《開關(guān)電器》課件

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1、 高 壓 斷 路 器 是 電 力 系 統(tǒng) 重 要 設 備 之 一 ， 其 最 大 特 點 就 是 開 斷 負 荷 電 流 和 短 路 電 流 。 它的 主 要 功 能 是 ： 正 常 運 行 時 ， 斷 開 和 閉 合 正 常 工 作 電 流 ， 改 變 電 力 系 統(tǒng) 運 行 方 式 ， 起控 制 作 用 ； 當 電 力 系 統(tǒng) 發(fā) 生 故 障 時 ， 快 速 切 除 故 障 回 路 ， 以 保 證 非 故 障 部 分 正 常 運 行 ，起 保 護 作 用 高 壓 斷 路 器 由 五 個 部 分 組 成 ： 通 斷 元 件 ， 中 間 傳 動 機 構(gòu) ， 操 動 機 構(gòu) ， 絕 緣 支 撐

2、件 以 及 基 座 。 斷 路 器 的 分 類 目 前 我 國 斷 路 器 型 號 根 據(jù) 國 家 技 術(shù) 標 準 的 規(guī) 定 ， 一 般 由 文 字 符 號 和 數(shù) 字 按 以 下 方 式 組成 ：其 代 表 意 義 為 ： 產(chǎn) 品 字 母 代 號 ， 用 下 列 字 母 表 示 ： S少 油 斷 路 器 ； D多 油 斷 路 器 ； K空 氣 斷路 器 ； L六 氟 化 硫 斷 路 器 ； Z真 空 斷 路 器 ； Q產(chǎn) 氣 斷 路 器 ； C磁 吹 斷 路 器 。 裝 置 地 點 代 號 ； N戶 內(nèi) ， W戶 外 。 設 計 系 列 順 序 號 ； 以 數(shù) 字 1、 2、 3表 示 。

3、 額 定 電 壓 ， KV。 其 它 補 充 工 作 特 性 標 志 ， G改 進 型 ， F分 相 操 作 。 額 定 電 流 ， A。 額 定 開 斷 電 流 ， KA。 特 殊 環(huán) 境 代 號 。 油 斷 路 器 多 油 式 斷 路 器 多 油 式 斷 路 器 是 以 絕 緣 油為 滅 孤 介 質(zhì) 及 主 要 絕 緣 介質(zhì) 的 高 壓 斷 路 器 ， 其 結(jié) 構(gòu)簡 單 、 工 藝 要 求 低 、 但 體積 大 、 用 鋼 材 和 絕 緣 油 都比 較 多 ， 在 電 壓 較 高 時 尤其 如 此 ， 所 以 已 經(jīng) 逐 漸 被少 油 式 斷 路 器 或 空 氣 斷 路器 所 代 替 。

4、1-油 氣 分 離 器 2-上 出 線 座3-滅 弧 室 4-絕 緣 筒 5-動 觸 頭 桿6-紫 銅 滾 輪 7-下 出 線 座8-塞 桿 9-基 座 10-主 軸11-絕 緣 拉 桿 12-分 閘 彈 簧13-瓣 形 靜 觸 頭 SF6斷 路 器 采 用 具 有 優(yōu) 良滅 弧 能 力 和 絕 緣 能 力 的SF6氣 體 作 為 滅 弧 介 質(zhì) ，具 有 開 斷 能 力 強 、 動 作 快 、體 積 小 等 優(yōu) 點 ， 但 金 屬 消耗 多 ， 價 格 較 貴 。 近 年 來SF6斷 路 器 發(fā) 展 很 快 ， 在高 壓 和 超 高 壓 系 統(tǒng) 中 得 到廣 泛 應 用 。 尤 其 以 SF

5、6斷路 器 為 主 體 的 封 閉 式 組 合電 器 ， 是 高 壓 和 超 高 壓 電器 的 重 要 發(fā) 展 方 向 。 真 空 斷 路 器 是 在 高 度 真 空 中 滅 弧 。 真 空 中 的電 弧 是 在 觸 頭 分 離 時 電 極 蒸 發(fā) 出 來 的 金 屬 蒸 汽中 形 成 的 。 電 弧 中 的 離 子 和 電 子 迅 速 向 周 圍 空間 擴 散 。 當 電 弧 電 流 到 達 零 值 時 ， 觸 頭 間 的 粒子 因 擴 散 而 消 失 的 數(shù) 量 超 過 產(chǎn) 生 的 數(shù) 量 時 ， 電弧 即 不 能 維 持 而 熄 滅 。 真 空 斷 路 器 開 斷 能 力 強 ，開 斷

