設(shè)備課件一(高壓電器)

1、培訓(xùn)教師培訓(xùn)教師 楊慧麗楊慧麗第一章 高壓斷路器第二章 隔離開關(guān)第三章 變壓器第四章 互感器第四章 電抗器和電容器第五章 電氣主接線 第一章第一章 高壓斷路器高壓斷路器l一、高壓斷路器的基本知識一、高壓斷路器的基本知識l1.高壓斷路器作用高壓斷路器作用l一一、是控制作用是控制作用：既根據(jù)電網(wǎng)運行需要，將一部分電力設(shè)備或線路投入或退出運行l(wèi)二二、是保護作用是保護作用：既在電力設(shè)備或線路發(fā)生故障時，通過繼電保護裝置作用于斷路器，將故障部分從電網(wǎng)中迅速切除，保證電網(wǎng)的無故障部分正常運行。l三三、安全隔離作用安全隔離作用：將電氣設(shè)備與高壓電源隔離，保證設(shè)備和人身安全。l2.電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)對斷路器的基

2、本要求：對斷路器的基本要求：l（1）開斷、關(guān)合功能方面：l1）能快速可靠開斷、關(guān)合各種負載線路和短路故障l2）能可靠開斷和關(guān)合空載變壓器、電抗器、空載長線路電容器等而不引起超過規(guī)定的過電壓l（2）電氣性能方面：l1）載流能力l2）絕緣性能l（3）機械性能方面：l1）操作性能l2）機械壽命及密封性l（4）自然環(huán)境條件方面l（5）對噪聲、無線電的干擾，以及環(huán)境污染等的控制滿足有關(guān)技術(shù)條件的要求l3斷路器的結(jié)構(gòu)組成和類型：l為實現(xiàn)電路的開斷與關(guān)合，斷路器應(yīng)具有下述三個部分：l（1）開斷與關(guān)合電路部分：由導(dǎo)電桿、觸頭系統(tǒng)及滅弧室組成。l（2）操動和傳動部分：由能源操動機構(gòu)、傳動結(jié)構(gòu)組成。l（3）絕緣部

3、分：用于導(dǎo)電桿與觸頭系統(tǒng)等對地絕緣的絕緣部件。l按斷路器對地絕緣方式不同，可分為以下結(jié)構(gòu)類型：l（1）絕緣子支柱型結(jié)構(gòu)l（2） 罐式結(jié)構(gòu)l（3）全封閉組合電器4高壓斷路器的技術(shù)參數(shù)高壓斷路器的技術(shù)參數(shù)l 1）額定電壓：斷路器正常工作時系統(tǒng)的額定(線)電壓（標(biāo)稱電壓）。l 2）最高工作電壓：斷路器應(yīng)能在最高工作電壓下長期運行。（1015）l 3）額定頻率：50Hzl 4）額定電流：指斷路器可以長期通過的最大電流(有效值)。l 5）額定開斷電流：指在額定電壓下，斷路器能可靠切斷的最大短路電流周期分量有效值，該值表示斷路器的斷路能力，決定了斷路器滅弧裝置的結(jié)構(gòu)尺寸。l 6）熱穩(wěn)定電流：指在規(guī)定的使用

4、和性能條件下，在額定短路持續(xù)時間內(nèi)，斷路器在合閘位置時所能承載的電流有效值。其值應(yīng)和斷路器的額定開斷電流相等。短路耐受電流也將影響到斷路器觸頭和導(dǎo)電部分的結(jié)構(gòu)和尺寸。l l l 7）動穩(wěn)定電流：指在規(guī)定的使用和性能條件下，斷路器在合閘位置時所能承受的額定短時耐受電流第一個半波達到電流峰值。它反映設(shè)備受短路電流引發(fā)的電動效應(yīng)能力。斷路器峰值耐受電流的大小，決定了斷路器導(dǎo)電部分和支持部分所需的機械強度，以及觸頭的結(jié)構(gòu)形式。l 8）額定短路關(guān)合電流：在規(guī)定的使用和性能條件下，斷路器在額定電壓下能正常接通的最大短路電流（峰值）。斷路器在接通此電流時，不應(yīng)發(fā)生觸頭的熔焊或嚴重?zé)龘p。斷路器的額定關(guān)合電流等

