《城市轨道交通变电所运行与维护》 课件 项目3任务2 隔离开关、熔断器、负荷开关的认知与维护

项目3开关及开关柜的认知与维护任务2隔离开关、熔断器、负荷开关的认知与维护【任务描述】认识典型隔离开关、熔断器、负荷开关的结构并进行日常维护，分组完成隔离开关手动分合闸操作，再将隔离开关与断路器配合，进行停送电操作。01隔离开关概述隔离开关概述隔离开关是一种结构比较简单的开关电器，是电网中重要的开关电器之一。它由操动机构驱动本体刀闸进行分、合，分闸后形成明显的电路断开点。一般隔离开关只能在电路断开的情况下进行分合闸操作，或接通及断开符合规定的小电流电路。它没有专门的灭弧装置，不能用来开断负荷电流和短路电流，隔离开关通常与断路器配合使用。1.隔离开关的作用及基本要求（1）作用隔离开关主要用来隔离高压电源以保证其他设备的安全检修。它没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作，但可以用来通断一定的小电流电路。其主要用途为隔离电源，倒闸操作，通断小电流电路。隔离开关的作用及基本要求(2)基本要求11）隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。22）断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证在过电压及相间闪络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全。33）有足够的动热稳定、机械强度、绝缘强度。66）带有接地刀闸的隔离开关必须装设联锁机构，以保证隔离开关的正确操作。55）应结构简单、动作可靠。44）跳、合闸时的同期要好，要有最佳的跳合闸速度，以尽可能降低操作过电压。2.结构隔离开关主要构成1）由底座、操动机构、传动机构、绝缘部分、导电部分（含触头、闸刀、接线座）构成。2）操动机构通过连杆带动转轴完成分、合闸操作。3）闸刀采用断面为矩形的铜条，并在闸刀上设有“磁锁”，用来防止外部短路时，闸刀受短路电动力的作用从静触头上脱离。1-上接线端2-静触头3-闸刀4-套管绝缘子5-下接线端6-柜架7-转轴8-拐臂3.高压隔离开关的型号隔离开关的型号一般由文字符号和数字按以下方式组成：[1][2][3]—[4][5]/[6]其代表意义为：[1]产品名称：G—隔离开关。[2]安装地点：N—户内型；W—户外型。[3]设计序号：以数字1、2、3…表示。[4]额定电压，kV。[5]补充特性：G—改进型；D—带接地刀闸；K—快分型；T—统一设计。[6]额定电流，A。例如：GN19—10/630，表示户内隔离开关，设计序号19，额定电压10kV，额定电流630A。4.隔离开关的主要技术参数（1）额定电压指隔离开关在长期运行时所能承受的工作电压，与安装点电网的额定电压等级一致，单位为kV。（2）额定电流指隔离开关在长期工作时允许通过的最大工作电流，主要由温升来确定。额定电流的大小决定了触头和导电部分截面的大小，隔离开关长期通过额定电流时，各部分的发热不超过允许值，单位为A。（3）热稳定电流热稳定电流是指隔离开关在闭合状态时，在规定的时间内允许通过的最大电流有效值，它表明了隔离开关承受短路电流热稳定能力，单位为kA。4.隔离开关的主要技术参数（4）动稳定电流指隔离开关在闭合状态时，允许通过的最大瞬时电流冲击值，它表明了隔离开关承受短路电流动稳定能力，与隔离开关的机械强度有关。（5）最高工作电压指隔离开关所能承受的超过额定电压的电压，它不仅决定了隔离开关的绝缘要求，还在相当大程度上决定了隔离开关的外部尺寸，单位为kV。5.隔离开关的分类2151）按隔离开关绝缘支柱数分类：单柱式、双柱式、三柱式。2）按隔离开关运动方式分类：水平旋转式、垂直旋转式、摆动式、插入式。5）按隔离开关极数分类：单极式、三极式。44）按操动机构分类：手动式、电动式、其他隔离开关（如气动式、液压式等）。