/共130頁

低壓斷路器

斷路器的保護(hù)定值（1）長延時(shí)脫扣器的電流整定值，動(dòng)作時(shí)間可以不小于10s；長延時(shí)脫扣器只能作過載保護(hù)。（2）短延時(shí)脫扣器的電流整定值，動(dòng)作時(shí)間約為0.1～0.4s；短延時(shí)脫扣器可以作短路保護(hù)，也可以作過載保護(hù)。（3）瞬時(shí)脫扣器的電流整定值，其動(dòng)作時(shí)間約為0.02s。瞬時(shí)脫扣器一般用作短路保護(hù)。第35頁/共130頁

低壓斷路器

（3）瞬時(shí)過電流脫扣器的整定電流瞬時(shí)脫扣器的動(dòng)作時(shí)間為0.02s左右。瞬時(shí)或短時(shí)過電流脫扣器的整定電流應(yīng)能躲開線路的尖峰電流。

1）負(fù)載是單臺(tái)電動(dòng)機(jī)，整定電流按下式計(jì)算（4-10-7）式中——瞬時(shí)或短時(shí)過電流脫扣器整定電流值，A；

——可靠系數(shù)，對(duì)動(dòng)作時(shí)間大于0.02s的斷路器，K

取1.35，對(duì)動(dòng)作時(shí)間小于0.02s的斷路器K取

1.7～2.0；

——電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，A。第36頁/共130頁

低壓斷路器2）當(dāng)配電線路不考慮電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流時(shí)，按下式計(jì)算整定值（4-10-8）式中——配電線路的尖峰電流，A；

——可靠系數(shù)，一般取1.35。

3）當(dāng)配電線路考慮電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流時(shí)，按下式計(jì)算整定值（4-10-9）式中——正常工作電流和可能出現(xiàn)的自起動(dòng)電機(jī)的起動(dòng)電流的總和，A。第37頁/共130頁

低壓斷路器

（3）短時(shí)過電流脫扣器的整定電流確定本級(jí)斷路器短延時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流的整定，應(yīng)與下一級(jí)開關(guān)整定電流選擇性配合。本級(jí)動(dòng)作整定電流應(yīng)大于或等于下一級(jí)低壓斷路器短延時(shí)或瞬時(shí)動(dòng)作整定值的1.2倍。若下一級(jí)有多條分支線，則取各分支路低壓斷路器中最大整定值的1.2倍。第38頁/共130頁

低壓斷路器

（4）長延時(shí)過電流脫扣器整定電流長延時(shí)過電流脫扣器整定電流應(yīng)大于線路中計(jì)算電流（4-10-9）式中——過電流脫扣器的長延時(shí)動(dòng)作整定電流值，A；

——可靠系數(shù)，一般取1.1；

——線路的計(jì)算電流，單臺(tái)電動(dòng)機(jī)是指電動(dòng)機(jī)的額定電流，A。

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低壓斷路器

校驗(yàn)一：長延時(shí)過電流脫扣器在配電線路過載時(shí)的可靠性。如對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)，則電動(dòng)機(jī)在過載20％時(shí)應(yīng)使保護(hù)裝置動(dòng)作；校驗(yàn)二：在配電線路出現(xiàn)尖峰負(fù)荷時(shí)或在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，長延時(shí)過電流脫扣器不誤動(dòng)。脫扣器在3倍整定電流值下的可返回時(shí)間，取決于線路中尖峰電流的持續(xù)時(shí)間，也就是線路中最大容量的異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的持續(xù)時(shí)間。一般情況下，電動(dòng)機(jī)的輕載起動(dòng)時(shí)間不超過2.5～4s，電動(dòng)機(jī)滿載起動(dòng)時(shí)間不超過6～8s，個(gè)別電動(dòng)機(jī)重載起動(dòng)時(shí)間達(dá)15s。返回時(shí)間越小，說明線路電流大于長延時(shí)脫扣器整定電流值的倍數(shù)越高，保護(hù)裝置的動(dòng)作越快。

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低壓斷路器

（5）分?jǐn)嗄芰?/p>

1）斷路器額定短路分?jǐn)嗄芰?yīng)大于線路中最大短路電流。

2）斷路器的額定極限短路分?jǐn)嗄芰?yīng)大于斷路器額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γ▽?duì)于直流電流線路，兩者的數(shù)值相同）。分?jǐn)嗄芰κ侵傅蛪簲嗦菲髟谝?guī)定的試驗(yàn)（如電壓、頻率、線路其它參數(shù)等）條件下，能夠接通成切斷短路電流的數(shù)值。分?jǐn)嗄芰τ秒娏饔行е担╧A）表示。

3）斷路器額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?yīng)大于線路中最大短路電流。

4）斷路器的額定短時(shí)耐受電流（0.5s、3s）應(yīng)大于線路中短時(shí)持續(xù)短路電流。第41頁/共130頁

低壓斷路器

當(dāng)分?jǐn)嗄芰Σ粔?，一般的線路，可用有填料式熔斷器（RT0）來替代低壓斷路器。對(duì)于特別重要的供電線路，應(yīng)采用更大容量的低壓斷路器第42頁/共130頁

