高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備技術(shù)規(guī)范

1、高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備技術(shù)培訓(xùn)教材目 錄第一章、 高壓斷路器基礎(chǔ)知識(shí).4第一節(jié)、 高壓斷路器的基本功能.4第二節(jié)、 高壓斷路器的分類(lèi)和發(fā)展?fàn)顩r.5第三節(jié)、 開(kāi)關(guān)電弧理論和絕緣介質(zhì)特性.6第四節(jié)、 高壓斷路器的性能參數(shù).8第二章、 .11第一節(jié)、 .11第二節(jié)、 .14第三節(jié)、 .18第三章、 高壓組合電器.22第一節(jié)、 SF6封閉組合電器（GIS）的發(fā)展方向和技術(shù)問(wèn)題.22第二節(jié)、 SF6封閉組合電器（GIS）的技術(shù)特點(diǎn).25第三節(jié)、 戶(hù)外緊湊型組合式開(kāi)關(guān)設(shè)備.26第四章、 真空斷路器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)特點(diǎn).28第一節(jié)、 真空斷路器的技術(shù)特點(diǎn).28第二節(jié)、 真空斷路器的整體結(jié)構(gòu).31第三節(jié)、 永磁機(jī)構(gòu)真空斷

2、路器簡(jiǎn)介.33第五章、 隔離開(kāi)關(guān)設(shè)備.34第一節(jié)、 隔離開(kāi)關(guān)設(shè)備的功能和型式.35第二節(jié)、 技術(shù)先進(jìn)廠家的高壓隔離開(kāi)關(guān)設(shè)備技術(shù).36第六章、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的運(yùn)行管理. .39第一節(jié)、 概述.39第二節(jié)、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的驗(yàn)收和投運(yùn).39第三節(jié)、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù).40第四節(jié)、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的操作.45第五節(jié)、 缺陷管理.48第六節(jié)、 事故處理及預(yù)案.50第七節(jié)、 技術(shù)管理.53第八節(jié)、 技術(shù)培訓(xùn).56第七章、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的檢修工作.57第一節(jié)、 檢修的一般規(guī)定.57第二節(jié)、 檢修的周期.58第三節(jié)、 檢修前的準(zhǔn)備工作.60第四節(jié)、 檢修人員的要求.61第五節(jié)、 檢修環(huán)境的要求.61第六節(jié)

3、、 檢修項(xiàng)目及技術(shù)要求.61第七節(jié)、 檢修報(bào)告.71第八節(jié)、 檢修廢油、廢棄等的處理.71第九節(jié)、 檢修后設(shè)備的投運(yùn).71第八章、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備技術(shù)監(jiān)督.73第一節(jié)、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)選型.73第二節(jié)、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的監(jiān)造.73第三節(jié)、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的安裝及投產(chǎn)驗(yàn)收.75第四節(jié)、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)督.76第五節(jié)、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修監(jiān)督.77第六節(jié)、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備技術(shù)改造監(jiān)督.78第七節(jié)、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備缺陷監(jiān)督.78第八節(jié)、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備技術(shù)監(jiān)督分析評(píng)估.79第九節(jié)、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備監(jiān)督告警.80第十節(jié)、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備技術(shù)檔案監(jiān)督.81第九章、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備預(yù)防事故措施.81第一節(jié)、 管理措施

4、.81第二節(jié)、 運(yùn)行措施.81第三節(jié)、 技術(shù)措施.82第十章、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備交接、預(yù)防性試驗(yàn).89第一節(jié)、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備交接、預(yù)防性試驗(yàn)89第二節(jié)、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備交接、預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程.102第一章 高壓斷路器基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)、 高壓斷路器的基本功能 斷路器（circuit-breaker）的定義為：能夠關(guān)合、承載、開(kāi)斷運(yùn)行回路的正常電流，也能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)關(guān)合、承載及開(kāi)斷規(guī)定的過(guò)載電流（包括短路電流）的開(kāi)關(guān)設(shè)備。一般來(lái)講對(duì)地電壓高于1kV的斷路器為高壓斷路器。高壓斷路器也應(yīng)該能開(kāi)斷空載長(zhǎng)線的充電電流（容性電流）、空載變壓器的勵(lì)磁電流（感性小電流）等等。通常使用的斷路器分合頻度不大，不經(jīng)常承載、開(kāi)斷