33）按是否带接地刀闸分类：无接地刀闸的隔离开关、带接地刀闸的隔离开关。66）按安装地点分类：户内式、户外式。02隔离开关的操作1.隔离开关的操作方式(1)电动操作1）远方遥控操作：指在监控微机主接线图上用鼠标或键盘选定相应的隔离开关图标进行的操作。2）就地电动操作：指在现场通过隔离开关操动机构箱内分、合闸按钮来对隔离开关进行的操作。1.隔离开关的操作方式(2)手动操作1）手动操作的隔离开关必须通过人力对隔离开关进行拉、合操作，操作时必须在现场才能进行。2）电动式操作隔离开关由于电动机失灵或其他原因不能进行电动操作时，必须通过人力并使用摇柄转动机构齿轮来带动隔离开关进行分、合闸操作。在操作前，必须将电动机电源断开后才能进行。2.隔离开关操作注意事项隔离开关是一种没有灭弧装置的控制电器，因此严禁带负荷进行分、合闸操作。（1）一般与高压断路器配合使用，且要严格遵守操作顺序：1）停电时，先断开断路器，再断开隔离开关；2）送电时，先合上隔离开关，再合上断路器。（2）操作隔离开关前，应检查与隔离开关连接的断路器确实处于断开位置，以防带负荷拉、合隔离开关。（3）正常情况下，隔离开关操作方式应按远控、近控的顺序优先采用，尽量避免手动操作方式。（4）装有电气闭锁装置的隔离开关，禁止随意解除闭锁进行操作。2.隔离开关操作注意事项（5）隔离开关操作完毕，应检查其开、合位置，三相同期情况及触头接触深度均应正常，以免因传动机构或控制回路（指远方操作隔离开关）有故障，出现隔离开关拒合或拒分。合闸后，工作触头应接触良好，拉闸后，断口张开的角度或拉开的距离应符合要求。（6）在现场对隔离开关进行操作时，操作人员和监护人要选择正确的站位，防止瓷柱断裂伤人。若发现瓷柱断裂、倒塌或放电时，应迅速远离危险区域。2.隔离开关操作注意事项（7）在电动操动机构失灵、操作电源失压等情况下进行手动操作时，应认真检查操作条件，严格核对设备，防止误操作，并注意以下事项：1）手动合隔离开关时，开始要缓慢，当刀片接近刀嘴时，要迅速合上，以防产生弧光。在合到终了时，不得用力过猛，防止冲击力过大而损坏绝缘子。2）手动拉闸时，应按慢、快、慢的过程进行。3）单相隔离开关和跌落式熔断器的操作顺序：垂直排列时，停电拉闸应先拉中间相，后拉两边相，送电合闸操作顺序与此相反；水平排列时，停电拉闸应从上到下依次拉开各相，送电合闸操作顺序与此相反。（8）在合隔离开关时如发生弧光或误合，则应将隔离开关迅速合上。03隔离开关的维护1.隔离开关的运行规定1）隔离开关允许在额定电流、额定电压下长期运行，最高工作电压不得超过额定电压的1.15倍，最大持续工作电流不得超过其额定电流。2）一般情况下，隔离开关的运行温度不宜超过70C，隔离开关导电回路长期工作温度不宜超过80C。3）隔离开关应有明显的断开点，这样易于鉴别电气设备是否与电源隔开，且隔离开关断开点间应有可靠的绝缘。4）隔离开关应具有足够的短路稳定性。5）隔离开关的操动机构均应装设防误闭锁装置。6）隔离开关应具有开断一定的电容和电感电流的能力及开断环流的能力，且分、合闸时的同期性要好，有最佳的分、合闸速度，以尽可能降低操作时的过电压、燃弧次数和无线电干扰。2.隔离开关的巡视1）触头、触点的检查。012）绝缘子的检查。023）转轴、齿轮、框架、连杆、拐臂等零部件检查。034）引线的检查。045）操动机构的检查。056）闭锁装置的检查。067）接地刀闸的检查。078）隔离开关分、合状态检查。089）隔离开关短路后检查。0904熔断器概述熔断器概述熔断器是最简单和最早使用的一种保护电器，主要用于线路及电力变压器等电气设备的短路及过载保护。它广泛使用在60kV及以下电压等级的小容量电气装置中，常用来保护电压互感器。在3～60kV系统中，还常与负荷开关、断路器等其他开关电器配合使用，用来保护电力线路、变压器以及电容器组。它常和刀开关电器在一个壳体内组合成负荷开关或熔断器式刀开关。