5、于其峰值耐受電流。l斷路器的關(guān)合是靠操動機構(gòu)來實現(xiàn)的，因此斷路器的短路關(guān)合能力在很大程度上取決于所用操動機構(gòu)。l l9）額定短路持續(xù)時間l斷路器設(shè)備在合閘狀態(tài)下能夠承載的額定短時耐受電流的時間間隔。l550800kV斷路器設(shè)備的額定短路持續(xù)時間為2s。l252363 kV斷路器設(shè)備的額定短路持續(xù)時間為3s。l126kV及以下的斷路器設(shè)備的額定短路持續(xù)時間為4s。l10）開斷時間：是指從斷路器的操動結(jié)構(gòu)接到開斷指令起，到三相電弧完全熄滅為止的一段時間。開斷時間可劃分為分閘時間和燃弧時間兩部分。l 11）合閘時間：是指自斷路器的結(jié)構(gòu)接到合閘指令起，到各相觸頭均接觸時為止的一段時間。l12）無電流間

6、隔時間：是指斷路器自動重合閘過程中，斷路器跳閘各相電弧熄滅起到斷路器重合觸頭預(yù)擊穿為止的一段時間。l13）金屬短接時間：是指斷路器自動重合閘過程中，斷路器重合閘觸頭全部接通起到斷路器再次跳閘觸頭剛分為止的一段時間。l14）每相導(dǎo)電回路電阻值：主要是指動、靜觸頭的接觸電阻，其值是微歐級。l15）合分時間l對126kV及以上斷路器合-分時間應(yīng)不大于60ms，推薦不大于50ms。l由于斷路器合分時間加長時，對系統(tǒng)穩(wěn)定性起著不利影響，而合分時間過短又不利于斷路器重合閘時第二個“分”的可靠開斷能力，因此合分時間應(yīng)該有個范圍，制造廠應(yīng)給出斷路器合分時間的上下限，并應(yīng)在型式試驗中驗證斷路器在規(guī)定的合分時間下

7、的額定短路開斷能力，且試驗中合分時間不得超過產(chǎn)品技術(shù)條件中給出的規(guī)定值。l二、斷路器的結(jié)構(gòu)l1.支柱式SF6斷路器l特點：滅弧室處于高電位靠支柱絕緣子對地絕緣。l優(yōu)點：可以用串聯(lián)若干個滅弧室和加高對地絕緣支柱絕緣子的方法組成更高電壓等級的斷路器。其帶電部分與接地部分的絕緣是由支持磁套承擔(dān)，滅弧室安裝在支持磁套的上部，裝在滅弧磁套內(nèi)，一般每個滅弧磁套內(nèi)裝一個斷口。隨著額定電壓的提高，支持磁套的高度及串聯(lián)滅弧室的個數(shù)也增加。支持磁套的下端與操動機構(gòu)相連，通過支持磁套內(nèi)的絕緣拉桿帶動觸頭完成斷路器的分、合閘操作。通常，對于兩個及以上斷口的支柱式斷路器，在滅弧室上并聯(lián)有電容器，以改善斷口間電壓分布，提

8、高斷路器的開斷容量及絕緣耐壓水平。l2.落地罐式SF6 斷路器l特點：滅弧室及觸頭系統(tǒng)裝在接地的金屬箱中，導(dǎo)電回路靠套管引出。l優(yōu)點：可以在進出線套管上裝設(shè)電流互感器。其抗震強度大于支柱型結(jié)構(gòu)。l其滅弧室安裝在金屬箱體內(nèi)，箱體是接地的，帶電部分與箱體之間的絕緣由SF6氣體承擔(dān)。隨著斷路器額定電壓的提高，滅弧室的斷口也隨之增多，為了使每個滅弧室均壓，并聯(lián)了電容器。l3.SF6全封閉組合電器（GIS）l特點：它是由斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電流互感器、避雷器、母線及這些元器件的封閉外殼、伸縮節(jié)和出線套管等組成，內(nèi)充一定壓力的氣體，作為GIS的絕緣和滅弧介質(zhì)。l優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，一般可縮小占地面積4

9、0%以上。由于外殼數(shù)量減少，故可大大節(jié)省材料，又由于密封點數(shù)和密封長度減少，故降低了漏氣量。此外，還可以減少渦流損失和現(xiàn)場安裝維護工作量。三三、SF6斷路器斷路器l1SF6氣體的基本特性lSF6 在常溫下是一種無色、無味、無毒、不燃的惰性氣體。比重是空氣的5.1倍。l電氣性能：電氣性能：SF6 極易吸附周圍的自由電子，具有較強的電負性?；瘜W(xué)性能極為穩(wěn)定，在電弧作用下，SF6分解成氟原子，低氟化合物等。但在電弧電流過零瞬間，迅速地去游離，再結(jié)合為分子，可以反復(fù)使用。l絕緣性能絕緣性能：SF6的氣體具有良好的絕緣性能，在相同的壓力和溫度下，SF6的絕緣性能為空氣的23倍，在個標(biāo)準大氣壓下差不多與變

