高压断路器相关知识详解

关于高压断路器相关知识详解第一页，共三十二页，2022年，8月28日21.什么是断路器？断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合在规定时间内承载和开断异常回路条件（如短路条件）下的电流的机械开关装置，又称开关。一、断路器的基础知识第二页，共三十二页，2022年，8月28日3开断元件基座绝缘支撑元件传动元件操动机构31.断路器基本组成二、断路器的基本组成第三页，共三十二页，2022年，8月28日4开断元件：开断、关合电路和安全隔离电源；包括导电回路、动静触头和灭弧装置。绝缘支撑元件：支撑开关的器身，承受开断元件的操动力和各种外力，保证开断元件的对地绝缘；包括瓷柱、瓷套管和绝缘管。传动元件：将操作命令和操作动能传递给动触头。包括连杆、拐臂、齿轮、液压或气压管道。基座：用来支撑和固定开关。操动机构：用来提供能量，操动开关分、合闸。有电磁、液压、弹簧、气动等。4第四页，共三十二页，2022年，8月28日5

断路器(或称开关)是变电站主要的电力控制设备，具有灭弧特性，当系统正常运行时，它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流；当系统发生故障时，它和继电保护配合，能迅速切断故障电流，以防止扩大事故范围。1、断路器作用三、断路器的作用、要求第五页，共三十二页，2022年，8月28日66控制作用：根据电网运行需要，将一部分电力设备或线路投入或退出运行，改变电网运行方式；保护作用：在电力设备或线路发生故障时，通过继电保护装置作用于断路器，将故障部分从电网中迅速切除，保证电网的无故障部分正常运行。安全隔离作用：断开高压断路器和隔离开关，可将电气设备与高压电源隔离，保证设备和工作人员的安全。第六页，共三十二页，2022年，8月28日77开断、关合功能

（1）能快速可靠的开断、关合各种负载线路和短路故障，且能满足断路器的重合闸要求；（2）能可靠的开断、关合其他电力元件，且不引起过电压。电气性能（1）载流能力（2）绝缘性能（3）机械性能2、断路器要求第七页，共三十二页，2022年，8月28日81产品字母代号，用下列字母表示：S—少油断路器；D—多油断路器；K—空气断路器；L—六氟化硫断路器；Z—真空断路器；2装置地点代号；N—户内，W—户外4额定电压，KV3设计系列顺序号；以数字1、2、3……表示5其它补充工作特性标志，G—改进型，F—分相操作76额定电流，A额定开断电流，KA8其特殊环境代号3.断路器的型号含义及主要参数8第八页，共三十二页，2022年，8月28日LW10B-252/3150-40型号的含义？

L:六氟化硫，W：户外，10B：设计系列号252：额定电压为252KV，3150：额定电流为3150A40：额定开断电流为40KA.第九页，共三十二页，2022年，8月28日4.自动重合闸性能

考虑到架空输电线路的短路故障大多数是雷害、鸟害等暂时性故障,为提高电力系统工作的可靠性,输电线路保护可采用自动重合闸的操作方式，即要求断路器还必须有在短时间内连续多次开断和关合短路电流的能力.此种按一定时间间隔进行多次分、合的操作，称为操作循环。我国规定断路器的额定操作循环如下：自动重合闸操作循环：分—0.3S—合分—180S—合分非自动重合闸操作循环：分—15S—合分—15S—合分第十页，共三十二页，2022年，8月28日1111油断路器压缩空气断路器SF6断路器真空断路器1.断路器分类按照灭弧介质分四、断路器的分类第十一页，共三十二页，2022年，8月28日12SF6断路器灭弧介质主要分类真空断路器第十二页，共三十二页，2022年，8月28日1313户外断路器户内断路器2.按照断路器装设地点分第十三页，共三十二页，2022年，8月28日1414手动机构弹簧机构气动机构电磁机构液压机构3.按照所有操作能源形式分第十四页，共三十二页，2022年，8月28日15

真空断路器开断能力强，开断时间短、体积小、占用面积小、无噪声、无污染、寿命长，可以频繁操作，检修周期长。真空断路器目前在我国的配电系统中已逐渐得到广泛应用。真空断路器是以真空作为灭弧介质和绝缘介质的。由于这种断路器在灭弧过程中没有气体的冲击，故在关合或断开时，对断路器杆件的振动较小，可频繁操作。真空断路器还具有灭弧速度快、触头不易氧化、体积小、寿命长等优点。15

五、真空断路器：第十五页，共三十二页，2022年，8月28日16

真空断路器

ZN12-3516导流部分真空泡部分传动部分支撑绝缘子部分第十六页，共三十二页，2022年，8月28日第十七页，共三十二页，2022年，8月28日1818

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、SF6断路器：第十八页，共三十二页，2022年，8月28日19