5、和關(guān)合短路電流，但有些特殊斷路器也用于頻繁分合。總的來(lái)說(shuō)，為實(shí)現(xiàn)斷路器的作用，要求斷路器具備以下最基本的功能：（） 在關(guān)合狀態(tài)時(shí)為良好的導(dǎo)體，在長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)各部位溫度和溫升低于最大允許發(fā)熱溫度和允許溫升，能夠承受短路情況下熱的和機(jī)械的作用。（） 在開(kāi)斷狀態(tài)時(shí)，具有良好的絕緣性能。在不同環(huán)境條件下，皆能承受對(duì)地同相以及不同相端子間的電壓。（） 在關(guān)合狀態(tài)的任一時(shí)刻，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)，能夠開(kāi)斷額定開(kāi)斷電流及以下的各種故障電流。（） 在開(kāi)斷狀態(tài)的任意時(shí)刻，在短時(shí)間內(nèi)能關(guān)合處于短路狀態(tài)下的電路。在實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行中，存在著各種類(lèi)型的開(kāi)關(guān)設(shè)備，國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)其進(jìn)行了定義。隔離開(kāi)關(guān)（disconnect

6、or）：在分位時(shí)，觸頭間有符合規(guī)定要求的絕緣距離和明顯的斷開(kāi)標(biāo)志；在合閘位置時(shí)，能承載正常線路條件下的電流及在規(guī)定時(shí)間內(nèi)異常條件（短路）下的電流的開(kāi)關(guān)。負(fù)荷開(kāi)關(guān)（switch，load-breaking switch）：能關(guān)合、開(kāi)斷及承載運(yùn)行線路正常電流（包括規(guī)定的過(guò)載電流），也能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載規(guī)定的異常電流（短路電流）的開(kāi)關(guān)。接地開(kāi)關(guān)（earthing switch）：用于將回路接地的一種機(jī)械式開(kāi)關(guān)裝置。在異常條件（短路）下，可在規(guī)定時(shí)間內(nèi)承載規(guī)定的異常電流。但在正常的回路條件下，不要求承載電流。接觸器（contactor）：手動(dòng)操作除外，只有一個(gè)休止位置，能關(guān)合、承載及開(kāi)斷正常電流及規(guī)

7、定的過(guò)載電流的開(kāi)斷和關(guān)合裝置。重合器（automatic circuit recloser）：能夠按照預(yù)定的順序，在導(dǎo)電回路中進(jìn)行開(kāi)斷和重合操作，并在其后自動(dòng)復(fù)位、分閘閉鎖或合閘閉鎖的自具（不需要外加電源）控制保護(hù)功能的開(kāi)關(guān)設(shè)備。金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備：開(kāi)關(guān)柜（metal-enclosd switchgear）：除進(jìn)出線外，其余完全被接地金屬外殼封閉的開(kāi)關(guān)設(shè)備。組合電器（composite apparatus）：將兩種或兩種以上的高壓電器按電力系統(tǒng)主接線要求組成一個(gè)有機(jī)的整體而各電器仍保持原規(guī)定功能的裝置。氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備；封閉式組合電器（gas insulated metal-enclos

8、ed switchgear，GIS）：至少有一部分采用高于大氣壓的氣體作為絕緣介質(zhì)的金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備。第二節(jié)、 高壓斷路器的分類(lèi)和發(fā)展?fàn)顩r1. 斷路器的分類(lèi)按斷路器滅弧原理來(lái)劃分，有油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器、磁吹斷路器。按照斷路器的用途來(lái)劃分，有發(fā)電機(jī)保護(hù)用斷路器、線路用斷路器（包括輸電用斷路器和配電用斷路器）、供電用斷路器（一般為6.9kV40.5 kV）、高壓直流斷路器（開(kāi)斷直流回路）。2. 斷路器的發(fā)展?fàn)顩r由于電力系統(tǒng)對(duì)輸變電的質(zhì)量和可靠性要求提高，對(duì)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的性能要求也越來(lái)越高，另一方面由于基礎(chǔ)理論，工藝水平，材料技術(shù)的不斷進(jìn)步，使得高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的技術(shù)有了