10、壓器油的絕緣性能相當(dāng)。l滅弧性能滅弧性能：SF6氣體是一種理想的滅弧介質(zhì)，主要因為SF6的氣體具有優(yōu)良的熱導(dǎo)性，介質(zhì)速度恢復(fù)快，負電性以及電弧時間常數(shù)小。2SF6氣體的缺點和使用中的注意事項：l毒性問題毒性問題：正常情況下，SF6的氣體十分穩(wěn)定，沒有毒性，但在電弧高溫作用下，SF6的氣體發(fā)生分解，并以硫和氟的單原子狀態(tài)存在，在滅弧后，這些單原子大部分能迅速復(fù)合成SF6分子，但也有極少數(shù)與電極材料、水份和空氣等雜質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，所以在SF6斷路器的維護和檢修中，應(yīng)予以特別重視，嚴格執(zhí)行有關(guān)規(guī)程。l液化問題液化問題：SF6氣體的臨界溫度為45.6C，在常溫下只要壓力足夠就有可能液化，用戶在選擇

11、斷路器時應(yīng)進行核算是否符合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境溫度。l價格問題價格問題：SF6氣體的價格比較貴，因此運行維護中要注意SF6氣體的回收和處理等問題。3SF 6斷路器主要特點斷路器主要特點l（1）開斷和絕緣性能優(yōu)良l SF6斷路器的斷口電壓可以做的很高，在電壓等級相同、開斷電流和其它性能相同或接近的情況下，SF6斷路器的串聯(lián)斷口比較少。l（2）觸頭燒傷輕微，電壽命長 lSF6斷路器即使開斷大電流時，電弧電壓也不高，約為空氣的1/10左右。同時，SF6氣體的散熱能力比空氣大得多，對觸頭的燒損輕微，從而大大地延長了觸頭的電壽命。l（3）體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單。l（4）噪聲小，SF6斷路器中氣體的壓力以及開斷時

12、氣流吹弧速度較小，所以開斷聲音很小，對周圍環(huán)境不發(fā)生干擾。l（5）維護、檢修周期長，由于SF6斷路器的觸頭壽命長，在SF6氣體中金屬和絕緣件很少發(fā)生劣化現(xiàn)象，所以檢修周期長。l滅弧室滅弧室l SF6開關(guān)滅弧室按電弧是否被拉長可分為定開距和變開距兩種。定開距是指開關(guān)在滅弧過程中弧觸指位置始終不變，而變開距的弧觸指是移動的，電弧隨觸指的運動改變長度。兩者共同的特點是都要通過壓氣缸預(yù)壓縮，在電弧形成后對電弧進行吹弧。l變開距的特點：變開距的特點：氣吹時間長，氣體利用率較高，可利用弧柱對弧道的堵塞效應(yīng)，加強電弧過零前后的氣流量，開距較長，弧壓高弧能大，不易提高開斷容量。l定開距的特點：定開距的特點：開

13、距較短，電弧長度短，能量小易熄滅，開斷電流大，電場的分布比較均勻，氣流狀態(tài)好，噴口可以用耐弧的合金作成，燒損輕微，壓氣室的氣體利用率較低，行程大，動作時間長。變開距結(jié)構(gòu)變開距結(jié)構(gòu) 11 壓氣缸壓氣缸 22 動弧觸動弧觸指指 33 導(dǎo)電觸指導(dǎo)電觸指l斷路器的操動機構(gòu)斷路器的操動機構(gòu)l液壓操動機構(gòu)液壓操動機構(gòu)l液壓操動機構(gòu)主要由儲能元件、控制元件、操作執(zhí)行元件、輔助元件和電氣元件五部分構(gòu)成。液壓操動機構(gòu)是利用氮氣（有的機構(gòu)也采用彈簧）作為儲能元件，能量傳遞通過液壓油。工作缸內(nèi)的活塞兩側(cè)分別與分閘腔和合閘腔相連，分閘腔和蓄能器直接連通，因此處于常高壓。活塞合閘腔則通過閥來控制。主要工作原理是，合閘時

