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第五章高压开关电器教学目的：了解高压断路器、隔分开关和负荷开关的用途、技术参数、构造及任务原理重点：高压断路器、隔分开关和负荷开关的任务原理难点：高压断路器、隔分开关和负荷开关的构造在电力系统中，高压开关电器是最重要的电气设备之一，其所承当的义务是：1、在正常任务情况下可靠地接通或开断电路；2、在改动运转方式时灵敏地切换操作；3、在系统发生缺点时迅速切除缺点部分，以保证非缺点部分的正常运转；4、在设备检修时隔离带电部分以保证任务人员的平安。第一节概述一、高压开关电器的分类和任务条件高压开关电器根据其在电路中担负的义务不同可以分为：高压断路器、熔断器、隔分开关和负荷开关等几类。高压开关电器的正常运用条件为：海拔高度1000m或2000m；环境温度最高+40℃，最低温度户内为-5℃，户外普通不低于-30℃，高寒地域-40℃；风速不大于35m/s；户内相对湿度不大于90%〔+25℃时〕；地震烈度不超越Ⅷ度。开关电器在正常任务时，各部分的最高发热温度不应超越规定的数值。在正常运用的条件下，流过开关电器的电流为额定值时，发热温度应该满足规定。但环境温度高于+40℃时，每增高1℃，那么额定电流减少1.8%；每降低1℃，那么可添加额定电流0.5%，但不得超越额定值的20%。二、高压断路器的类型及对它的根本要求高压断路器是最重要的高压开关电器，它的作用：控制维护对断路器的根本要求：〔1〕任务可靠；〔2〕具有足够的开断才干；〔3〕具有尽能够短的切断时间。〔4〕具有自动重合闸性能〔5〕具有足够的机械强度和良好的稳定性能〔6〕构造简单、经济合理高压断路器的分类：1、根据安装地点可分为户内式和户外式两种。2、根据运用的灭弧介质可分为:油断路器、SF6断路器、真空断路器、紧缩空气断路器、磁吹断路器、产气断路器等1.油断路器油断路器是采用绝缘油作为灭弧介质，根据油量的多少它又可分为多油断路器和少油断路器。2.紧缩空气断路器紧缩空气断路器是利用紧缩空气吹灭电弧，现已逐渐被SF6断路器取代。3.真空断路器真空断路器是利用真空的高介电强度来灭弧。目前在我国10KV成套安装中已逐渐得到广泛运用。4.SF6断路器SF6断路器采器具有优良灭弧性能和绝缘才干的SF6气体作为灭弧介质。近年来SF6断路器在我国开展很快，在高压和超高压系统中得到较广泛运用，尤其以它为主体的封锁式组合电器是高压和超高压电器的重要开展方向。5.产气断路器和磁吹断路器产气断路器是利用有机固体介质在电弧高温下分解出的气体来熄灭电弧。磁吹断路器是利用被开断电路的电流本身所产生的磁场，将电弧吹入用耐高温的绝缘资料制成的狭缝内，使电弧拉长、冷却而熄灭。这两种断路器运用较少。

三、高压断路器的根本参数1.额定电压2.额定电流3.额定开断电流周期分量有效值表征断路器的开断才干的参数,即在额定电压下,断路器能可靠开断的最大电流,通常也简称为额定开断电流.4.额定动稳定电流和额定关合电流额定动稳定电流是表征断路器经过短时电流才干的参数.额定关合电流那么是表征断路器关合电流才干的参数.这两个参数的数值相等,由断路器各部分的机械强度决议的.5.额定热稳定电流和额定热稳定时间额定热稳定电流反映断路器接受短路电流热效应的才干。其值和额定开断电流相等，相应的额定热稳定时间为2s，也可以采用4s和相应的热稳定电流值。6.开断时间和合闸时间从操作机构跳闸线圈接通跳闸脉冲起，到三相电弧完全熄灭时止的一段时间称为断路器的开断时间。它等于断路器的固有分闸时间和熄弧时间之和。合闸时间那么是指从断路器合闸线圈加上电压起，到断路器接通时为止的一段时间。