低壓斷路器

（6）斷路器欠電壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓。（7）直流快速斷路器需考慮過電流脫扣器的動(dòng)作方向（極性）、短路電流上升率。（8）剩余電流保護(hù)斷路器需選擇合理的剩余電流動(dòng)作電流和剩余電流不動(dòng)作電流。注意能否斷開短路電流，如不能斷開短路電流則需要適當(dāng)?shù)娜蹟嗥髋浜鲜褂谩＃?）滅磁斷路器選擇時(shí)需考慮發(fā)電機(jī)的強(qiáng)勵(lì)電壓、勵(lì)磁線圈的時(shí)間常數(shù)、放電電阻及斷開強(qiáng)勵(lì)電流的能力。第43頁/共130頁開關(guān)電器真空斷路器結(jié)構(gòu)與原理思考題第44頁/共130頁

▉高壓真空斷路器1.真空電弧理論2.真空斷路器的分類3.真空斷路器的結(jié)構(gòu)4.真空斷路器的滅弧室5.操作過電壓及抑制方法6.真空斷路器優(yōu)缺點(diǎn)7.真空度檢查第45頁/共130頁

▉真空電弧理論

1.真空

真空斷路器利用真空度約為10-4Pa（在運(yùn)行過程中不低于10-2Pa）的高真空作為內(nèi)絕緣和滅弧介質(zhì)。

2.真空間隙的絕緣性能

真空間隙的氣體稀薄，分子的自由行程較大，發(fā)生碰撞游離的幾率很小。真空間隙具有很高的絕緣強(qiáng)度。真空間隙在某一電壓下?lián)舸状魏螅捎谟|頭表面的毛刺被沖擊掉，觸頭表面光潔度提高，真空間隙在該電壓下就不再擊穿了，擊穿電壓將會(huì)升高，這種象叫真空間隙的老化。這是真空間隙獨(dú)具的特點(diǎn)。真空間隙的絕緣強(qiáng)度與很多因素有關(guān)，主要與真空間隙的長度、真空度、電極材料、電極表面狀態(tài)、形狀和大小、施加電壓的波形和頻率等因素有關(guān)。第46頁/共130頁

▉真空電弧理論第一階段：觸頭蒸發(fā)形成金屬蒸汽其一，金屬橋被拉長；其二，觸頭表面結(jié)合不牢固的金屬團(tuán)真空電弧的形成是一粒；其三，觸頭表面尖端突起部分的電場極強(qiáng)，發(fā)射自由電子轟擊陽極。

第二階段：自由電子穿過高溫金屬蒸汽運(yùn)動(dòng)中帶電的金屬團(tuán)粒與電極間形成強(qiáng)電場，此電場可使團(tuán)粒和電極表面發(fā)射大量自由電子。當(dāng)高速運(yùn)動(dòng)的云時(shí)，使金屬原子電離產(chǎn)生帶電離子。離子的定向移動(dòng)形成傳導(dǎo)電流。第三階段：形成陰極斑點(diǎn)溫度極高，不斷蒸發(fā)金屬蒸汽，補(bǔ)充金屬蒸汽的損失，陰極斑點(diǎn)發(fā)射的電子又電離金屬蒸汽，補(bǔ)充離子的損失，觸頭間的預(yù)放電電流就轉(zhuǎn)變成自持的真空電弧。3.真空電弧（1）真空電弧的形成結(jié)論個(gè)電極過程。陰極斑點(diǎn)是真空電弧的生命線。真空電弧是電離狀態(tài)的金屬蒸汽電弧。

第47頁/共130頁擴(kuò)散型電弧集聚型型電弧

▉

真空電弧理論（2）真空電弧的形態(tài)與熄滅當(dāng)電弧電流小于100A時(shí)，觸頭間只存在一束電弧，觸頭上只有一個(gè)陰極斑點(diǎn)，并在觸弧以許多完全分離的并聯(lián)電弧的形頭表面做不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電弧電流大于100A、小于6kA時(shí)，陰極斑點(diǎn)會(huì)從一個(gè)分裂為若干個(gè)，并在陰極表面不斷向四周擴(kuò)散，電態(tài)存在。擴(kuò)散性電弧可以在交流電流過零時(shí)自動(dòng)熄滅

當(dāng)電極上電弧電流大于10kA時(shí)，陰極斑點(diǎn)受電磁力的作用相互吸引，使所有的陰極斑點(diǎn)集聚成一個(gè)運(yùn)動(dòng)速度緩慢的陰極斑點(diǎn)團(tuán)(其直徑可達(dá)1～2cm)，形成單束大弧柱，且電極強(qiáng)烈發(fā)光，觸頭表面將出現(xiàn)熔坑，這種形態(tài)的電弧稱為集聚型電弧，這種電弧將難以熄滅。真空電弧的熄滅，主要取決于觸頭的陰極現(xiàn)象、電極發(fā)熱程度及離子向弧柱外迅速擴(kuò)散的作用。第48頁/共130頁

▉真空斷路器的分類一、按真空滅弧室的布置方式分

1、落地式

2、懸掛式

3、綜合式和接地箱式二、按真空滅弧室的外殼分

1、玻璃外殼式

2、陶瓷外殼式

三、按觸頭形狀分

1、橫磁吹式

2、縱磁吹式

第49頁/共130頁

▉真空斷路器的基本結(jié)構(gòu)第50頁/共130頁基本結(jié)構(gòu)第51頁/共130頁

▉高壓真空斷路器的滅弧室

真空滅弧室的外殼是由絕緣筒、兩端的金屬蓋板和波紋管所組成的密封容器。滅弧室內(nèi)有一對(duì)觸頭，分別焊接在各自的導(dǎo)電桿上，波紋管可以在軸向上自由伸縮。第52頁/共130頁滅弧室第53頁/共130頁

