电气百科:高压断路器的用途、结构、工作性能、故障与接线方法

电气百科:高压断路器的用途、结构、工作性能、故障与接线方法
2020-12-31 11:44:00 工业电器网官博

高压断路器(或称高压开关)它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流,而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用,切断过负荷电流和短路电流,它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力,可分为:油断路器(多油断路器、少油断路器)、六氟化硫断路器(SF6断路器)、压缩空气断路器、真空断路器等。

额定电压3kV及以上主要用于开断和关合导电回路的电器。2007-2012年,高压开关制造行业工业总产值逐年增加,同比增长率均在10%以上,行业保持较快的发展速度。

高压断路器的工作性能

1、额定电压(标称电压):它是表征断路器绝缘强度的参数,它是断路器长期工作的标准电压。为了适应电力系统工作的要求,断路器又规定了与各级额定电压相应的最高工作电压。对3—220KV各级,其最高工作电压较额定电压约高15%左右;对330KV及以上,最高工作电压较额定电压约高10%。断路器在最高工作电压下,应能长期可靠地工作。

2、额定电流:它是表征断路器通过长期电流能力的参数,即断路器允许连续长期通过的最大电流。

3、额定开断电流:它是表征断路器开断能力的参数。在额定电压下,断路器能保证可靠开断的最大电流,称为额定开断电流,其单位用断路器触头分离瞬间短路电流周期分量有效值的千安数表示。当断路器在、低于其额定电压的电网中工作时,其开断电流可以增大。但受灭弧室机械强度的限制,开断电流有一最大值,称为极限开断电流。

4、动稳定电流:它是表征断路器通过短时电流能力的参数,反映断路器承受短路电流电动力效应的能力。断路器在合闸状态下或关合瞬间,允许通过的电流最大峰值,称为电动稳定电流,又称为极限通过电流。断路器通过动稳定电流时,不能因电动力作用而损坏。

5、关合电流:是表征断路器关合电流能力的参数。因为断路器在接通电路时,电路中可能预伏有短路故障,此时断路器将关合很大的短路电流。这样,一方面由于短路电流的电动力减弱了合闸的操作力,另一方面由于触头尚未接触前发生击穿而产生电弧,可能使触头熔焊,从而使断路器造成损伤。断路器能够可靠关合的电流最大峰值,称为额定关合电流。额定关合电流和动稳定电流在数值上是相等的,两者都等于额定开断电流的2.55倍。

6、热稳定电流和热稳定电流的持续时间:执稳定电流也是表征断路器通过短时电流能力的参数,但它反映断路器承受短路电流热效应的能力。热稳定电流是指断路器处于合闸状态下,在一定的持续时间内,所允许通过电流的最大周期分量有效值,此时断路器不应因短时发热而损坏。国家标准规定:断路器的额定热稳定电流等于额定开断电流。额定热稳定电流的持续时间为2S,需要大于2S时,推荐4S。

7、合闸时间与分闸时间:这是表征断路器操作性能的参数。各种不同类型的断路器的分、合闸时间不同,但都要求动作迅速。合闸时间是指从断路器操动机构合闸线圈接通到主触头接触这段时间,断路器的分闸时间包括固有分闸时间和熄弧时间两部分。固有分闸时间是指从操动机构分闸线圈接通到触头分离这段时间。熄弧时间是指从触头分离到各相电弧熄灭为止这段时间。所以,分闸时间也称为全分闸时间。

8、操作循环:这也是表征断路器操作性能的指标。架空线路的短路故障大多是暂时性的,短路电流切断后,故障即迅速消失。因此,为了提高供电的可靠性和系统运行的稳定性,断路器应能承受一次或两次以上的关合、开断、或关合后立即开断的动作能力。此种按一定时间间隔进行多次分、合的操作称为操作循环。

高压断路器的用途及作用区别

用途介绍

高压断路器在高压电路中起控制作用,是高压电路中的重要电器元件之一。断路器用于在正常运行时接通或断开电路,故障情况在继电保护装置的作用下迅速断开电路,特殊情况(如自动重合到故障线路上时)下可靠地接通短路电流。高压断路器是在正常或故障情况下接通或断开高压电路的专用电器。