断路器的型号第一单元是产品字母代号：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；Q—自产气断路器；C—磁吹断路器。第二单元是装设地点代号：N—户内式；W—户外式。第三单元是设计序号。第四单元是额定电压，kV。第五单元是补充任务特性标志：G—改良型；F—分相操作。第六单元是额定电流，A。第七单元是额定开断电流，kA。第二节油断路器一、多油断路器在多油断路器中，油的作用除了灭弧以外，还用于相对地〔金属油箱〕的绝缘。35KV以上电压级的多油断路器，由于用油量太多、体积庞大、运转维护困难，早已不再消费；35KV及以下的多油断路器的技术经济目的尚属可取，但也曾经逐渐被取代。二、少油断路器在少油断路器中，油的作用主要是灭弧，也可在断路器分闸后作为断口间绝缘，假设有负荷电流流过时，将触头产生的热量传导出去，起到散热的作用。但少油断路器中的油不能作为相对地绝缘，其相对地绝缘由支持绝缘子、绝缘瓷套管或有机绝缘部件等构成，故少油断路器用油量少。 少油断路器由于用油少，比较平安，且外形尺寸小，便于成套设备中装设，所以长期以来在6～35KV户内配电安装中多采用少油断路器。常用的型号：1.SN10－10型少油断路器2.SN10－10Ⅲ／1250型少油断路器3.SN10－35型断路器4.SW6－110G型断路器少油断路器的优缺陷： 少油断路器具有构造比较简单、资料耗费少、体积小、分量轻、用油量少、便于消费、性能稳定、运转和检修方便和价钱廉价等一系列优点，其主要缺陷是不顺应于频繁操作，操作一定次数后，油损失量大，就要停电补充油，同时开断几次短路电流后就要检修，这对于消费过程中要求频繁操作的用电企业是不方便的。三、油断路器的运转维护电气运转中应留意油断路器的运用方法，对其进展定时的巡视检查，并对检查中发现的问题及时处置，以便坚持断路器的良好运转形状，保证系统平安运转。1.断路器位置的检查2.油位的检查3.运转温度的检查4.套管、绝缘子的检查5.操作机构的检查第三节真空断路器一、真空断路器的原理与构造 真空断路器是以真空作为灭弧和绝缘的介质，其中心部件是真空灭弧室。真空的介质电强度恢复快，灭弧性能好。二、真空断路器的特点〔1〕灭弧室不需检查，电气寿命长，机械寿命长，适用于频繁操作。〔2〕真空灭弧室没有爆炸和火灾危险。〔3〕触头间开距短，绝缘性能好。〔4〕灭弧性能强，燃弧时间短，动作快，普通全开断时间小于0.1s。〔5〕熄弧后触头间隙的破坏性放电电压恢复速度快，开断性能好。〔6〕真空断路器开断时没有副产品产生，也不存在介质劣化问题。三、真空断路器产品引见 我国目前消费的真空断路器主要有ZN、ZN1、ZN3、ZN4、ZN5、ZN8等系列。四、真空断路器的运转维护真空断路器在运转维护中，除应留意普通断路器常规工程以外，还应检查灭弧室完好无漏气景象，加强灭弧室真空度的管理。正常情况下，玻璃泡应明晰，灭弧室内零件不应被氧化，屏蔽罩内颜色应无变化。开断电路时，分闸弧光呈微蓝色；且在分闸形状下，一侧触头带电时，外壳内壁不能有红色或乳白色出现。第四节SF6断路器一、SF6断路器的原理与构造〔1〕SF6气体的性质。SF6在常温下是一种无色、无臭、无毒、不熄灭的惰性气体，具有良好的绝缘性能和灭弧性能。〔2〕几种SF6断路器的原理构造。SF6断路器按灭弧室的方式有压气式、旋弧式等类型。二、SF6断路器的特点 〔1〕绝缘性能好，使断路器设计更为紧凑，节省空间，操作功率小，噪声小。 〔2〕检修周期间隔时间长，寿命长，适用于频繁操作。如LN2－10型SF6断路器经过开断额定电流2000次，或操作6000次，或运转10年后才需检修。 