▉高壓真空斷路器的滅弧室

（1）外殼。外殼是真空滅弧室的密封容器，它不僅要容納和支持滅弧室內(nèi)的各種部件，而且當(dāng)動(dòng)、靜觸頭在斷開位置時(shí)起絕緣作用。因此，整個(gè)外殼通常由絕緣材料和金屬組成。對(duì)外殼的要求首先是氣密封要好；其次是要有一定的機(jī)械強(qiáng)度；再是有良好的絕緣性能。

（2）波紋管。波紋管既要保證滅弧室完全密封，又要在滅弧室外部操動(dòng)時(shí)使觸頭作分合運(yùn)動(dòng)。常用的波紋管有液壓成形和膜片焊接兩種形式。所用材料以不銹鋼為最好。波紋管的側(cè)壁可在軸向上伸縮，其允許伸縮量決定了滅弧室所能獲得的觸頭最大開距。一般情況下，波紋管的疲勞壽命也決定了滅弧室的機(jī)械壽命。第54頁/共130頁

▉高壓真空斷路器的滅弧室

（3）屏蔽罩。觸頭周圍的屏蔽罩主要是用來吸附燃弧時(shí)觸頭上蒸發(fā)的金屬蒸氣，防止絕緣外殼因金屬蒸氣的污染而引起絕緣強(qiáng)度降低和絕緣破壞，同時(shí)，也有利于熄弧后弧隙介質(zhì)強(qiáng)度的迅速恢復(fù)。屏蔽罩還能起到使滅弧室內(nèi)部電壓均勻分布的作用。在波紋管外面用屏蔽罩，可使波紋管免遭金屬蒸氣的燒損。屏蔽罩的導(dǎo)熱性能越好，其表面冷卻電弧的能力也就越好。因此，制造屏蔽罩常用材料為無氧銅、不銹鋼和玻璃，銅是最常用的。第55頁/共130頁▉高壓真空斷路器的滅弧室

（4）觸頭。觸頭是真空滅弧室內(nèi)最為重要的元件，滅弧室的開斷能力和電氣壽命主要由觸頭狀況來決定。目前真空滅弧室的觸頭系統(tǒng)，就接觸方式而言，都是對(duì)接式的。第56頁/共130頁▉高壓真空斷路器的操作過電壓

用真空斷路器斷開電路時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)操作過電壓，主要形式有：截流過電壓，所謂截流就是強(qiáng)制交流電流在自然過零前突然過零的現(xiàn)象，由于電路中存在電感，因此會(huì)發(fā)生過電壓；切斷電容性負(fù)載時(shí)的過電壓，這是因熄弧后間隙發(fā)生重?fù)舸┒鸬摹Ｋ?，真空斷路器的重?fù)舸茁试叫≡胶茫桓哳l多次重燃過電壓，斷路器開斷感性電流時(shí)，當(dāng)間隙被擊穿后電弧重燃，因電路參數(shù)影響，擊穿后電流中含有高頻分量。當(dāng)高頻分量的幅值很大時(shí)，受其影響，間隙被反復(fù)擊穿，使負(fù)載側(cè)的電壓不斷升高，從而產(chǎn)生較高的過電壓。第57頁/共130頁▉高壓真空斷路器操作過電壓的抑制方法

①采用低電涌真空滅弧室。這種滅弧室既可降低截流過電壓，又可提高開斷能力。

②在負(fù)載端并聯(lián)電容。既可以降低，也可減緩恢復(fù)電壓的上升陡度。

③在負(fù)載端并聯(lián)電阻和電容。它不僅能降低截流過電壓及其上升速度，而且在高頻重燃時(shí)可使振蕩過程強(qiáng)烈衰減，對(duì)抑制多次重燃過電壓有較好的效果，電阻一般選100～200Ω，電容選0.1～0.2μF。

④串聯(lián)電感?？山档瓦^電壓的上升陡度和幅值。

⑤安裝避雷器。用它限制過電壓的幅值。第58頁/共130頁▉真空斷路器優(yōu)缺點(diǎn)(1)觸頭開距小,動(dòng)作快；(2)燃弧時(shí)間短，觸頭燒損輕；(3)壽命長，適于頻繁操作；(4)體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，真空滅弧室不需檢修，維修工作量小；(5)防火、防爆性能好；(6)制造工藝復(fù)雜，造價(jià)高；(7)監(jiān)視真空度變化的簡易裝置尚未解決；（8）開斷小電流時(shí)，有可能產(chǎn)生較高的過電壓，需采取降低過電壓的措施。第59頁/共130頁▉真空斷路器真空度檢查①測量動(dòng)、靜觸頭兩端的絕緣電阻。用1000V兆歐表，絕緣電阻應(yīng)＞500MΩ；說明真空度良好。②耐壓試驗(yàn)。動(dòng)、靜觸頭間施加交流工頻電壓，耐壓1min，無擊穿為真空度良好。③用真空度檢測儀檢查。第60頁/共130頁思考題1.真空間隙獨(dú)具的特點(diǎn)是什么？真空間隙為什么具有優(yōu)良的滅弧性能和絕緣性能？2.真空間隙的絕緣強(qiáng)度主要與什么因素有關(guān)？3.真空電弧的本質(zhì)是什么？簡述真空電弧是怎樣形成的？4.真空電弧熄滅的原理什么？5.真空滅弧室主要由幾部分組成？各部分作用是什么？6.真空斷路器如何檢查其真空度？第61頁/共130頁六氟化硫斷路器第62頁/共130頁一、六氟化硫氣體特性與滅弧原理1.六氟化硫氣體的基本特性