6、時 間 短 、 體 積 小 、 占 用 面 積 小 、 無 噪 聲 、無 污 染 、 壽 命 長 ， 可 以 頻 繁 操 作 ， 檢 修 周 期 長 。真 空 斷 路 器 目 前 在 我 國 的 配 電 系 統(tǒng) 中 已 逐 漸 得到 廣 泛 應 用 。 真 空 間 隙 的絕 緣 強 度與 滅 弧 性性 能 非 常優(yōu) 越 ,具 有結(jié) 構(gòu) 簡 單 、體 積 小 、重 量 輕 、壽 命 長 、維 修 量 小和 適 用 于頻 繁 操 作等 特 點 。 真 空 斷 路 器 的 主 要 部 件 的 工作 原 理 真 空 斷 路 器 的 機 械 參 量 開 距觸 頭 接 觸 壓 力接 觸 行 程平 均 合

7、閘 速 度平 均 分 閘 速 度合 閘 彈 跳 時 間合 、 分 閘 不 同 期 性合 、 分 閘 時 間回 路 電 阻 真 空 斷 路 器 主 要 包 含 三 大 部 分 ：真 空 滅 弧 室 、 電 磁 或 彈 簧 操 動機 構(gòu) 、 支 架 及 其 他 部 件 。真 空 滅 開 弧 室 氣 密 絕 緣 系 統(tǒng)導 電 系 統(tǒng)屏 蔽 系 統(tǒng)觸 頭波 紋 管 （ 1 滅 弧 室 開 斷 后 介 質(zhì) 恢 復快 ， 介 質(zhì) 不 需 要 冷 卻 和 更 換 ，電 弧 能 量 低 ， 無 損 耗 ， 觸 頭壓 力 小 。 2 斷 口 開 距 小 ， 一 般 為9 12mm， 合 閘 所 需 能 量 小

8、，使 用 壽 命 長 ， 一 般 可 達 20年左 右 。 3 開 斷 電 流 大 ， 觸 頭 電損 耗 小 ， 主 回 路 接 觸 電 阻 小 。具 有 足 夠 的 重 合 閘 操 作 次 數(shù) 。 4 可 靠 性 高 ， 能 適 用 于各 種 場 合 ； 維 護 量 小 ， 維 護成 本 低 ， 僅 為 少 油 斷 路 器 的 1 20左 右 。 （ 1） 容 易 產(chǎn) 生 操 作 過 電 壓 ,在 開 斷 感 性電 流 時 ,會 出 現(xiàn) 電 流 截 斷 現(xiàn) 象 造 成 較 高 的過 電 壓 ,因 此 要 加 裝 過 電 壓 吸 收 裝 置 ,這 樣設 備 量 增 加 ,維 護 量 增 加 ,

9、費 用 也 上 升 ；（ 2） 運 行 中 不 易 監(jiān) 測 真 空 度 ；（ 3） 國 內(nèi) 產(chǎn) 品 體 系 不 多 ；（ 4） 配 用 的 合 成 絕 緣 子 在 火 電 廠 運 行易 積 灰 塵 ,因 此 ,要 求 廠 用 電 室 的 環(huán) 境 要 相對 干 凈 。 真 空 斷 路 器 運 行 檢 查 內(nèi) 容（ 1） 每 次 將 開 關(guān) 小 車 推 入 (或 拉 出 )工 作 位 置 及 班 中 檢 查 時 ,對 于 采 用 玻 璃包 的 要 詳 細 檢 查 真 空 包 內(nèi) 銅 片 是 否 有 氧 化 變 色 、 殼 體 有 無 裂 紋 ,如 有 氧 化 變色 現(xiàn) 象 或 裂 紋 ,則 應 更

10、 換 真 空 包 ； 若 采 陶 瓷 包 ， 主 要 檢 查 其 表 面 是 否 有 裂 紋 ，有 細 微 的 裂 紋 也 應 將 其 更 換 。（ 2） 檢 查 真 空 包 外 殼 應 無 變 形 。（ 3） 支 持 絕 緣 子 應 無 裂 痕 及 放 電 異 聲 。（ 4） 運 行 中 的 真 空 包 應 無 放 電 聲 。 一 旦 出 現(xiàn) 放 電 異 聲 ,應 匯 報 上 級 ,停 止該 斷 路 器 的 運 行 操 作 ,進 行 檢 修 。（ 5） 引 線 接 觸 部 分 無 過 熱 ,引 線 馳 度 適 中 。（ 6） 檢 查 各 部 位 螺 釘 有 無 松 動 ,彈 簧 有 無 損