〔3〕运用平安、可靠，无火灾、爆炸危险。 〔4〕要求密封良好，防止漏气和潮气侵入，故加工工艺和资料要求高。 〔5〕可以开展为SF6全封锁组合电器，节省大量土地，降低投资和运转本钱。三、SF6断路器产品阐明 目前，我国消费的SF6断路器适用范围为10～500KV，有LW、LN等系列。四、SF6断路器的运转维护 〔1〕经常性地检查断路器本体。 〔2〕检查运转的声音。 〔3〕SF6气体压力的检查。断路器内SF6气体的额定压力普通为0.4～0.6MPa〔20°C〕,应保证其处于正常范围。 〔4〕断路器运转温度的检查。五、SF6全封锁组合电器简介SF6全封锁组合电器是指将电气一次系统中除变压器外的高压元件〔断路器、隔分开关、接地刀闸、互感器、母线、避雷器、电缆头等〕，按电气主接线的衔接方式组合在一同，并全部装在充有SF6气体的封锁金属壳内，构成一套封锁的高压开关安装，简称GIS。 GIS在与敞开式电器的竞争中，已显现出它宏大的优势： SF6气体绝缘大大减少了绝缘间隔。 运转中不受自然条件的影响，其可靠性和平安性比常规电器好得多。 GIS属防爆设备，适宜在城市中心地域和其他防爆场所安装运用。 几乎无需检修，因此维修任务量和年运转费用大为降低。第五节断路器的操动机构一、概述 操动机构是断路器的重要组成部分，断路器的任务可靠性在很大程度上依赖于操动机构的动作可靠性。从提供能源到触头的全部环节称为操动系统〔或操动安装〕。因此，操动系统包括了操动机构、传动机构、提升变直机构、缓冲安装和二次控制回路等几个部分。通常把独立于断路器本体以外的部分称为操动机构〔也称操作机构〕，因此操动机构往往是一个独立的产品，一种型号的操动机构可以配用于不同型号的断路器，而同一型号的断路器也可配装不同型号的操动机构。根据所提供能源方式的不同，操动机构可分为手动操动机构、电磁操动机构、弹簧操动机构、液压操动机构、气动操动机构和电机操动机构等几种。对操动机构根本要求： 〔1〕具有足够的操作功。〔2〕有维持合闸安装。〔3〕有可靠的分闸安装和足够的分闸速度。〔4〕具有自在脱扣安装。〔5〕构造简单、体积小、价钱廉价、便于维修等。二、电磁式操动机构电磁式操动机构是利用直流电磁铁驱动断路器合闸。它构造简单、任务可靠、价钱低廉，但直接依赖合闸电源、所需功率较大、构造较笨重、合闸时间较长，普通只用于110KV及以下的油断路器。它在合闸的同时，经过电磁铁磁力使分闸弹簧拉伸储能。用分闸弹簧使断路器分闸，分闸弹簧又是利用电磁式脱扣经过传动系统使之释放能量。电磁式操动机构如今常用的有CD、CD2、CD3、CD10、CD11等系列，各配用于不同的断路器。三、弹簧式操动机构弹簧式操动机构是利用储能的合闸弹簧使断路器合闸，使合闸弹簧拉伸、储能的动力源是电动机，人力也能使合闸弹簧储能。断路器合闸时，也使分闸弹簧拉伸、储能，以使断路器能在脱扣器作用下分闸。弹簧式操动机构的最大优点，是储能电动机的功率只需很小，弹簧式操动机构的寿命比电磁式操动机构的要长，故得到了日益广泛的运用。其缺陷是机械构造比较复杂，对加工制造和调整的要求较高。弹簧式操动机构常用的有CT2、CT7、CT8、CT9、CT10、CT12、CTS等产品。四、液压式操动机构液压操动机构是利用紧缩气体储能，用压力油作为传送动力的介质，并借助各种操作油阀进展控制，全面实现操动机构的各项要求。这类操动机构构造比较复杂，制造工艺和密封要求较高。但压力高、动作迅速且准确、体积小，噪音和冲击力都很小，也不需求大功率合闸电源，短时失去电源仍可进展分合闸。目前我国国产的液压式操动机构主要有CY3、CY4、CY5等产品。五、气动式操动机构气动操动机构中以紧缩机产生紧缩空气为原动力，多用于110KV以上的紧缩空气断路器，已日渐淘汰。