SF6是目前高壓電器中使用的最優(yōu)良的滅弧和絕緣介質(zhì)。它無色、無味、無毒，不會(huì)燃燒，化學(xué)性能穩(wěn)定，常溫下與其它材料不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。第63頁/共130頁SF6由鹵族元素中最活潑的氟原子與硫原子結(jié)合而成。分子結(jié)構(gòu)是個(gè)完全對(duì)稱的八面體，硫原子居中，六個(gè)角上是氟原子，氟與硫原子間以共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)，SF6分子量為146，約是空氣分子量的5.1倍，因此同樣體積的SF6氣體比空氣重得多。

迄今為止，工業(yè)上普遍采用的制造方法是將單質(zhì)硫和過量氣態(tài)氟直接化合。第64頁/共130頁（1）六氟化硫氣體的狀態(tài)參數(shù)靜止氣體可以用三個(gè)參數(shù)來說明氣體所處的狀態(tài)，稱為三個(gè)狀態(tài)參數(shù)，即壓力P、密度γ和溫度T。理想氣體的狀態(tài)參數(shù)間存在著簡單的關(guān)系，即理想氣體的狀態(tài)方程P=γRTSF6氣體的分子質(zhì)量大，分子間的相互作用顯著。當(dāng)氣體壓力高于0.3MPa時(shí)，分子間的吸引力隨氣體密度的增大、分子間距離的減小而加強(qiáng)，氣體的壓力變化特性不再符合式理想氣體的狀態(tài)方程。要準(zhǔn)確地計(jì)算SF6氣體狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系，可采用比較實(shí)用的Beattie—Bridgman公式。第65頁/共130頁SF6氣體的臨界溫度高。臨界溫度表示氣體可以被液化的最高溫度，臨界壓力則表示在臨界溫度下使氣體液化所需的壓力。SF6氣體的臨界溫度高達(dá)45.6°C，說明常溫下只要SF6氣體壓力足夠高就會(huì)液化。

SF6氣體能否液化決定于其飽和蒸汽壓力。當(dāng)氣體壓力高于其飽和蒸汽壓力時(shí)，氣體就液化。第66頁/共130頁（2）六氟化硫氣體的導(dǎo)熱率SF6導(dǎo)熱性能不如空氣，其熱導(dǎo)率比空氣低，在常溫下比空氣低30％。但由于其粘度較低和密度較高，且分子量大，熱容量就大，再考慮到對(duì)流效應(yīng)，總的熱傳輸特性比空氣要好2－5倍。第67頁/共130頁（3）六氟化硫氣體的一般化學(xué)性能第68頁/共130頁六氟化硫氣體及其分解物的毒性問題純凈的SF6氣體一般公認(rèn)是無毒的。SF6在生產(chǎn)過程中會(huì)有少量伴隨的生成物，其中S2F10是公認(rèn)的劇毒氣體，但經(jīng)過凈化處理可以完全將它除凈。純凈的SF6氣體雖然無毒，但在工作場所要防止SF6氣體的濃度上升到缺氧的水平。

SF6氣體的密度大約是空氣的五倍、SF6氣體如有泄漏必將沉積于低洼處，如電纜溝中。濃度過大會(huì)出現(xiàn)使人窒息的危險(xiǎn)，設(shè)計(jì)戶內(nèi)通風(fēng)裝置時(shí)要考慮到這一情況。SF6氣體通過對(duì)流能與空氣混合，但速度很慢。氣體一旦混合后就形成SF6和空氣的混合氣體，不會(huì)再次分離。問題嚴(yán)重的是，電弧作用下SF6的分解物如SF4，S2F2，SF2，SOF2，SO2F2，SOF4和HF等，它們都有強(qiáng)烈的腐蝕性和毒性。第69頁/共130頁1)SF4(四氟化硫)

常溫下SF4為無色的氣體，有類似SO2的刺鼻氣味，在空氣中能與水分生成煙霧，產(chǎn)生SOF2和HF。SF4氣體可用堿液或活性氧化鋁(A12O3)吸收。SF4氣體對(duì)肺有侵害作用，影響呼吸系統(tǒng)，其毒性與光氣相當(dāng)。

2)S2F2(氟化硫)