14、蓄能器中的高壓油進人合閘腔，由于合閘腔承壓面積大于分閘腔承壓面積，使活塞快速向分閘腔運動，實現(xiàn)合閘。分閘時，合閘腔中高壓油泄至低壓油箱，在分閘腔高壓油作用下，活塞向合閘腔運動，實現(xiàn)快速分閘。l彈簧操作機構(gòu)彈簧操作機構(gòu)l彈簧操作機構(gòu)是利用彈簧作為儲能元件，其能量傳遞是通過機械傳動實現(xiàn)的。l4800kV罐式罐式SF6斷路器的結(jié)構(gòu)斷路器的結(jié)構(gòu)l滅弧室為雙斷口結(jié)構(gòu)，在滅弧室中充有0.60MPa的SF6氣體,在斷路器分閘時,通過壓氣缸內(nèi)產(chǎn)生的高壓氣流熄滅電弧。其簡要滅弧原理見下圖l斷路器為三極分裝、罐式雙斷口結(jié)構(gòu)。配用液壓彈簧操動機構(gòu)，可進行單極操作或由電氣實現(xiàn)三極聯(lián)動操作。l每極由滅弧室，充氣套管，操

15、作機構(gòu)等組成。l三極電氣控制部分集中于匯控柜內(nèi)，SF6氣體密度繼電器置于斷路器罐體上，其控制及監(jiān)視接點通過電纜引入?yún)R控柜中。l液壓機構(gòu)帶有保護性外殼，機構(gòu)自身具有防塵、防雨等功能。斷路器分、合閘操作依靠液壓力進行。l罐式罐式斷路器的結(jié)構(gòu)特點：斷路器的結(jié)構(gòu)特點：l抗地震能力強。 滅弧室臥式布置,重心低,出線套管強度高,具有抗地震烈度為9度的能力；l優(yōu)良的開斷性能。能開斷諸如近區(qū)故障、失步故障等電力系統(tǒng)嚴重短路故障；l結(jié)構(gòu)簡單,體積小。斷路器本體為雙斷口結(jié)構(gòu)，每極出線兩側(cè)帶有電流互感器線圈,結(jié)構(gòu)簡單,布置緊湊,安全性和可靠性高；l檢修保養(yǎng)容易。結(jié)構(gòu)簡單，檢修很容易,主觸頭的燒損也很小，滅弧室檢修周

16、期長；l配液壓彈簧操動機構(gòu)，機械性能穩(wěn)定，日常維護工作量較小。l單極斷路器(A極,B極,或C極)包括大罐(2001)、滅弧室(2002)、充氣套管(4000)、電流互感器(CT)裝配(4500)、操動機構(gòu)(3010)和其它部件。l 斷路器的每個單極滅弧室由二個成熟的363kV （國外用于420kV）的單斷口滅弧單元串聯(lián)而成?；∮|頭與主導(dǎo)電觸頭分開。主觸頭結(jié)構(gòu)簡單且電極形狀良好，符合超高壓產(chǎn)品需要。產(chǎn)品電壽命滿足50kA16次。l為均勻兩斷口的電壓分布，每斷口采用并聯(lián)陶瓷電容器，環(huán)繞斷口布置。l 斷路器并聯(lián)合閘電阻，可以限制電網(wǎng)合閘操作過電壓。其作用保證在斷路器合閘之前，這一電阻先接入回路一段時

17、間，可以有效地將合閘操作過電壓限制在可以接受的水平。單極斷路器的總體外形單極斷路器的總體外形l圖示為滅弧室(2002)的剖視圖。l滅弧室裝配(2002)包括直動密封(2330)裝配、絕緣拉桿(2230)裝配、動弧觸頭(2120)和靜弧觸頭(2100）裝配及大罐(2001)等部件。l 大罐(2001)內(nèi)充入額定壓力為0.6MPa的SF6氣體（在200C時）。l 由大罐(2001)兩端的檢修蓋孔裝配滅弧室(2002)，檢查斷口上的弧觸頭(2120,2100)和噴口（2130）也由此處進行。l 檢修蓋板(2010)上裝有吸附劑(2021),在現(xiàn)場安裝和檢修時要更換。l 滅弧室裝配滅弧室裝配斷路器內(nèi)部