六、电机操动机构这种新式的操动机构是采用先进的数字技术，与简单、可靠、成熟的电动机设备相结合，不仅能满足断路器操动机构的一切要求，还可以提供更多的监控新功能。电机操动机构由于具有先进的监控平台、可实现模块化设计、低功耗、低噪音等优点，为断路器提供了一个非常可靠、灵敏的操作平台，促进了断路器控制技术的开展，它势必将进一步得到推行。第六节隔分开关一、概述隔分开关的主要用途如下：(1)隔离电源。(2)倒闸操作。(3)用以接通或开断小电流电路。隔分开关的分类：〔1〕按装设地点的不同，分为户内式和户外式两种。〔2〕按动触头运动方式，可分为程度回转式，垂直回转式，拉伸式〔即折架式〕和插拔式等。〔3〕按有无接地闸刀，可分为不接地、单接地、双接地三种。

隔分开关的操作原那么：〔1〕隔分开关普通配有手动操动机构，操作时先拔出定位销，分、合闸动作果断、迅速，操作终了后一定要用定位销销住。〔2〕与断路器的操作顺序：“先合后分〞;母线侧隔分开关与线路侧隔分开关的操作顺序：“先合后分〞。〔3〕出现了带负荷分、合隔分开关的误操作，那么应冷静地防止能够发生的另一种反方向的误操作——“错就错了〞。隔分开关的型号:隔分开关型号、规格普通由文字符号和数字表示：第一单元：产品字母代号，隔分开关用G；第二单元：安装场所代号，户内用N，户外用W；第三单元：设计序列顺序号，用数字1、2、3、……表示；第四单元：额定电压，kV；第五单元：其他标志，如T表示一致设计，G表示改良型，D表示带接地刀闸，K表示快分型等。第六单元：额定电流，A。高压隔分开关外观图高压隔分开关外观图高压隔分开关外观图高压隔分开关外观图二、户内隔分开关户内隔分开关有单极和三极产品。三极隔分开关有GN2、GN6、GN8、GN10、NG16、GN19、GN21等系列。GN19型隔分开关有拼装型〔如GN19-10型〕和穿墙型〔如GN19——10C型〕。以下图为5-7为GN19-10/400型三极隔分开关的外形图，隔分开关的触头由每相两条铜制刀闸构成，用弹簧紧夹在静触头两边构成线接触。GN19－10／400型隔分开关外形图1－上接线座；2－静触头；3－动触头；4－套管绝缘子；5－下接线座；6－框架；7－转轴；8－拐臂；9－升降绝缘子；10－支柱绝缘子；11－钢片这种构造的优点，是电流平均流过两片闸刀，所产生的电动力F使接触压力增大。为了提高短路时触头的电动稳定度，在触头上装有磁锁，它是由装在两闸刀外侧的钢片组成。当电流经过闸刀时，产生磁场，使两侧钢片相互靠拢产生压力F。在经过最大非对称短路电流时，触头便可得到很大的附加压力，因此提高了它的电动稳定度。磁锁安装的作用原理1－平行闸刀；2－钢片；3－静触头三、户外隔分开关户外隔分开关的任务条件比较恶劣，要能顺应风、雨、冰、雪、灰尘、严寒，酷暑等各种条件，故绝缘强度和机械强度要求高。户外隔分开关也有单极、双极，三极等区别。户外隔分开关有GW2、GW4、GW5、GW6、GW7、GW8和GW9等系列。四、隔分开关的操动机构隔分开关的操动机构分为手动的和动力的。手动的又分为手动杠杆式和手动涡轮式。动力的有电动机涡轮机构和气动机构。额定电流较小的隔分开关都是用手动杠杆式操动机构。五、隔分开关的运转维护(1)操作隔分开关之前,应检查与隔分开关衔接的断路器确实处在断开位置,以防带负荷拉、合隔分开关.(2)手动拉、合隔分开关时,应按“慢—快—慢〞的过程进展。(3)隔分开关手动拉闸操作终了，应锁好定位销子，防止滑脱引起带负荷关合电路或带地线合闸。(4)巡视检查隔分开关时，重点检查其每相触头接触能否严密,并检查绝缘子清洁度,本体机械部分无变形,引线无