11、壞 。（ 7） 記 錄 (抄 錄 )開 斷 短 路 電 流 ,通 斷 負 荷 電 流 , 小 電 流 和 空 載 電 流 時 ,斷 路器 的 動 作 次 數(shù) 。 空 氣 斷 路 器 是 以 壓 縮 空 氣作 為 滅 弧 介 質(zhì) ， 此 種 介 質(zhì)防 火 、 防 爆 、 無 毒 、 無 腐蝕 性 ， 取 用 方 便 。 空 氣 斷路 器 屬 于 他 能 式 斷 路 器 ，靠 壓 縮 空 氣 吹 動 電 弧 使 之冷 卻 ， 在 電 弧 達 到 零 值 時 ，迅 速 將 弧 道 中 的 離 子 吹 走或 使 之 復 合 而 實 現(xiàn) 滅 弧 ?？?氣 斷 路 器 開 斷 能 力 強 ，開 斷 時 間

12、 短 ， 但 結(jié) 構(gòu) 復 雜 ，工 藝 要 求 高 ， 有 色 金 屬 消耗 多 。 1-導 電 桿 2-靜 觸 頭 座 3-靜 觸 頭 4-動 觸 頭 5-導 電 板 6-拉 桿 7-靜 觸 頭 8-噴 口 9-定 弧 觸 頭 10-排 氣 閥 11-排 氣 孔 額 定 電 壓 (標 稱 電 壓 ) 額 定 電 流 額 定 開 斷 電 流 動 穩(wěn) 定 電 流 關(guān) 合 電 流 熱 穩(wěn) 定 電 流 和 熱 穩(wěn) 定 電 流 的 持 續(xù) 時 間 合 閘 時 間 與 分 閘 時 間 操 作 循 環(huán) 高 壓 斷 路 器 基 本 工 作 原 理 就 是 滅 弧 原 理 。 我 們知 道 ， 當 用 開 關(guān)

13、 電 器 斷 開 電 路 時 ， 只 要 電 路 電 壓 不 低 于 10 20V， 電 流 不 小 于 80 100mA，開 關(guān) 觸 頭 間 就 會 產(chǎn) 生 電 弧 。 電 弧 是 高 溫 高 導 電率 的 游 離 氣 體 ， 它 不 僅 對 為 路 器 觸 頭 損 壞 嚴重 ， 而 且 使 電 路 斷 開 時 間 延 長 。 電 弧 的 產(chǎn) 生 和 維 持 是 觸 頭 間 中 性 質(zhì) 點 (分 子 和 原 子 )被游 離 的 結(jié) 果 。 當 觸 頭 分 離 之 初 ， 觸 頭 間 距 離 很 小 ， 電場 強 度 很 高 (電 場 強 度 =電 壓 /距 離 )， 當 超 過 3 106V

14、/m 時 ， 陰 極 表 面 的 電 子 就 會 被 拉 出 ， 形 成 觸 頭 間的 自 由 電 子 。 從 陰 極 表 面 發(fā) 射 出 來 的 自 由 電 子 ， 在 電場 力 的 作 用 下 ， 向 陽 極 方 向 作 加 速 運 動 ， 不 斷 與 其 他粒 子 發(fā) 生 碰 撞 。 當 自 由 電 子 的 動 能 大 于 其 他 粒 子 的 游離 能 時 ， 就 可 使 其 他 粒 子 游 形 成 自 由 電 子 正 離 子 。 碰撞 游 離 連 續(xù) 進 行 的 結(jié) 果 ， 導 致 觸 頭 間 充 滿 了 電 子 和 離子 ， 它 具 有 很 大 的 電 導 ， 在 外 加 電 壓 作