9、長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前，高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備正在向著高壓大容量、自能化、小型化、組合化、智能化的方向發(fā)展。（） 高壓大容量斷路器。目前隨著特高壓輸電系統(tǒng)工程的開(kāi)展，500kV電壓等級(jí)系統(tǒng)的不斷發(fā)展，并且從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和可靠性角度的要求，都需要發(fā)展單元斷口、容量大、電壓高的斷路器。（） 斷路器滅弧的自能化。自能式滅弧室最大限度的利用了電弧自身的能量，使滅弧室建立起氣吹熄弧所必需的操作功可降低為壓氣式的20%。由于自能式的斷路器的操作功大大減小，必將大大提高斷路器機(jī)械動(dòng)作的可靠性。自能式斷路器由于熄弧技術(shù)先進(jìn)、操作功小、整體體積小、因而在126252kV電壓等級(jí)應(yīng)用逐漸增多，大有取代壓氣式斷路器之勢(shì)。（） 高壓開(kāi)

10、關(guān)設(shè)備的小型化。高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備小型化的目的是為了減少占地空間、進(jìn)一步與環(huán)境相協(xié)調(diào)和易于組合化。小型化有著重要的社會(huì)意義。（） 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的組合化。高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的組合化要求主要基于小型化技術(shù)，最重要的目的是可以實(shí)現(xiàn)體積小、具有成套性、可靠性高、少維護(hù)、易于安裝、抗嚴(yán)酷環(huán)境等。例如GIS，GIS幾乎囊括了大部分高壓電器和保護(hù)檢測(cè)電器，使原來(lái)分立的電器功能成為一個(gè)整體概念，可以說(shuō)目前GIS的設(shè)計(jì)生產(chǎn)水平成為高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備水平的代表。（） 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的智能化。目前隨著光電互感器、數(shù)字化變電站理論的成熟和技術(shù)的發(fā)展，逐漸提出了電器智能化的要求，目前集中在斷路器智能化上的要求主要有：斷路器自身狀態(tài)的檢測(cè)和

11、故障診斷；對(duì)電網(wǎng)故障的診斷和信息遠(yuǎn)傳技術(shù)；自動(dòng)重合閘的智能控制；同步操作技術(shù)等。（） 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的高可靠性。高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的可靠性主要體現(xiàn)在兩方面，一方面為電氣可靠性，另一方面則是機(jī)械可靠性。就目前的技術(shù)條件來(lái)說(shuō)，電氣可靠性已經(jīng)大大提高，困擾高壓電器整體水平的是機(jī)械可靠性問(wèn)題。因?yàn)闄C(jī)械可靠性是和設(shè)計(jì)制造水平，材料技術(shù)息息相關(guān)的。提高機(jī)械可靠性是高壓電器發(fā)展的主要努力方向。第三節(jié)、 開(kāi)關(guān)電弧理論與絕緣介質(zhì)特性（一） 電弧相關(guān)知識(shí)開(kāi)關(guān)設(shè)備使用觸頭分?jǐn)嗷芈分械碾娏鳎诖髿猸h(huán)境中開(kāi)斷電流，只要電壓超過(guò)1220V，被開(kāi)斷的電流超過(guò)0.251A，在觸頭的間隙（弧隙）中通常產(chǎn)生一團(tuán)溫度極高、發(fā)出強(qiáng)光和能夠?qū)?/p>