常溫下為無色氣體，有毒，有刺鼻氣味，遇水分能完全水解形成S，SO2和HF。S2F2對(duì)呼吸系統(tǒng)有類似光氣的破壞作用。

3)SF2(二氟化硫)SF2的化學(xué)性能極不穩(wěn)定，受熱后性能更加活潑，易水解成S，SO2和HF。SF2氣體可用堿液或活性氧化鋁吸收。

4)SOF2(氟化亞硫酰)SOF2為無色氣體，有臭雞蛋味，化學(xué)性能穩(wěn)定。它與水分反應(yīng)緩促，并能快速地為活性氧化鋁或活性炭吸附。SOF2為劇毒氣體．可造成嚴(yán)重的肺水腫，使動(dòng)物窒息死亡。第70頁/共130頁5)SO2F2(二氟化硫酰)SO2F2為無色無臭氣體，化學(xué)性能極為穩(wěn)定，加熱到150°C時(shí)也不會(huì)與水和金屬反應(yīng)。SO2F2不易被活性氧化鋁吸收，但可被KOH和NH4OH緩慢吸收。SO2F2是一種能導(dǎo)致痙孿的有毒氣體。它的危險(xiǎn)性在于無刺鼻性嗅味且不會(huì)對(duì)服鼻粘膜造成刺激作用，故發(fā)現(xiàn)中毒后往往會(huì)迅速死亡。6)SOF4(四氟亞硫酰)SOF4為無色氣體，有刺鼻性氣味，能被堿液吸收，與水反應(yīng)會(huì)生成SO2F2

。SOF4是有害氣體，對(duì)肺部有侵害作用。7)HF(氫氟酸)HF是酸中腐蝕性最強(qiáng)的物質(zhì)。對(duì)皮膚、粘膜有強(qiáng)烈刺激作用，并可引起肺水腫和肺炎等。第71頁/共130頁（4）六氟化硫氣體的電負(fù)性

氣體原子或分子能夠吸附自由電子而形成負(fù)離子的性能稱為電負(fù)性。SF6具有強(qiáng)電負(fù)性。第72頁/共130頁2.六氟化硫氣體的滅弧性能與滅弧原理（1）SF6氣體的分解溫度（2000K）比空氣（主要是氮?dú)?，分解溫度約7000K）低，而需要的分解能（22.4eV）比空氣（9.7eV）高，因此在分解時(shí)吸收的能量多，對(duì)弧柱的冷卻作用強(qiáng)。由于氣體分子的分解，在相應(yīng)的分解溫度上就出現(xiàn)氣體導(dǎo)熱率的高峰。第73頁/共130頁（2）SF6在高溫時(shí)分解出S原子、F原子和正負(fù)離子，與其他滅弧介質(zhì)相比，有較大的游離度。在維持相同游離度時(shí)，弧柱溫度就較低。因此，SF6氣體中電弧電壓也較低，燃弧時(shí)的電弧能量較小，對(duì)滅弧有利。幾種氣體中電弧的伏安特性第74頁/共130頁（3）由于SF6的強(qiáng)電負(fù)性，能吸附電子和正離子復(fù)合，故復(fù)合作用快，去游離作用強(qiáng)。尤其在電流過零前后，可使弧隙中帶電粒子減少，導(dǎo)電率下降。SF6氣體電弧的時(shí)間常數(shù)也很小，為微秒級(jí)或更小，在電弧電流過零后，弧柱溫度將急劇下降，分解物急劇復(fù)合。因此SF6弧隙的介質(zhì)強(qiáng)度及其恢復(fù)速度都很高，能耐受很高的恢復(fù)電壓作用，電弧在電流過零后不易重燃。第75頁/共130頁第76頁/共130頁六氟化硫氣體的滅弧原理

六氟化硫氣體中電弧的熄滅原理與空氣電弧和油中電弧是不同的，它并不僅依靠氣流等的壓力梯度所形成的等熵冷卻作用，而主要是利用六氟化硫氣體的特異的熱化學(xué)性質(zhì)和強(qiáng)電負(fù)性，使得六氟化硫氣體具有很強(qiáng)的滅弧能力。。對(duì)于滅弧來說，供給大量新鮮的六氟化硫中性分子并使之與電弧接觸是有效地方法。第77頁/共130頁3.六氟化硫氣體的絕緣特性（1）六氟化硫氣體具有很強(qiáng)的電負(fù)性（2）六氟化硫氣體分子直徑大，電子在六氟化硫氣體中的平均自由行程短，不易積累足夠的動(dòng)能，碰撞電離的可能性減小。第78頁/共130頁二、六氟化硫斷路器的滅弧裝置六氟化硫斷路器的優(yōu)點(diǎn)：可以提高單斷口的額定電壓和開斷電流切小電感電流時(shí)較少發(fā)生截流現(xiàn)象；切空載架空線時(shí)不會(huì)發(fā)生多次重?fù)舸?；能承受快速上升的瞬態(tài)恢復(fù)電壓，尤適于開斷近區(qū)故障滿容量開斷次數(shù)多，檢修周期長可集合成GIS第79頁/共130頁按所利用能源的不同，將SF6滅弧裝置分為三類：外能式滅弧裝置：利用運(yùn)行貯存的高壓力SF6氣體或開斷過程中依靠操作力產(chǎn)生SF6的壓力差，在開斷時(shí)將SF6氣體吹向電弧而使之熄滅。自能式滅弧裝置：利用電弧本身的能量使SF6氣體受熱膨脹而產(chǎn)生壓力差，在開斷時(shí)將SF6氣體吹向電弧而使之熄滅。或者利用開斷電流本身依靠線圈形成垂直于電弧的磁場，使電弧在SF6氣體中旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而使之熄滅?；旌鲜綔缁⊙b置：既利用電弧（或開斷電流）自身的能量，也利用部分外界能量的綜合式滅弧裝置按開斷過程中，滅弧裝置工作特點(diǎn)的不同，將SF6滅弧裝置分為：氣吹式，熱膨脹式，磁吹旋轉(zhuǎn)電弧式，混合式第80頁/共130頁（1）雙壓力式SF6斷路器最早的SF6斷路器是根據(jù)壓縮空氣斷路器的氣吹滅弧原理設(shè)計(jì)的。通常設(shè)計(jì)采用全密封結(jié)構(gòu)，0.3MPa（表壓力）的低壓氣體作為斷路器內(nèi)部的絕緣介質(zhì)，1.5MPa（表壓力）的高壓氣體用作滅弧。由于這種斷路器內(nèi)部有兩種不同的壓力，故稱為雙壓力式SF6斷路器，又稱為第一代SF6斷路器。在60年代，它被譽(yù)為開斷電流最大、工作性能最好的斷路器，大有取代當(dāng)時(shí)壓縮空氣斷路器的趨勢。1.氣吹式SF6斷路器滅弧裝置第81頁/共130頁第82頁/共130頁（2）單壓力式SF6斷路器雙壓力式SF6斷路器工作性能雖然良好．但必須配置一臺(tái)在密封循環(huán)中工作的氣體壓縮機(jī)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴。另外，1.5MPa（表壓力）高壓SF6氣體的液化溫度高，工作溫度必須保持在8°C以上，低溫環(huán)境下需要加熱才能工作，這也是一個(gè)致命的弱點(diǎn)。因此很快被第二代SF6斷路器，即單壓力（壓氣）式SF6斷路器所取代。單壓力（壓氣）式SF6斷路器，外形上與雙壓式無多大差別。斷路器內(nèi)部只有一種壓力，一般為0.6MPa(表壓力)，它是依靠壓氣作用實(shí)現(xiàn)氣吹來滅弧的。第83頁/共130頁第84頁/共130頁壓氣式滅弧室的開斷過程分為兩個(gè)階段：（1）預(yù)壓縮階段