1.熔断器的基本结构及工作原理CDFEAB1—熔管2—金属端盖3—弹性接触座4—指示器接线端子6—瓷绝缘子7—底座2）熔管：用于放置熔体，限制熔体电弧的燃烧范围，并可灭弧。4）绝缘底座：用于实现各导电部分的绝缘和固定。1）熔体：正常工作时起导通电路的作用，在故障情况下熔体将首先熔化，从而切断电路实现对其他设备的保护。3）充填物：一般采用固体石英砂，用于冷却和熄灭电弧。ABCDE5）熔断指示器：用于反映熔体的状态，即完好或已熔断。(1)基本结构1.熔断器的基本结构及工作原理（2）工作原理熔断器安装在被保护设备或线路的电源侧。1）正常工作时，熔体通过电流小于其额定电流，熔断器长期可靠地运行，不应发生误熔断现象。2）过载或短路时，熔体升温并导致熔化、汽化而开断。3）熔体熔断汽化时产生电弧，又使熔体加速熔化和汽化，并将电弧拉长；这时的高温金属蒸气向四周喷溅并发出爆炸声。4）熔断器的工作过程分为以下四个阶段：a.熔断器的熔体因过载或短路而加热到熔化温度；b.熔体的熔化和汽化；c.触点之间的间隙击穿和产生电弧；d.电弧熄灭，电路被断开。2.熔断器的技术参数熔断器的主要技术参数如下：1）额定电压：指熔断器能够长期承受的正常工作电压，即安装处电网的额定电压。2）额定电流：指熔断器壳体部分和载流部分允许通过的长期最大工作电流。3）熔体额定电流：指熔体允许长期通过而不熔断的最大电流。熔体额定电流可以和熔断器的额定电流不同，同一熔断器可装入不同额定电流的熔体，但熔体最大额定电流不应超过熔断器额定电流。4）极限断路电流：指熔断器所能断开的最大短路电流。若被断开的电流大于此电流，有可能使熔断器损坏，或由于电弧不能熄灭引起相间或接地短路。3.熔断器的分类2131）根据使用电压分类：可分为高压和低压熔断器。2）根据安装地点分类：可分为户内和户外式熔断器。3）根据限流特性分类：可分为限流式和非限流式熔断器。05熔断器维护1.熔断器使用和维护注意事项1）检查熔断器额定电压应大于或等于电源额定电压，其额定分断能力应大于预期短路故障电流。12）安装时应保证接触良好，不使熔体受到机械损伤，并防止其中个别相接触不良。23）熔断器的周围环境温度与保护对象的周围环境温度尽可能一致，以免保护特性产生误差。34）换上的新熔体，其规格应与原来熔体的规格一致，不得任意加大和缩小规格，并且必须在不带电的情况下更换熔体或熔管。45）为确保更换熔断器时的安全，尤其在确需带电更换时，应戴绝缘手套，站在绝缘垫上，并戴上护目眼镜。56）在有爆炸危险和有火灾危险的环境中，不得使用所产生的电弧可能与外界接触的熔断器。62.熔断器的巡视检查项目1）检查熔断器外观有无损伤、变形，瓷绝缘部分有无闪络放电痕迹；母线连接有无断裂、脱漆现象；支架是否完好，有无锈蚀现象。2）检查熔断器的接触是否良好，接触紧密，有无过热现象。3）检查熔断器的接地是或否良好。4）检查熔断器和熔体的额定值与被保护设备是否相配合。5）检查熔断器的熔断信号指示器是否正常。06负荷开关概述负荷开关概述负荷开关是介于断路器和隔离开关之间的一种开关电器，具有简单的灭弧装置，能切断额定负荷电流和一定的过载电流，但不能切断短路电流。负荷开关通常与高压熔断器配合使用，短路电流由熔断器切断，高压装置中负荷电流由负荷开关切断。1.负荷开关的熄弧原理负荷开关闸刀中部装有灭弧管，灭弧管内有成套的灭弧装置。其灭弧是利用主轴带动活塞，进而压缩空气，使压缩空气从喷嘴中喷出，以吹灭电弧。还有一种是利用固体产气元件，在电弧高温的作用下产生大量的气体，沿喷嘴高速喷出，形成强烈的纵吹作用，使电弧迅速熄灭。图3-17负荷开关的熄弧原理1—弧动触头2—绝缘喷嘴3—弧静触头4—接地端子5—气缸6—活塞7—上绝缘子8—主静触头9—电弧2.负荷开关的结构1-主轴2-上绝缘子兼气缸3-连杆4-下绝缘子5-框架6-高压熔断器7-下触座8-闸刀9-弧动触头10-绝缘喷嘴（内有弧静触头）11-主静触头12-上触座l3-