18、結(jié)構(gòu)示意圖斷路器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖l液壓彈簧操動機構(gòu)液壓彈簧操動機構(gòu)l800kV罐式斷路器液壓彈簧操動機構(gòu)采用模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊。l包括的模塊有：l充能模塊（3060）l貯能模塊（3050）l工作模塊（3020）l控制模塊（3030）l監(jiān)測模塊（3040）l各模塊的功能簡介：各模塊的功能簡介：l工作模塊（工作缸）工作模塊（工作缸）（3020）采用常充壓差動式結(jié)構(gòu)，高壓油恒作用于有桿側(cè)。分、合閘速度可通過相應(yīng)的節(jié)流螺塞來分別調(diào)整。非專業(yè)人員禁止調(diào)整！l充能模塊（電機和油泵）充能模塊（電機和油泵）（3060）將電能轉(zhuǎn)變成機械能再轉(zhuǎn)換成液壓能帶動貯能模塊（貯壓器）中的活塞壓縮彈簧貯能。l 監(jiān)測模塊（彈

19、簧行程開關(guān)等）監(jiān)測模塊（彈簧行程開關(guān)等）（3040）監(jiān)測并控制彈簧的貯能情況。l控制模塊（電磁閥及換向閥等）控制模塊（電磁閥及換向閥等）（3030）控制工作缸的分、合動作。l工作原理工作原理l貯能過程貯能過程l 接通油泵電機（3051）回路，電機（3051）帶動油泵（3052）運轉(zhuǎn)，油泵（3052）輸出的高壓油同時進入三個貯能活塞3053）的上端，推動貯能活塞（3053）向下運動壓縮彈簧（3073）進行貯能。貯能到位后，彈簧行程開關(guān)（3061）切斷油泵電機（3051），油泵停轉(zhuǎn)，貯能過程結(jié)束。當(dāng)操作后或泄漏到一定值時，彈簧行程開關(guān)（3061）接通油泵電機（3051）再次補壓到油泵停轉(zhuǎn)位置。l分

20、閘操作分閘操作l在合閘位置接到分閘命令，分閘控制閥（3031）動作，換向閥（3033）切換至分閘位置，差動活塞高壓油通過換向閥（3033）連通至低壓油箱，在差動活塞上端常高壓的作用下，活塞快速向下運動分閘，并帶動輔助開關(guān)（3080）切換，切斷分閘回路，為下次合閘作好準備。l合閘操作合閘操作l 在分閘位置時，接通合閘控制閥（3032），換向閥（3033）切換至合閘狀態(tài)，常充壓差動活塞的底部與高壓油接通，在差動原理作用下，快速向上合閘并帶動輔助開關(guān)（3080）切換，斷開合閘回路，為分閘作好準備。l分、合閘速度調(diào)整分、合閘速度調(diào)整l可利用合閘節(jié)流螺塞（3035）和分閘節(jié)流螺塞（3034）對合閘速度及

21、分閘速度分別進行調(diào)整，但產(chǎn)品出廠后不必再調(diào)整；非專業(yè)人員禁止調(diào)整！ll慢分、慢合操作慢分、慢合操作l進行慢分、慢合操作時應(yīng)遵守下列步驟：la）先將合閘位置閉鎖銷上的彈簧插頭（3036）拔出，試驗完后隨即裝上；lb）斷開油泵電機（3051）的控制開關(guān)，用泄壓閥（3071）釋放系統(tǒng)油壓，將系統(tǒng)油壓釋放為零，隨即關(guān)閉泄壓閥（3071）；lc） 合上控制開關(guān)接通油泵電機（3051），待油泵運轉(zhuǎn)5s左右時，手按合閘（或分閘）控制閥推桿（外罩橡皮帽），進行慢合（或慢分）運動。 液壓彈簧操動機構(gòu)機芯（輔助開關(guān)側(cè)）液壓彈簧操動機構(gòu)機芯（輔助開關(guān)側(cè)）液壓彈簧機構(gòu)分閘位置液壓彈簧機構(gòu)分閘位置液壓彈簧機構(gòu)分閘位置液

22、壓彈簧機構(gòu)分閘位置液壓彈簧機構(gòu)合閘位置液壓彈簧機構(gòu)合閘位置lSF6氣體系統(tǒng)氣體系統(tǒng)lSF6氣體監(jiān)控系統(tǒng)氣體監(jiān)控系統(tǒng)l三極SF6氣體系統(tǒng)是各自獨立的。每極本體分別由閥門（常開）（5010）、帶保護蓋的自封接頭（常閉）（5030）連向供氣孔（同時SF6氣體的測量及檢驗也在該部位進行）、自封接頭（常開）（5060）連向SF6密度計（5080）。lSF6密度計密度計 l SF6氣體密度計（5080）采用表計合一的結(jié)構(gòu)，表計內(nèi)部裝有特制的雙金屬片進行溫度補償，能直觀監(jiān)視氣體密度變化。-2560范圍內(nèi)可以不必修正環(huán)境溫度對SF6氣壓影響，直接按表計的示值充入SF6氣體到額定值。l溫度補償式SF6密度控制器