為使觸頭分離產(chǎn)生電弧時(shí)就能實(shí)行有效的氣吹，壓氣滅弧室應(yīng)先進(jìn)行一段預(yù)壓縮過程，使壓氣室中的氣體壓力提高后再打開噴口產(chǎn)生吹弧作用。壓氣滅弧室要求有較大的預(yù)壓縮行程(超行程)，達(dá)到全行程的40％。壓氣式SF6斷路器的分閘時(shí)間比其它斷路器要長些。（2）氣吹階段

要保證電弧可靠熄滅，在氣吹階段中，要壓氣室中的氣體壓力仍保持較高的比值。這就要求壓氣室體積的壓縮率足夠高，足以補(bǔ)償噴口流出氣體引起的壓力下降。第85頁/共130頁變熄弧距滅弧方式：

觸頭開距在整個(gè)分閘過程中是不斷改變的。優(yōu)點(diǎn)是開距大，斷口電壓可以做得較高，熄弧后介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度較快，噴口形狀不受限制，可以設(shè)計(jì)得比較合理，有利于改善吹弧效果。第86頁/共130頁定熄弧距滅弧方式：兩個(gè)靜觸頭式中保持固定的開距，氣流向靜觸頭噴口處對(duì)電弧進(jìn)行雙向?qū)ΨQ縱吹。優(yōu)點(diǎn)是觸頭開距小，行程短，電弧能量小，熄弧能力強(qiáng)，燃弧時(shí)間短。第87頁/共130頁2.自能式SF6斷路器自能式SF6斷路器是在壓氣式基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，又稱第三代SF6斷路器。用電弧能量建立滅弧所需要的壓力差。自能式SF6斷路器的開斷能力與電弧能量有關(guān)?？刹捎脧椈刹賱?dòng)機(jī)構(gòu)第88頁/共130頁第89頁/共130頁第90頁/共130頁3.旋弧式SF6斷路器旋弧式SF6斷路器利用SF6氣體中電弧在磁場作用下快速轉(zhuǎn)動(dòng)而使電弧熄滅。第91頁/共130頁第92頁/共130頁三、SF6斷路器的結(jié)構(gòu)瓷柱式開斷元件放在絕緣支柱上，使處于高電位的觸頭、導(dǎo)電部分及滅弧室與地電位絕緣，絕緣支柱則安裝在接地的基座上。稱為外殼帶電斷路器，也稱之為絕緣支柱式斷路器。罐式開斷元件放在接地的箱殼中，其間的絕緣依靠氣體來承擔(dān)，導(dǎo)電部分經(jīng)套管引入，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，常在額定電壓高的高壓和超高壓斷路器中使用，抗地震性能好，稱為外殼接地?cái)嗦菲?又稱落地罐式)第93頁/共130頁四、六氟化硫氣體與溫室效應(yīng)1997年防止全球變暖的京都議定書中，將包括SF6氣體的6種氣體列為溫室效應(yīng)氣體，它們對(duì)溫室效應(yīng)的影響依次為C02，CH4，N2O，PFC，HFC，SF6。將SF6氣體列為溫室效應(yīng)氣體的原因，主要是SF6氣體對(duì)溫室效應(yīng)有著相當(dāng)大的潛在危險(xiǎn)，其原因有二：(1)SF6分子對(duì)溫室效應(yīng)的潛在影響大。若以CO2氣體的全球變暖系數(shù)為1，則SF6氣體為23900。這就是說，一個(gè)SF6分子對(duì)溫室效應(yīng)的影響為CO2的23900倍。（2）SF6氣體排放大氣后，它的壽命長，約為3200年。第94頁/共130頁1高壓開關(guān)設(shè)備運(yùn)行情況我區(qū)范圍內(nèi)運(yùn)行的高壓開關(guān)設(shè)備主要有四個(gè)電壓等級(jí)500kV、220kV、35kV以及10kV，發(fā)電廠中還有6kV的電壓等級(jí)。其中500kV、220kV斷路器基本上都是SF6斷路器（包括GIS）；110kV斷路器大部分為SF6斷路器（包括GIS）、少部分為少油斷路器；35kV斷路器大部分為SF6斷路器（包括GIS）、少部分為少油斷路器；10kV、6kV斷路器主要為真空斷路器。第95頁/共130頁2斷路器的交接試驗(yàn)2.1測量絕緣電阻測量絕緣電阻分為控制回路絕緣電阻及一次部分絕緣電阻（包括斷口間及絕緣拉桿對(duì)地）。輔助回路和控制回路絕緣電阻測試試驗(yàn)準(zhǔn)備：測試前需要確認(rèn)輔助回路和控制回路確已切開電源。