15、 用 下 ， 觸 頭 中介 質(zhì) 被 擊 穿 形 成 電 弧 。 此 時 ， 弧 隙 的 溫 度 很 高 可 達10000 ， 在 高 溫 的 作 用 下 ， 氣 體 中 中 性 質(zhì) 點 不 規(guī) 則熱 運 動 加 速 ， 具 有 足 夠 功 能 的 中 性 質(zhì) 點 相 互 碰 撞 ， 游離 出 電 子 和 離 子 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 熱 游 離 。 熱 游 離 維 持電 弧 的 燃 燒 。 由 于 觸 頭 金 屬 表 面 存 在 大 量 自 由 電 子 ， 隨 著 溫 度 的 上 升 ， 使 陰極 表 面 不 斷 發(fā) 射 電 子 ， 在 電 場 力 的 作 用 下 ， 向 陽 極 作 加

16、 速 運 動 ，形 成 熱 電 子 發(fā) 射 。 電 弧 發(fā) 生 游 離 的 同 時 ， 還 進 行 著 使 帶 電 質(zhì) 點減 少 的 去 游 離 過 程 。 其 主 要 發(fā) 生 為 復 合 去 游 離 和 擴 散 去 游 離 。復 合 就 是 正 、 負 電 荷 相 互 中 和 的 過 程 。 由 于 電 子 質(zhì) 量 小 ， 易 于 加速 ， 其 運 動 速 度 約 為 離 子 的 1000倍 ， 二 者 相 對 速 度 愈 大 ， 復 合可 能 性 愈 小 ， 因 此 電 子 與 正 離 子 復 合 幾 率 很 小 。 通 常 電 子 在 碰撞 時 先 附 著 在 中 性 質(zhì) 點 上 形 成

17、 負 離 子 ， 然 后 再 與 正 離 子 復 合 。 擴散 是 指 帶 電 質(zhì) 點 從 電 弧 內(nèi) 部 逸 出 而 進 入 周 圍 介 質(zhì) 中 的 現(xiàn) 象 。 由于 帶 電 質(zhì) 點 的 不 規(guī) 則 熱 運 動 ， 電 弧 和 周 圍 介 質(zhì) 的 溫 度 差 以 及 濃度 差 的 存 在 ， 形 成 擴 散 去 游 離 。 通 過 上 述 分 析 ， 可 見 游 離 和 去 游 離 是 電 弧 燃 燒 中 兩 個 相 反 過 程 ，游 離 有 助 于 電 弧 燃 燒 ， 去 游 離 有 利 于 電 弧 熄 滅 。 高 壓 斷 路 器 就是 根 據(jù) 電 弧 的 這 一 特 性 ， 采 用 各

18、種 措 施 減 弱 游 離 過 程 ， 加 強 去游 離 來 達 到 滅 弧 的 目 的 。 由 于 交 流 電 弧 的 瞬 時 值 隨 時 是 不 斷 變 化 ， 電 弧 的 溫 度 、直 徑 及 電 弧 電 壓 也 隨 時 間 變 化 ， 弧 柱 的 熱 慣 性 起 了 很大 作 用 。 所 謂 熱 慣 性 是 指 弧 柱 受 熱 溫 升 和 散 熱 降 溫 跟 不 上 快 速 變 化 的 電 流 ， 因 而 交 流 電 弧 的 伏 安 特 性 為 動態(tài) 特 性 。 隨 著 正 弦 交 流 的 周 期 性 變 化 ， 交 流 電 弧 也 將隨 之 每 半 周 過 一 次 零 。 在 電 流

19、 過 零 瞬 間 ， 電 源 不 供 給電 弧 能 量 ， 而 電 弧 卻 繼 續(xù) 在 散 失 能 量 ， 弧 隙 間 去 游 離增 強 ， 加 強 弧 隙 冷 卻 ， 使 弧 隙 介 質(zhì) 恢 復 絕 緣 能 力 ， 達到 不 會 被 弧 隙 外 加 電 壓 擊 穿 程 度 ， 則 電 流 過 零 后 ， 電弧 不 會 重 燃 。 高 壓 斷 路 器 中 的 滅 弧 裝 置 的 滅 弧 原 理 就是 利 用 交 流 電 弧 過 零 時 自 然 熄 滅 這 一 特 性 ， 加 強 去 游離 ， 使 電 弧 不 再 重 燃 ， 從 而 斷 開 電 路 。 電 弧 的 能 否 熄 滅 取 決 于 弧