23、（5080）有兩種監(jiān)控功能:控制原理l其一：當(dāng)SF6氣壓低于0.55MPa（200C）時，L1、C1節(jié)點接通，發(fā)出補氣報警信號。l其二：當(dāng)SF6氣壓低于0.50MPa（200C）時，L2、C2節(jié)點接通，63GLX線圈帶電，63GLX常閉接點斷開，切斷分合閘回路，使斷路器不能操作。l SFSF6 6氣體監(jiān)控系統(tǒng)氣體監(jiān)控系統(tǒng)SFSF6 6密度計（密度計（50805080）外形和原理）外形和原理l SF6氣體密封結(jié)構(gòu)氣體密封結(jié)構(gòu)l 斷路器用密封膠輔助O形圈來密封SF6氣體。這種密封膠還可以防止法蘭表面銹蝕。l 密封元件的裝配過程如下：l a) 用白布和酒精擦凈密封面及密封圈;lb) 在密封槽外側(cè)涂密

24、封膠再放入O形圈；l c) 在法蘭密封槽以外的表面也抹上密封膠，再合上法蘭。四、真空斷路器四、真空斷路器l真空斷路器是觸頭在真空中開斷電流并滅弧的斷路器。真空滅弧室內(nèi)的壓力很低，空氣非常稀薄，其真空保持在壓力低于10-2Pa。真空空間內(nèi)的氣體稀薄，分子的自由行程大，發(fā)生碰撞的幾率小，因而真空的絕緣強度高。1真空滅弧室的原理結(jié)構(gòu)l真空斷路器的核心部件是真空滅弧室，真空滅弧室原理結(jié)構(gòu)如。由外殼、波紋管、動靜觸頭和屏蔽罩等元件組成。 真空滅弧室的原理結(jié)構(gòu)圖真空滅弧室的原理結(jié)構(gòu)圖1 動觸桿2 波紋管3 外殼4 動觸頭5 屏蔽罩6 靜觸頭l外殼外殼：由玻璃或陶瓷做成，作用是構(gòu)成一個真空密封容器，又作為動

25、觸頭、靜觸頭之間的支撐。所以對外殼的密封性要求很高，為了保證真空滅弧裝置的工作可靠性，例如要求初始真空度為10-4Pa的情況下工作20年后真空度不低于10-2Pa。l波紋管波紋管：在動靜觸頭往復(fù)運動時保證真空滅弧室外殼的完全密封，又可使操動機構(gòu)來的運動得以傳到動觸頭上去，觸頭每合、分一次，波紋管的波紋薄壁就要產(chǎn)生一次大幅度的機械變形，劇烈而頻繁的機械變形很容易使波紋管因疲勞而損壞，它一旦破裂，真空滅弧裝置的壽命便終止了。它是真空滅弧室中一個最薄弱的元件。其一端與外殼端面焊接，另一端與動觸桿焊接，在動觸頭運動時利用波紋管的彈性保持滅弧室真空。所以，真空滅弧裝置的機械壽命主要決定于波紋管的使用壽命

26、。l觸頭觸頭：真空斷路器的額定電流、額定關(guān)合和開斷電流以及開斷小電流時的過電壓等電氣參數(shù)均與觸頭有關(guān)。這里，與觸頭有關(guān)的因素包括：觸頭形狀、制造觸頭所需材料和觸頭開距。觸頭形狀有：圓柱狀觸頭、帶螺旋槽觸頭、杯狀觸頭、枕狀觸頭和帶縱向磁場觸頭等。額定開斷電流小于6KA時，應(yīng)選用圓柱狀觸頭；開斷電流在625KA時，多選用帶螺旋槽觸頭或杯狀觸頭或枕狀觸頭；開斷電流大于25KA時，多選用帶縱向磁場觸頭。l屏蔽罩屏蔽罩：由銅板制成，分主屏蔽罩、波紋管屏蔽罩和均壓屏蔽罩。主屏蔽罩包在觸頭周圍，用來防止燃弧時弧隙中產(chǎn)生的大量金屬蒸氣和液滴噴到滅弧室外壁上，以至降低其耐壓強度；同時使金屬蒸氣迅速冷卻而凝結(jié)成固