試驗(yàn)方法：采用直流絕緣搖表500V或1000V檔進(jìn)行測量，搖表的L端接輔助回路和控制回路的引出線端子，E端接地。按照絕緣搖表說明書進(jìn)行測量。

注意事項(xiàng)：有電氣連接的回路中只需要測量一個(gè)端子的對(duì)地絕緣，儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī)屬于輔助回路中設(shè)備也需測量，測量完畢應(yīng)該放電。第96頁/共130頁2斷路器的交接試驗(yàn)2.1測量絕緣電阻一次絕緣電阻測量需要測量斷口間絕緣電阻及絕緣拉桿高壓對(duì)地的絕緣電阻測量斷口間絕緣電阻方法是開關(guān)處于檢修狀態(tài)，在分閘位置，開關(guān)地刀打開，絕緣搖表的L端接被測斷口一端，E端接另一端，檔位選擇2500V進(jìn)行測量。測量絕緣拉桿的絕緣電阻方法是開關(guān)處于檢修狀態(tài)，在分閘位置，開關(guān)地刀打開，絕緣搖表的L端接開關(guān)斷口的動(dòng)觸頭側(cè)，E端接地，檔位選擇2500V進(jìn)行測量。第97頁/共130頁2斷路器的交接試驗(yàn)2.2測量每相導(dǎo)電回路的電阻本試驗(yàn)采用電流不小于100A的直流壓降法進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果參照斷路器廠家規(guī)定。必要時(shí)應(yīng)測量每個(gè)斷口回路的電阻。關(guān)于回路電阻的測試，書中講得非常清楚，只要注意，在現(xiàn)場測量開關(guān)回路電阻時(shí)，開關(guān)兩側(cè)地刀可不必打開。第98頁/共130頁2斷路器的交接試驗(yàn)2.3交流耐壓試驗(yàn)交流耐壓試驗(yàn)是斷路器交接試驗(yàn)中最重要的一項(xiàng)絕緣試驗(yàn)，該項(xiàng)試驗(yàn)應(yīng)該在其他絕緣試驗(yàn)完成并確認(rèn)合格后方可進(jìn)行。35kV及以下斷路器耐壓試驗(yàn)

由于該電壓等級(jí)斷路器試驗(yàn)電壓較低，容量較小因此可使用變壓器直接升壓進(jìn)行試驗(yàn)110kV及以上斷路器耐壓試驗(yàn)由于該電壓等級(jí)斷路器試驗(yàn)電壓較高，且容量較大，如用變壓器直接升壓試驗(yàn)的話試驗(yàn)變壓器容量不足且搬運(yùn)較困難。因此改用可以組合使用的串連諧振耐壓成套裝置進(jìn)行試驗(yàn)（P56）。要求試驗(yàn)電壓必須是工頻。第99頁/共130頁2斷路器的交接試驗(yàn)2.3交流耐壓試驗(yàn)串連諧振知識(shí)點(diǎn)：調(diào)諧，諧振產(chǎn)生的條件：串連回路中的感抗與容抗之和為0是理想諧振狀態(tài)（即ωL＝1/ωC）。例：在一個(gè)將50Hz電源、電阻R、電容器C及電抗器Z串聯(lián)而成的回路中，已知電源電壓為50V，電阻為3Ω，電容器的電容量為1000pF，問，當(dāng)電抗器的電感為多少時(shí)，該回路構(gòu)成諧振回路，電容兩端電勢為多少。第100頁/共130頁2斷路器的交接試驗(yàn)答：要構(gòu)成諧振回路，則需讓?duì)豅＝1/（ωC），即Uc=I*1/(ωC)=50/3/(314*1000*10-12)=53.08×103kV第101頁/共130頁2斷路器的交接試驗(yàn)2.3交流耐壓試驗(yàn)斷路器工頻耐壓試驗(yàn)有什么特點(diǎn)?斷口間耐壓水平如何確定?