20、 隙 內(nèi) 部 的 介 質(zhì) 強 度 恢復 和 外 部 電 路 加 于 弧 隙 上 的 恢 復 電 壓 這 兩 個 因素 。 而 介 質(zhì) 強 度 恢 復 取 決 于 游 離 和 去 游 離 作 用 ，增 加 弧 隙 去 游 離 速 度 和 減 小 弧 隙 電 壓 恢 復 速 度 ，都 可 促 使 電 弧 熄 滅 。 因 此 ， 高 壓 斷 路 器 目 前 廣泛 采 用 以 下 幾 種 滅 弧 方 法 斷 開 電 路 。 (1)采 用 氣 體 或 油 吹 滅 電 弧 (2)采 用 多 斷 口 滅 弧 (3)采 用 并 聯(lián) 電 阻 /并 聯(lián) 電 容 (4)采 用 滅 弧 介 質(zhì) 滅 弧 1、 絕 緣

21、事 故 2、 拒 動 、 誤 動 事 故 3、 開 斷 與 關(guān) 合 事 故 4、 截 流 事 故 5、 外 力 及 其 它 事 故 6、 真 空 斷 路 器 的 事 故 7、 SF6高 壓 斷 路 器 的 事 故 8、 隔 離 開 關(guān) 的 事 故 1、 檢 查 壓 力 表 指 示 ， 檢 查 是 否 漏 氣 ， 確 定 信 號 報 出 是 否 正 確 。 SF6氣 體 嚴 重 漏 泄 時 ， 如 感 覺 有 刺 激 氣 味 ， 自 感 不 適 ， 應 采 取 防 止 中毒 的 措 施 2、 如 果 檢 查 沒 有 漏 氣 ， 而 屬 于 長 時 間 運 行 中 的 氣 壓 下 降 ， 應 由

22、專 業(yè)人 員 帶 電 補 氣 。 如 果 檢 查 有 漏 氣 現(xiàn) 象 ， 且 SF6氣 體 壓 力 下 降 至 第二 報 警 值 時 ， 密 度 繼 電 器 動 作 ， 報 出 “ 合 跳 閘 閉 鎖 ” 或 “ 合 閘 閉鎖 ” 、 “ 分 閘 閉 鎖 ” 信 號 時 ， 斷 路 器 不 能 跳 合 閘 ， 應 向 調(diào) 度 員 申請 將 斷 路 器 停 止 運 行 ， 并 采 取 下 列 措 施 ： 取 下 操 作 保 險 ， 掛 “ 禁 止 分 閘 ” 警 告 牌 。 將 故 障 斷 路 器 倒 換 到 備 用 母 線 上 或 旁 路 母 線 上 ， 經(jīng) 母 聯(lián) 斷 路 器或 旁 路 斷

23、路 器 供 電 。 設 法 帶 電 補 氣 ， 不 能 帶 電 補 氣 者 ， 負 荷 轉(zhuǎn) 移 后 停 電 補 氣 。 嚴 重 缺 氣 的 斷 路 器 只 能 作 隔 離 開 關(guān) 用 。 如 不 能 由 母 聯(lián) 斷 路 器 或旁 路 斷 路 器 代 替 缺 氣 斷 路 器 工 作 ， 應 轉(zhuǎn) 移 負 荷 ， 把 缺 氣 斷 路 器 的電 流 降 為 零 后 ， 再 斷 開 斷 路 器 。 交 流 斷 路 器 可 以 派 生 為 直 流 電 路 的 保 護 ， 但 必 須 注 意 三 點改 變 ： 1、 過 載 和 短 路 保 護 過 載 長 延 時 保 護 短 路 保 護 2、 斷 路 器 的

24、 附 件 如 分 勵 脫 扣 器 、 欠 電 壓 脫 扣 器 、 電 動 操作 機 構(gòu) 等 ； 分 勵 、 欠 電 壓 均 為 電 壓 線 圈 ， 只 要 電 壓 值 一致 ， 則 用 于 交 流 系 統(tǒng) 的 ， 不 需 作 任 何 改 變 ， 就 可 用 于 直流 系 統(tǒng) 。 輔 助 、 報 警 觸 頭 ， 交 直 流 通 用 。 電 動 操 作 機 構(gòu) ，用 于 直 流 時 要 重 新 設 計 。 3、 由 于 直 流 電 流 不 像 交 流 有 過 零 點 的 特 性 ， 直 流 的 短 路電 流 (甚 至 倍 數(shù) 不 大 的 故 障 電 流 )的 開 斷 ； 電 弧 的 熄 滅 都有 困 難 ， 因 此 接 線 應 采 用 二 極 或 三 極 串 聯(lián) 的 辦 法 ， 增 加斷 口 ， 使 各 斷 口 承 擔 一 部 分 電 弧 能 量 。