27、體，不讓其返回到弧隙中，以利于弧隙中 氣體粒子密度迅速降低和介質(zhì)強度迅速恢復(fù)。波紋管屏蔽罩包在波紋管周圍，使燃弧時產(chǎn)生的金屬蒸氣不致凝結(jié)到波紋管表面上，對波紋管具有保護作用。均壓屏蔽罩裝在觸頭附近用以改善觸頭間的電場分布2真空斷路器的特點l（1）滅弧室不需要檢修，電壽命長，適用于頻繁操作。l（2）真空滅弧室沒有爆炸和火災(zāi)危險。l（3）觸頭開距短。如10KV級真空斷路器的觸頭開距只有1012mm，而同電壓級的少油斷路器的觸頭開距約為120mm。由于觸頭開距短，因而滅弧室小巧，斷路器體積小，重量輕。l（4）燃弧時間短，動作快，一般全開斷時間都小于0.1s。l（5）熄弧后觸頭間隙的破壞性放電電壓恢復(fù)

28、速度快，開斷性能好。但截流過電壓高，需要采用限制過電壓的措施，如裝設(shè)阻容吸收器、氧化鋅避雷器等。l（6）價格昂貴，約為相同額定參數(shù)的少油式斷路器的45倍。3真空斷路器的滅弧原理l在真空中，由于氣體的分子數(shù)量非常少，發(fā)生碰撞的機會很少，因此碰撞游離不是真空間隙被擊穿而發(fā)生電弧的主要因素。真空中的電弧是在觸頭分離時，觸頭電極蒸發(fā)出來的金屬蒸汽中形成的。當(dāng)觸頭分離時，電極表面即使有微小的突起部分，也將會引起電場能量集中而發(fā)射電子，在極小的面積上，電流密度可達105 A/mm106 A/mm2,使金屬發(fā)熱、熔融，蒸發(fā)出來的金屬蒸汽發(fā)生電離而形成電弧。電弧產(chǎn)生以后，弧柱中的帶電粒子很容易向周圍空間擴散，

29、去游離特別強烈，故真空的介質(zhì)電強度恢復(fù)快，滅弧性能好，往往電流被強制減小到零。在電流尚未達自然過零時，電弧即已熄滅。因此，真空中金屬蒸汽電弧的特性，主要決定于觸頭材料的性質(zhì)及其表面情況。4真空斷路器的結(jié)構(gòu) l常用的布置方式有兩種：懸臂式或落地式。下面以懸臂式真空斷路器為例l圖示為額定電壓10KV、額定電流1KA以下及額定短路開斷電流20KA的懸臂式真空斷路器的原理結(jié)構(gòu)圖。三相的上、下接線板8和5由六個支持瓷瓶10固定在框架11上，真空滅弧裝置7依靠其靜觸頭導(dǎo)電桿9和上接線板8固定連接，其動觸頭導(dǎo)電桿6則通過軟連接和下接線板5連接，操動機構(gòu)10和開斷彈簧13都裝在框架上，傳動機構(gòu)由拐臂1、2、1

30、5和連桿3、14組成，絕緣件4用以使動觸頭導(dǎo)電桿6和連桿絕緣。 真空斷路器的原理結(jié)構(gòu)圖真空斷路器的原理結(jié)構(gòu)圖1，2 拐臂 3 連桿 4 絕緣子 5 下接線板 6 動觸頭導(dǎo)電桿7 真空滅弧裝置 8 上接線板 9 靜觸頭導(dǎo)電桿 10 支持瓷瓶11 框架 12 操動機構(gòu) 13 開斷彈簧 14 連桿 15 拐臂第第二二章章 隔離開關(guān)隔離開關(guān)l 一、隔離開關(guān)的用途和要求一、隔離開關(guān)的用途和要求l隔離開關(guān)在結(jié)構(gòu)上無滅弧裝置，不能用來切斷負荷電流和短路電流。使用時應(yīng)與斷路器配合，只有在斷路器斷開后才能進行操作。l隔離開關(guān)的主要用途是： l（1）隔離電源。l（2）倒閘操作。l（3）切合小電流電路。l對隔離開關(guān)