断路器的工作状态(断开或者闭合)是由他的操动机构控制的。

高压负荷开关、高压隔离开关和高压断路器的区别:

1、高压负荷开关是可以带负荷分断的,有自灭弧功能,但它的开断容量很小很有限。

2、高压隔离开关一般是不能带负荷分断的,结构上没有灭弧罩,也有能分断负荷的高压隔离开关,只是结构上与负荷开关不同,相对来说简单一些。

3、高压负荷开关和高压隔离开关,都可以形成明显断开点,大部分高压断路器不具隔离功能,也有少数高压断路器具隔离功能。

4、高压隔离开关不具备保护功能,高压负荷开关的保护一般是加熔断器保护,只有速断和过流。

5、高压断路器的开断容量可以在制造过程中做的很高。主要是依靠加电流互感器配合二次设备来保护。可具有短路保护、过载保护、漏电保护等功能。

作用

1、控制作用。根据电力系统运行的需要,将部分或全部电气设备,以及部分或全部线路投入或退出运行。

2、保护作用。当电力系统某一部分发生故障时,它和保护装置、自动装置相配合,将该故障部分从系统中迅速切除,减少停电范围,防止事故扩大,保护系统中各类电气设备不受损坏,保证系统无故障部分安全运行。

断路器的主要结构分类

主要结构

高压断路器的主要结构大体分为:导流部分,灭弧部分,绝缘部分,操作机构部分。高压开关的主要类型按灭弧介质分为:油断路器, 空气断路器,真空断路器,六氟化硫断路器, 固体产气断路器,磁吹断路器。

按操作性质可分为:电动机构,气动机构,液压机构,弹簧储能机构,手动机构。

1、油断路器。利用变压器油作为灭弧介质,分多油和少油两种类型。

2、六氟化硫断路器。采用惰性气体六氟化硫来灭弧,并利用它所具有的很高的绝缘性能来增强触头间的绝缘。

3、真空断路器。触头密封在高真空的灭弧室内,利用真空的高绝缘性能来灭弧。

4、空气断路器。利用高速流动的压缩空气来灭弧。

5、固体产气断路器。利用固体产气物质在电弧高温作用下分解出来的气体来灭弧。

6、磁吹断路器。断路时,利用本身流过的大电流产生的电磁力将电弧迅速拉长而吸入磁性灭弧室内冷却熄灭。

高压断路器的故障与接线方法

常见故障

按发生频率排列大致顺序:

1、密封件失效故障;

2、动作失灵故障;

3、绝缘损坏或不良;

4、灭弧件触头的故障。

接线方式

断路器的接线方式有板前、板后、插入式、抽屉式,用户如无特殊要求,均按板前供货,板前接线是常见的接线方式。

1、板后接线方式:板后接线最大特点是可以在更换或维修断路器,不必重新接线,只须将前级电源断开。由于该结构特殊,产品出厂时已按设计要求配置了专用安装板和安装螺钉及接线螺钉,需要特别注意的是由于大容量断路器接触的可靠性将直接影响断路器的正常使用,因此安装时必须引起重视,严格按制造厂要求进行安装。

2、插入式接线:在成套装置的安装板上,先安装一个断路器的安装座,安装座上6个插头,断路器的连接板上有6个插座。安装座的面上有连接板或安装座后有螺栓,安装座预先接上电源线和负载线。使用时,将断路器直接插进安装座。如果断路器坏了,只要拔出坏的,换上一只好的即可。它的更换时间比板前,板后接线要短,且方便。由于插、拔需要一定的人力。因此中国的插入式产品,其壳架电流限制在最大为400A。从而节省了维修和更换时间。插入式断路器在安装时应检查断路器的插头是否压紧,并应将断路器安全紧固,以减少接触电阻,提高可靠性。

