牵引变电所运行与维护 课件 任务3：断路器的运行与维护

牵引变电所运营与维护江西交通职业技术学院任务3断路器的运行与维护主要内容一.断路器的基本知识

二.断路器的基本原理三.常用断路器认识四.断路器的操作方法一、断路器的基本知识断路器又叫高压开关，是指额定电压在1kV以上，主要用于开断和关合导电回路的电器。（一）断路器的作用及组成高压断路器是高压电器设备中的重要设备，是一次系统中控制和保护电路的关键设备。断路器在电路中的图形符号如下图所示，文字符号用QF表示。图形符号作用：断路器在正常运行时，用来接通或断开电路的负荷电流；当系统故障时，在继电保护装置的作用下，用来迅速断开短路电流，切除故障电路，以保障系统中非故障部分的正常运行；与自动装置配合，能完成自动重合闸任务，提高供电可靠性。开断元件支撑绝缘元件操动机构（a）高压断路器外形（b）高压断路器结构断路器的类型很多，但其结构总体来说，主要由开断元件、支撑绝缘元件、传动元件、操动机构和底座基础五部分组成。（1）开断元件：开断元件是断路器的核心元件，包括触头、导电杆及灭弧室等。（2）支撑绝缘元件：指绝缘支柱绝缘子，它主要起对地绝缘及其支撑的作用。（3）传动元件：主要由连杆、绝缘杆、绝缘拐臂等组成，可将断路器的操作动力传输到导电杆及触头处，使断路器能进行分合闸。（4）操动机构：指能提供给断路器分合闸操作动力的装置。它有很多种类型，如电磁式、弹簧储能式、液压式、气动式等。（5）底座基础：指断路器安装在地面上或墙面上的构架基础。（二）断路器的分类（1）按灭弧介质分类（2）按照操作能源形式（3）按安装地点分类（三）断路器的型号和技术参数断路器铭牌上的型号（1）额定电压UN：额定电压是指高压断路器长期正常工作的电压，一般指线电压。（2）最高工作电压：考虑输电线路有电压降，线路供电端母线额定电压高于受电端母线额定电压，这样断路器可能在高于额定电压下长期工作。（3）额定电流IN：额定电流是指高压断路器在标准环境温度下，可以长期通过的、发热不超过允许值的最大负荷电流。注：其大小与断路器触头和导电部分截面密切相关（4）额定开断电流INK（额定断流量）：在额定电压下，高压断路器能够可靠开断的最大电流，它表明了断路器的开断能力。（5）额定断流容量SNK：额定断流容量是一个综合参数，表示断路器的开断能力。（6）热稳定电流：热稳定电流是指高压断路器在规定时间内（国标为4s）所允许通过的最大电流。（7）分闸时间：在额定操作电压或压力下，从断路器接到分闸命令瞬间起到各相触头电弧完全熄灭为止的时间间隔。（8）合闸时间：在额定电压或压力下，从断路器合闸线圈通电开始至各相触头刚接触瞬间为止的时间间隔。（9）自动重合闸无电流间隔时间：断路器第一次分闸、三相电弧完全熄灭起，至重合闸成功线路重新出现电流为止的时间间隔。（10）重合闸操作循环。二、断路器的基本原理（一）SF6断路器的灭弧原理SF6断路器常采用单压气吹式原理灭弧，即在单一气压的SF6气体中，采用与触头并联的活塞装置，在分断的过程中，在喷口处形成气流，吹熄电弧。吹弧后SF6气体不能排向大气，即SF6气体必须处于一封闭的系统中。其灭弧原理如下图所示：SF6断路器灭弧原理1-静触头；2-绝缘喷口；3-动触头；4-压气缸；5-活塞（二）真空断路器的灭弧原理右图是真空断路器的结构图，主要由开断装置、绝缘支撑、传动机构、基座及操动机构五部分组成。1-开断装置；2-绝缘支撑；3-传动机构；4-基座；5-操动机构灭弧原理：真空电弧的熄灭是基于利用高真空介质的绝缘强度和在这种稀薄气体中电弧生成物（带电粒子和金属蒸气）具有很高的扩散速度，因而使电弧电流过流后，触头间隙的介质强度能很快恢复起来的原理实现的。电磁操动机构（三）高压断路器的操动机构操动机构也叫操作机构，是高压断路器的重要组成部分。操动机构是带动高压开关传动机构进行合闸与分闸的机构。1电磁操动机构电磁操动机构是通过短时接通线圈电源，将电磁能转变为机械能作为合闸及分闸动力。弹簧储能操动机构2弹簧储能操动机构弹簧储能操动机构组成：一般由储能系统、电磁系统和机械系统组成。弹簧储能操动机构工作原理合闸位置（合闸弹簧储能）分闸位置（合闸弹簧储能）合闸位置（合闸弹簧释放）优点：电源容量小、交直流电源都可以、暂时失去电源时仍可以操一次作。缺点：结构复杂、零部件加工精度要求高、传动环节多。液压操动机构优点：不需要直流电源；暂时失去电源时仍能操作多次；功率大、动作快、操作平稳。缺点：加工精度高，价格较贵。3液压操动机构液压操动机构利用液压机构来实现断路器分合闸操作，适用于126KV及以上的高压断路器，是发展方向。三、常用断路器认识（一）SF6断路器采用具有优良的灭弧能力和绝缘能力的SF6气体作为灭弧介质。分断过程中，形成SF6气流，吹熄电弧。变电所中采用的SF6断路器通常有三种方式：（1）瓷柱式、（2）落地罐式、（3）手车式。瓷柱式SF6断路器LN2-10型手车式SF6断路器1-上接线端；2-绝缘筒；3-下接线端；4-操动机构；5-小车；6-分闸弹簧（二）真空断路器真空断路器组成利用真空度为10-4pa的高真空作为触头间绝缘与灭弧介质的断路器称为真空断路器。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。四、断路器的操作方法（一）遥控操作在控制室、控制柜上将开关转换到“远方”位置，由供电调度人员远距离对断路器进行的分、合闸操作，称为遥控操作。。（a）断路器界面上的操作旋钮（b）推进联锁装置推进联锁装置（二）远控操作在控制室、控制柜上将开关转换到“当地”位置，通过断路器控制开关对断路器进行的操作称为远控操作。推进联锁装置（三）近控操作在断路器现场控制面板上对断路器进行分合闸控制的操作称为近控操作，断路器的近控操作主要用于断路器检修中的调试操作。（四）操作后的位置检查断路器操作后的位置检查，应通过断路器红绿指示变化、电流表（电压表、功率表）指示变化、断路器三相位置指示变化