31、的要求對隔離開關(guān)的要求l（1）隔離開關(guān)一般不需要專門的滅弧裝置。l（2）在分閘狀態(tài)下應(yīng)有足夠大的斷口。l（3）在合閘狀態(tài)時應(yīng)能耐受負荷電流及短路電流。l（4）在使用環(huán)境方面，戶外隔離開關(guān)應(yīng)能耐受大氣污染并應(yīng)考慮到溫度突變等因素的影響。l（5）在機械結(jié)構(gòu)上，需考慮引線機械應(yīng)力、風(fēng)力、地震力與操作力的聯(lián)合作用。l（6）應(yīng)具備手動、電動操動機構(gòu)，信號及位置指示器與閉鎖裝置等附屬裝置。l（7）亦配備接地刀閘，以保證線路或其他電氣設(shè)備檢修時的安全。l（8）應(yīng)考慮配電裝置尺寸的要求及引線位置與形式（架空線或電纜）來選用合適的隔離開關(guān)。l二二、隔離開關(guān)、隔離開關(guān)的分類的分類l隔離開關(guān)按結(jié)構(gòu)特點可分為：l（1

32、）按裝設(shè)地點，分為戶內(nèi)式和戶外式兩種。l（2）按絕緣支柱數(shù)目，分為單柱式、雙柱式和三柱式三種。l（3）按有無接地閘刀，分為無接地閘刀、一側(cè)有接地閘刀、兩側(cè)有接地閘刀三種。l（4）按動觸頭運動方式，分為水平旋轉(zhuǎn)式、垂直旋轉(zhuǎn)式、擺動式和插入式等。l（5）按操動機構(gòu)，分為手動式、電動式、氣動式和液壓式等。l（6）按極數(shù)，分為單極、雙極、三極三種。l三三、隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)組成：隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)組成：l支持瓷瓶：起支持和固定作用。l導(dǎo)電部分：傳導(dǎo)電路中的電流。l絕緣子：將帶電部分和接地部分隔離開來。l傳動機構(gòu)：接受操動機構(gòu)的力矩，并通過拐臂、聯(lián)桿、軸齒或是操作絕緣子，將運動傳動給觸頭，以完成隔離開關(guān)的分合閘

33、操作。l操動機構(gòu)：通過機構(gòu)向隔離開關(guān)的動作提供能源。l四四、隔離開關(guān)的機構(gòu)原理隔離開關(guān)的機構(gòu)原理l1.戶內(nèi)隔離開關(guān)l其額定電壓一般在35KV以下。隔離開關(guān)三相共裝在同一個底座上，利用操動機構(gòu)通過傳動連桿使三相連動的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，再通過每相的拐臂連桿（即拉桿瓷瓶）驅(qū)動各相閘刀作垂直旋轉(zhuǎn)，從而達到分合閘操作的目的。l2.戶外隔離開關(guān)l戶外隔離開關(guān)用于觸頭直接暴露于大氣中，其工作條件比較復(fù)雜，應(yīng)能抵抗冰、雪、雨、風(fēng)、暴酷熱等惡劣氣候并長期反復(fù)地作用，一般要求有較高的絕緣和機械強度。l戶外隔離開關(guān)按絕緣支柱結(jié)構(gòu)的不同，可分為單柱式、雙柱式和三柱式，有的還帶有接地閘刀。l（1）單柱式隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)：這種隔離開

34、關(guān)的靜觸頭被獨立地安裝在架空母線上，可動閘刀安裝在瓷柱頂部，由操動機構(gòu)通過傳動機構(gòu)帶動，像剪刀一樣向上運動，夾住裝在母線上的靜觸頭以實現(xiàn)合閘；或向下運動，釋放裝在母線上的靜觸頭以實現(xiàn)分閘。使用單柱式隔離開關(guān)可以顯著地節(jié)省變電站的占地面積，但用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般只在220KV及以上的電力系統(tǒng)中使用。GW6-330GDGW6-330GD型單柱式隔離開關(guān)（剪刀式）型單柱式隔離開關(guān)（剪刀式）l（2）雙柱式隔離開關(guān)l它由底座、絕緣支柱、導(dǎo)電部分、接地閘刀、傳動機構(gòu)等組成。兩個絕緣支柱可使兩主軸同步反向轉(zhuǎn)動90，導(dǎo)電桿分成兩段，分別固定在兩個絕緣支柱頂部，其觸頭為指形結(jié)構(gòu)。雙柱式隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，重量輕，破冰雪能力強，動穩(wěn)定性好，但閘刀在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，要求相間距離較大。為滿足特殊方式安裝的需要，也可將兩個絕緣支柱按V形布置，稱為V形雙柱式隔離開關(guān)如GW5110D型隔離開關(guān)。l雙柱式水平伸縮式：閘刀的運動方式為水平伸縮式，分閘后形成水平方向的絕緣單斷口l單柱垂直伸縮式運行中的750kV隔