3、抽屉式接线:断路器的进出抽屉是由摇杆顺时针或逆时针转动的,在主回路和二次回路中均采用了插入式结构,省略了固定式所必须的隔离器,做到一机二用,提高了使用的经济性,同时给操作与维护带来了很大的方便,增加了安全性、可靠性。特别是抽屉座的主回路触刀座,可与NT型熔断路器触刀座通用,这样在应急状态下可直接插入熔断器供电。

断路器的运行监督

断路器的运行维护

1、每年对断路器安装地点的母线短路容量与断路器铭牌作一次校核。

2、每台断路器和年动作次数应作出统计,正常操作次数和短路故障开断次数应分别统计。

3、定期对断路器作运行分析并作好记录备查,不断累积运行经验,运行分析的内容包括:

(1)设备运行异常现象及缺陷产生的原因和发展规律,总结发现、判断和处理缺陷的经验主此基础上作事故预想。

(2)发生事故和障碍后,对故障原因和处理对策进行分析,总结经验教训。

(3)根据设备及环境状况作出事故预想。

4、发电厂和供电局每年要检查断路器反事故措施执行情况,并补充新的反事故措施内容。

高压断路器弹跳速度测量方法

高压断路器的速度,现场一般需要测量,如果高压断路器特性有了问题或者检修后,必须进行速度测量,下面以LW6系列SF6高压高压断路器速度测量为例,介绍高压断路器速度测量方法。

一、测速装置的安装

安装示意图如图1-1所示。测速装置5与连接座1用M10×28六角螺栓2、垫圈3和弹垫4紧固好,调速工具与接头6连接;触头5应与滑线电阻接触好;把测速工具的三根引线(两红线接线柱为滑线电阻两端引线,黑色接线柱为滑动触头引线),接至测速示波器。

图1-1 测速装置安装示意图

1—连接座;2—六角螺栓;3—垫圈;

4—弹垫;5—测速装置;6—接头

二、测速方法

1.测速接线

测速接线图如图1-2所示。由于高压断路器工作缸活塞杆和触头动作行程比例为1:1,因此,可以直接将开关动作触头的行程与时间的曲线绘制在示波图上。图9-4中直流电源可用干电池串联成9~13V电压;R为测速电阻,为绕线电阻,阻值为1250Ω左右;输出端电阻Rf为8~10KΩ,Rf满足大于R;振子为FC型400号为宜。

图1-2 速度测量接线示意图

2.速度的测量

(1)定义

刚 分 点:电路起在分闸时从开始运动到运动至43mm时的位置。

刚 合 点:高压断路器在合闸时从开始运动到运动至107mm时的位置。

分闸速度:从刚分点到刚分点后72mm处,这段运动的平均速度。

合闸速度:从刚合点至刚合点前36mm处,这段运动的平均速度。

(2)计算平均速度

用示波器记录的速度曲线如图1-3所示。根据触头行程1500mm,再结合示波速度曲线图中的实际高度,求出两者比例。然后由该比例找出各特征点(刚分点和刚合点),作一个直角三角形,计算出分闸和合闸的平均速度V=S/t。

图1-3 速度曲线示意图

三、测量速度时注意事项

1.测速必须在额定操作电压、气压和油压下进行。

2.测速必须在开关同步合格后进行。每台三相只测一相即可。

3.目前已有多功能开关特性测试仪,如武汉研创高科研发的GKC-Y高压开关动特性测试仪,仪器内置隔离型可调直流电源及开关操作命令模拟控制模块,试验时可通过内附直流电源直接控制开关分、合闸、重合闸操作,具有自动或手动进行动作电压试验功能。本仪器可进行各种类型(多油,少油,SF,真空等)和厂家(进口,国产)的高压开关有关机械特性参数(时间、速度、同期、行程、弹跳、线圈电流等)测试与特性分析。

来源:网络、电器百科、工业科普、电气百科等综合整理

新浪汽车公众号
新浪汽车公众号

更多汽车资讯,涨知识赢好礼扫描二维码关注(auto_sina)

实时热搜

更多>>
点击查看完整榜单

热门视频

更多>>

热门车型

更多>>

竞争力对比

更多>>

购车帮帮忙

更多>>

汽车黑科技

更多>>

精品原创

阅读排行

新浪扶翼

行业专区>>