12、電的近似圓柱形的氣體，這就是電弧。電弧是由三個(gè)部分構(gòu)成的，陰極區(qū)域、弧柱區(qū)域和陽(yáng)極區(qū)域。電弧的陰極區(qū)域?qū)﹄娀〉陌l(fā)生和物理過(guò)程具有重要的意義，形成電弧放電的大部分電子是在陰極區(qū)產(chǎn)生或由陰極本身發(fā)射的。電弧放電時(shí)，實(shí)際上并不是整個(gè)陰極全部參加放電過(guò)程，陰極表面的放電只集中在一個(gè)很小的區(qū)域上。這個(gè)小區(qū)域稱(chēng)為陰極斑點(diǎn)，它是一個(gè)非常集中，面積很小的光亮區(qū)域，其電流密度很大，是電弧放電中強(qiáng)大電子流的來(lái)源。同樣陽(yáng)極表面也存在陽(yáng)極斑點(diǎn)，它接受從弧柱中過(guò)來(lái)的電子?；≈怯筛邷亍⒂坞x了的氣體形成的充滿(mǎn)了帶電粒子的等離子體。（二） SF6氣體的基本特性近年來(lái)，SF6氣體作為斷路器的滅弧介質(zhì)得到了迅速的發(fā)展。SF6氣

13、體本來(lái)是作為具有空氣數(shù)倍的絕緣強(qiáng)度的絕緣氣體為人們所熟悉。它的滅弧能力非常強(qiáng)，由導(dǎo)電電弧向絕緣體的變化速度非常快。因此在高壓斷路器中SF6氣體既作為滅弧介質(zhì)，也作為絕緣介質(zhì)。純凈的SF6氣體是無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒和不可燃的鹵素化合物氣體。純凈的SF6氣體是穩(wěn)定和無(wú)毒的介質(zhì)，但是高溫分解出來(lái)的低氟化物卻具有劇毒。盡管在溫度降低后大部分低氟化物也會(huì)復(fù)合，但是總會(huì)殘留一些，因此在生產(chǎn)檢修中要格外注意。在20和0.1MPa時(shí)，其相對(duì)密度為6.135，即為空氣相對(duì)密度的5倍。在0.1MPa氣壓時(shí)，沸點(diǎn)為-60。到150為止，SF6為化學(xué)惰性，和高壓斷路器中常用的金屬等其他材料不發(fā)生化學(xué)作用。然而，在大功率電

14、弧引起的高溫下，它能分解和游離成各種不同的成分，主要為SF4和SF2，以及少量的S2、F2、S、F等，在有濕氣的時(shí)候?qū)ΣＡШ徒饘儆懈g作用。并且這些成分和蒸發(fā)的金屬結(jié)合成一種極細(xì)的金屬氟化物粉末，其電阻很高影響斷路器的電氣性能。因此斷路器的觸頭表面必須有自潔功能，以除去在接觸面上散布的這種金屬氟化物。（三） 真空滅弧的基本特性在真空中熄滅電弧的研究很早就開(kāi)始了。而真空滅弧室到20年代實(shí)際50年代才被迅速應(yīng)用，并且在電力系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用。在真空中開(kāi)斷電流有很多優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)斷時(shí)不需要外加氣體或者液體滅弧介質(zhì)，真空是不可燃的，也不會(huì)放出火焰或者氣體，無(wú)火災(zāi)或爆炸的危險(xiǎn)；觸頭的電氣壽命長(zhǎng)；有較大的開(kāi)斷能力，

15、開(kāi)斷近區(qū)故障時(shí)不需要并聯(lián)電容器或電阻；真空中介質(zhì)強(qiáng)度高，觸頭開(kāi)距很小，需要的操作功也小。真空中滅弧過(guò)程會(huì)出現(xiàn)一種特有的現(xiàn)象。對(duì)于工頻電流的電弧，在電弧電流接近自燃零點(diǎn)時(shí)，由于金屬蒸汽不足和電源電壓不夠高而會(huì)突然熄滅。熄滅后的真空間隙最終可以承受很高的電壓。從熄弧前的幾十伏電弧電壓到能承受近100kV的電壓（12mm真空間隙）需要一個(gè)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程即為真空燃弧間隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過(guò)程。在恢復(fù)過(guò)程中，真空間隙能承受外加電壓的能力隨時(shí)間的變化規(guī)律即為該真空間隙介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)特性。熄弧后真空間隙在恢復(fù)電壓的作用下有可能被擊穿而引起電弧的重燃。引起重燃的原因有：燃弧和燃弧后電極放出過(guò)量的氣體陰極表面吸附微小