（1）SF6断路器的优点：开断短路电流大，载流量大，电气寿命长，SF6气体介质强度恢复速度快，开断近区故障的性能好，开断电容电流时不产生重燃，使用安全，体积减小，，安装调试简单方便，施工周期较短，检修周期长，日常维护工作量极小，年运行费用大为降低。（2）SF6断路器的缺点：制造工艺要求高，制造成本高，价格昂贵。SF6气体处理和管理工艺复杂，要有完备的气体回收、分析测试设备主要特点：■第十九页，共三十二页，2022年，8月28日六氟化硫断路器的总体结构1.SF6断路器的结构有瓷瓶支柱式和落地罐式两大类。（1）瓷瓶支柱式的总体结构和常规的瓷瓶支柱式空气断路器与少油断路器相同，属积木式结构。现代灭弧室容器多用电工陶瓷，布置成“T”型、“Y”型、“I”型。第二十页，共三十二页，2022年，8月28日21“T”型断路器“Y”型断路器“I”型断路器第二十一页，共三十二页，2022年，8月28日22瓷柱式断路器第二十二页，共三十二页，2022年，8月28日23导流部分灭弧部分基座传动机构支持绝缘部分操作机构SF6断路器（LW9-126）23第二十三页，共三十二页，2022年，8月28日

断路器灭弧室的工作原理合闸位置压气过程热能效应分闸位置VtVcVt:热能室

Vc:压气室此图单击可播放第二十四页，共三十二页，2022年，8月28日二、弹簧操动机构1、它是以弹簧作为储能元件的机械式操动机构。弹簧储能借助电动机通过减速装置来完成，并经过锁扣系统保持在储能状态。开断时，锁扣借助磁力脱扣，弹簧释放能量，经机械传递单元驱使触头运动。2、作为储能元件的弹簧，有压缩弹簧、盘簧、卷簧和扭簧等。3、弹簧操动机构的工作原理：①储能阶段：电动机通过减速装置和储能机构使合闸弹簧储存机械能，储存完毕后通过合闸闭锁装置使弹簧保持在储能状态，然后切断电动机电源。第二十五页，共三十二页，2022年，8月28日②合闸阶段：接到合闸信号，解脱合闸闭锁装置，释放合闸弹簧的储能。这些能量的一部分通过传动机构使断路器的动触头动作，进行合闸操作；另一部分通过传动机构使分闸弹簧储能，为分闸状态作准备。③当触头合闸动作完成后，电动机立即接通电源动作，通过储能机构使合闸弹簧重新储能，以便为下一次合闸做准备。④分闸阶段：接到分闸信号，解脱自由脱扣装置，释放分闸弹簧储存的能量，并使触头进行分闸动作。第二十六页，共三十二页，2022年，8月28日第二十七页，共三十二页，2022年，8月28日三、SF6气体充气步骤1.取下断路器充气阀口封盖，将充气管阀嘴与其对接，紧固密封件，确保牢靠、密封良好。2.将减压阀与气瓶对接，充气管道与减压阀相连，确保各连接处密封紧固，防止漏气。3.开启气瓶阀门→开启减压阀，充气管口朝上，用SF6气体驱除减压阀及充气管道内的空气及水分。（SF6气体密度近5倍于空气密度）4.开启灭弧室气室阀门及断路器充气阀门，听到放气声后，将充气管口与充气管阀嘴对接按紧，并迅速将断路器气室阀门和减压阀关闭。紧固充气管道和充气阀嘴，确保密封良好，防止漏气泄压。第二十八页，共三十二页，2022年，8月28日（为了不是空气等杂质进入设备，所以对接时断路器及管道同时放气，但接口处不便带压紧固，所以对接后关闭两头气阀。）5.充气管路连接妥当后，开启断路器气室阀门→开启减压阀，缓慢操作减压阀，观察减压阀压力表及断路器气体压力表，使充气缓慢进行。6.充至额定压力后，关闭断路器充气阀→关闭气瓶阀门→关闭减压阀→拆除管道→装上封盖。7.充气后，用SF6检漏仪进行检漏，确保各阀口无漏气后，充气完成。第二十九页，共三十二页，2022年，8月28日七、断路器的巡视检查一、断路器的正常巡视内容（1）断路器的分、合闸位置指示清晰正确，电气指示和机械指示相符，并与实际运行方式相符。（2）套管和瓷瓶清洁无破损裂痕，无放电声和电晕。（3）各连接部分和主触头接触良好，无发热现象，无异味。（4）各连接部位销子完整无变形，锁紧螺母无松动。

第三十页，共三十二页，2022年，8月28日（5）真空断路器，本体应无明显变形，真空管玻璃无破损。(6)检查SF6断路器内气体压力应该在正常压