斷路器的對(duì)地絕緣水平應(yīng)符合GB311．1《高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合》的規(guī)定(10kV和35kV產(chǎn)品的1min工頻干試電壓應(yīng)分別為42kV和95kV)。對(duì)相間絕緣水平也應(yīng)提出相應(yīng)要求。對(duì)斷口間的耐壓水平應(yīng)考慮反相最高電壓的作用。綜上所述，斷路器的工頻耐壓應(yīng)包括對(duì)地、相間和斷口間各個(gè)部位，并應(yīng)分別在合、分閘狀態(tài)下進(jìn)行。具體試驗(yàn)時(shí)，加壓部位及接線方式應(yīng)按后表依次進(jìn)行。如果高壓開關(guān)設(shè)備的絕緣主要是由固體有機(jī)材料制成，則需進(jìn)行5min工頻耐壓試驗(yàn)。第102頁/共130頁2斷路器的交接試驗(yàn)2.3交流耐壓試驗(yàn)斷路器工頻交流耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為（注意：新的交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值有誤）第103頁/共130頁2斷路器的交接試驗(yàn)2.3交流耐壓試驗(yàn)現(xiàn)在對(duì)于現(xiàn)場交流耐壓試驗(yàn)有這樣的規(guī)定：1在SF6氣壓為額定值時(shí)進(jìn)行。試驗(yàn)電壓按照出廠試驗(yàn)電壓的80%；2110kV以下電壓等級(jí)應(yīng)進(jìn)行合閘對(duì)地和斷口間耐壓試驗(yàn)；3罐式斷路器應(yīng)進(jìn)行合閘對(duì)地和斷口間耐壓試驗(yàn)；4500kV定開距瓷柱式斷路器只進(jìn)行斷口耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)電壓的幅值及頻率應(yīng)該與和斷路器相連的電氣設(shè)備的要求相一致，必要時(shí)斷開連接進(jìn)行試驗(yàn)。第104頁/共130頁2斷路器的交接試驗(yàn)2.4斷路器均壓電容器的試驗(yàn)斷路器均壓電容器試驗(yàn)主要有：2.4.1測量絕緣電阻；（試驗(yàn)方法與測量斷路器斷口間絕緣電阻相同，但試驗(yàn)前后必須進(jìn)行放電）2.4.2測量斷路器電容器的介值損耗角正切值tanδ及電容值；第105頁/共130頁2斷路器的交接試驗(yàn)試驗(yàn)準(zhǔn)備：雙斷口斷路器試驗(yàn)前至少打開一側(cè)地刀；三斷口及以上斷路器可保留兩側(cè)地刀。這是最基本的要求。概念：電介質(zhì)損耗正切值（tgδ）就是有功電流與無功電流之比。測試方法：建議盡量采用正接法測試，因此最好測試斷口并聯(lián)電容器時(shí)，使得該斷口兩端無接地。使用電橋進(jìn)行測量，測量電壓要求為10kV，將電橋的高壓線和Cx線分別接到電容兩端（接線圖見P40圖4－14a），按照電橋說明書操作儀器進(jìn)行測試。

建議：在斷路器安裝后進(jìn)行電容器介值損耗角正切值tanδ及電容值的測量。第106頁/共130頁2斷路器的交接試驗(yàn)注意事項(xiàng)：如測試現(xiàn)場干擾太大，可考慮采用反接法測量，即讓被測量電容器其中一端接地進(jìn)行測量，測試接線按儀器要求進(jìn)行。反接法分兩種：需要屏蔽和不需要屏蔽。斷路器的并聯(lián)電容測試如采用反接法則應(yīng)采用需要屏蔽的反接法（接線圖參考P40圖4－14a，但有所區(qū)別，為什么必須采用屏蔽）。對(duì)于少油斷路器的并聯(lián)電容器試驗(yàn)，很容易因絕緣油的原因?qū)е聹y量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，此時(shí)應(yīng)將電容器拆下單獨(dú)測量。2.4.3并聯(lián)電容器交流耐壓試驗(yàn)。

第107頁/共130頁2斷路器的交接試驗(yàn)2.5測量斷路器的分合閘時(shí)間及同期測量（包括合閘電阻）主要測量斷路器主輔觸頭三相及同相各斷口分合閘的同期性及配合時(shí)間，應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定。要求：斷路器在額定操作電壓、氣壓或液壓下進(jìn)行，對(duì)于500kV斷路器應(yīng)盡可能使用6通道以上的開關(guān)機(jī)械特性測試儀進(jìn)行測量。建議：增加一個(gè)分-0.9s-合-0.2s-分的操作時(shí)間測量關(guān)于開關(guān)的時(shí)間量測量，書本也較為詳細(xì)介紹了測量的方法。第108頁/共130頁2斷路器的交接試驗(yàn)2.6開關(guān)速度測量開關(guān)速度測量，是檢驗(yàn)開關(guān)開斷性能的最重要試驗(yàn)，其測量也較為復(fù)雜。首先理解開關(guān)合閘速度與分閘速度的概念（真空開關(guān)的分合閘速度的定義有什么區(qū)別）目前最常用的是采用電磁振蕩器測速，此時(shí)所測量的是平均速度。例如，對(duì)于油斷路器，剛分和剛合時(shí)的速度是最重要的參數(shù)，用電磁振蕩器測速時(shí)，大多是指測量分后和合前0·01s內(nèi)的平均速度。另外還有轉(zhuǎn)鼓測速儀和滑線電阻測速儀，這些儀器實(shí)際上測量的是行程時(shí)間曲線。而光柵測速儀所測量的是不連續(xù)的行程曲線。速度測量的實(shí)質(zhì)就是在測量一定時(shí)間內(nèi)的行程。第109頁/共130頁2斷路器的交接試驗(yàn)少油斷路器的速度