16、的絕緣物和金屬微粒等維持著較強(qiáng)的場(chǎng)致發(fā)射作用而重新形成陰極斑點(diǎn)恢復(fù)電壓的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)500kV/cm以上產(chǎn)生場(chǎng)致?lián)舸╇娏鬟^(guò)零后間隙有殘余粒子碰撞繼續(xù)維持較高的游離密度。在恢復(fù)初期為重燃的主要原因，后期為主要原因。第四節(jié)、 高壓斷路器的性能參數(shù)（一） 電流的通過(guò)能力 斷路器在閉合的狀況下導(dǎo)電系統(tǒng)長(zhǎng)期通過(guò)的電流，或在限定時(shí)間內(nèi)能夠安全通過(guò)的一定的負(fù)荷電流成為斷路器的額定電流。在通過(guò)這個(gè)一電流時(shí)，斷路器各部分的允許溫度不能超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的數(shù)值。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中給出的斷路器額定電流值為：200、400、630、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300、80

17、00、10000、12500、16000、20000（A）。 額定短時(shí)耐受電流又稱(chēng)額定熱穩(wěn)定電流，是在規(guī)定的短時(shí)間T內(nèi)，斷路器閉合位置所能耐受的電流。在流過(guò)這一電流的時(shí)間內(nèi)，斷路器的溫升應(yīng)不超過(guò)規(guī)定的數(shù)值。我國(guó)規(guī)定的短時(shí)間為2s。短時(shí)電流的通過(guò)能力，主要決定于觸頭的溫升、熔焊、接觸面的劣化和承受電動(dòng)力的強(qiáng)度。 額定峰值耐受電流即為額定動(dòng)穩(wěn)定電流，是指斷路器在閉合位置所能耐受的峰值電流，其值等于額定短路關(guān)合電流是其額定短路開(kāi)斷電流交流分量有效值的2.5倍。在通過(guò)這一電流時(shí)，斷路器應(yīng)不受損壞而能繼續(xù)正常工作。 （二） 開(kāi)斷性能開(kāi)斷能力是斷路器最重要的性能之一。額定開(kāi)斷電流也即額定短路開(kāi)斷電流，標(biāo)志

18、著高壓斷路器開(kāi)斷短路故障的參數(shù)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定斷路器的額定短路開(kāi)斷電流是在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的相應(yīng)的工頻及瞬態(tài)恢復(fù)電壓下，能夠開(kāi)斷的最大短路電流。有兩個(gè)特征值表示：一是交流分量有效值，簡(jiǎn)稱(chēng)“額定短路電流”，二是直流分量百分?jǐn)?shù)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，若直流分量不超過(guò)20%，則額定短路開(kāi)斷電流僅以交流分量有效值表征。（三） 合閘能力和操作性能1 合閘能力（1）. 額定短時(shí)耐受電流（熱穩(wěn)定電流）： 表示熱穩(wěn)定電流通過(guò)斷路器時(shí)，在規(guī)定的時(shí)間（1s、4s、5s或10s，我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定為4s）內(nèi)，溫度不超過(guò)規(guī)定的允許發(fā)熱溫度，且無(wú)觸頭熔焊或妨礙斷路器正常工作的導(dǎo)體退火，變形的現(xiàn)象。熱穩(wěn)定電流一般用多少秒內(nèi)允許通過(guò)的電流有效值來(lái)表示

19、。且一般采用與額定開(kāi)斷電流相等的數(shù)值。（2）. 額定峰值耐受電流（動(dòng)穩(wěn)定電流或極限通過(guò)電流）：指斷路器的觸頭未分開(kāi)之前或合閘時(shí)，允許通過(guò)短路電流的最大值。其值等于額定短路關(guān)合電流，是額定短路開(kāi)斷電流交流分量有效值的2.5倍。短路電流的最大峰值一般出現(xiàn)在短路電流發(fā)生后電流波形的第一個(gè)周波內(nèi)。在通過(guò)此電流后，斷路器應(yīng)不受電動(dòng)力的破壞且能繼續(xù)正常工作。極限通過(guò)電流決定于斷路器的導(dǎo)電部分和支持絕緣部分的機(jī)械強(qiáng)度，以及觸頭的結(jié)構(gòu)形式。極限通過(guò)電流表示斷路器對(duì)短路電流電動(dòng)穩(wěn)定性。2 操作性能和動(dòng)作時(shí)間（1）分閘時(shí)間：從開(kāi)關(guān)分閘操作起始瞬間（即接到分閘指令瞬間）起到所有極的觸頭都分離瞬間的時(shí)間間隔。（2）燃

20、弧時(shí)間：從首先分離極主回路觸頭剛脫離金屬接觸起，到各極中的電弧最終熄滅為止的時(shí)間間隔。（3）合閘時(shí)間：處于分閘狀態(tài)的斷路器，從接到合閘指令瞬間起到所有極的觸頭都接觸瞬間的時(shí)間間隔。（4）分合時(shí)間（自動(dòng)重合時(shí)）：重合操作時(shí)，從所有極的弧觸頭都分離瞬間起到首合極各弧觸頭都重新接觸瞬間的時(shí)間間隔。 （5）合分時(shí)間（金屬短接時(shí)間）：合操作中，從首合極各觸頭都接觸瞬間起到隨后的分操作時(shí)所有極中弧觸頭都分離瞬間的時(shí)間間隔。（6）合（分）閘同期性：開(kāi)關(guān)合（分）時(shí)各極間及（或）同一極各斷口間的觸頭接觸（分離）瞬間的最大時(shí)間間隔。（7）合閘彈跳時(shí)間：指對(duì)于真空斷路器在合閘過(guò)程中，動(dòng)、靜觸頭在接觸瞬間發(fā)生的短暫、

21、多次的合分過(guò)程所需的時(shí)間。 圖1-1-1 斷路器分閘時(shí)間 圖 1-1-2 斷路器合閘時(shí)間圖1-1-3 斷路器自動(dòng)重合閘時(shí)間（）3 機(jī)械壽命由于開(kāi)關(guān)設(shè)備屬于變電設(shè)備中唯一的機(jī)械運(yùn)動(dòng)為主的設(shè)備，因此其機(jī)械壽命的參數(shù)顯得尤為重要，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在常溫下應(yīng)能正常連續(xù)進(jìn)行3000次操作。但是由于斷路器不僅僅正常操作，在實(shí)際情況中，經(jīng)常需要開(kāi)斷故障電流，因此對(duì)斷路器還應(yīng)有電壽命的要求，一般對(duì)220SF6斷路器開(kāi)斷額定短路電流次數(shù)的要求為20次。組合電器一般是將高壓斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、熔斷器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、避雷器等電器設(shè)備組合在一起，還有電壓互感器、電流互感器以及控制、測(cè)量、保護(hù)等裝置組合成組合電器。組

22、合電器的最根本好處是減小設(shè)備的占地面積，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。第一節(jié) 高壓組合電器一般有封閉式組合電器（GIS）、絕緣金屬封閉式組合電器（C- GIS）（充氣柜）以及發(fā)展迅速的戶(hù)外緊湊型組合式開(kāi)關(guān)設(shè)備。、SF6封閉式組合電器（GIS）的發(fā)展方向和技術(shù)問(wèn)題封閉式組合電器（GIS）是20世紀(jì)60年代中期才出現(xiàn)的一種新型電器裝置。是在斷路器基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。GIS是將斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器和連接母線等封閉在金屬殼體內(nèi)，充以有優(yōu)異絕緣性能和滅弧性能的氣體，作為相間和對(duì)地的絕緣。由于GIS既封閉又組合，所以占地面積小，占用空間少，不受外界環(huán)境條件的影響，不產(chǎn)生噪聲和無(wú)線電干

23、擾，運(yùn)行安全且維護(hù)工作量少，因而得到大力發(fā)展。一般情況下GIS的占地面積僅為敞開(kāi)式布置的10%一下甚至更小，占用空間也更小。（一） GIS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)GIS有單相封閉式和三相封閉式（三相共筒式）兩種不同結(jié)構(gòu)。早期的GIS是單相封閉式，各種高壓電器的每一相放在各自獨(dú)立的接地圓筒形外殼中，運(yùn)行中不會(huì)出現(xiàn)相間短路故障，并且?guī)щ姴糠蛛妶?chǎng)分布均勻。但是分筒式的結(jié)構(gòu)鋼外殼中感應(yīng)電流引起的損耗大，外殼數(shù)量以及密封面大，增加了漏氣的可能性。同時(shí)隨著電壓的升高占地面積也會(huì)增大。圖1-3-1三相母線共筒式排列結(jié)構(gòu)示意圖1-屏蔽罩 2-蓋 3-母線 4-外殼 5-絕緣體三相共筒式（圖3-1）就是將主回路元件的三相裝在

24、公共的接地外殼內(nèi)，通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂澆注絕緣子支撐和隔離。這種GIS結(jié)構(gòu)緊湊，與單相封閉式GIS相比一般可縮小占地面積40%以上。由于外殼數(shù)量少，可以大大節(jié)省材料，同時(shí)密封點(diǎn)數(shù)少所以漏氣故障率就低。此外還可以減少渦流損耗和現(xiàn)場(chǎng)安裝維修的工作量。三相共筒式的缺點(diǎn)是內(nèi)部電場(chǎng)不均勻，相間影響大，易出現(xiàn)相間短路。目前三相共筒式已能做到363kV全三相共筒化，500kV等級(jí)做到母線三相共筒化。圖1-3-2 252kV三相共筒式GIS結(jié)構(gòu)圖（二） GIS高電壓、大容量小型化GIS從問(wèn)世以來(lái)一直向著高電壓大容量和小型化的方向發(fā)展。斷路器是GIS中最重要的組成部分。目前363kV和550kV單斷口的斷路器已經(jīng)研制成

25、功，大大縮小了GIS的體積。在126kV252kV電壓等級(jí)上開(kāi)發(fā)出了配彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的自能式小型化的斷路器，也使得GIS的體積大大減小。高性能氧化鋅（ZnO）避雷器的使用降低了雷電沖擊絕緣水平，大大減小了絕緣尺寸和GIS尺寸。另外目前許多GIS中使用了三工位的隔離開(kāi)關(guān)，即關(guān)合、隔離和接地由一個(gè)開(kāi)關(guān)完成。還有環(huán)氧樹(shù)脂澆注技術(shù)的進(jìn)步使得澆注大型絕緣筒成為可能。（三） GIS設(shè)備需要考慮的其他因素1、 金屬異物 試驗(yàn)表明，當(dāng)存在金屬異物時(shí)，如果使外電壓上升，則金屬異物首先在外殼上立起來(lái)，不久浮起；如果進(jìn)一步是電壓升高，則金屬異物浮起的高度增加，最終在高壓導(dǎo)體和外殼之間來(lái)回移動(dòng)，當(dāng)電壓繼續(xù)升高時(shí)就會(huì)發(fā)展

26、為閃絡(luò)。2、 水分影響氣體內(nèi)含有水分的主要原因有：新氣體中含有水分；安裝過(guò)程中進(jìn)入水分。當(dāng)中混入的水分為氣態(tài)存在的時(shí)候，對(duì)絕緣性能幾乎沒(méi)有什么影響，如果氣體中存在固體絕緣件，當(dāng)水分附著在絕緣件表面，沿面絕緣特性就會(huì)受到影響。同時(shí)水分對(duì)氣體的分解生成物也有影響。分解氣體及水分含量達(dá)到一定量以上，則會(huì)使絕緣性能降低。（四） GIS的發(fā)展方向1、 復(fù)合化 GIS向著更加小型化的方向發(fā)展，復(fù)合化的主要措施有：將電纜終端、電壓互感器、避雷器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)置于一個(gè)罐內(nèi)，以減少充氣罐的數(shù)目，從而大大縮小體積。2、 二次智能化現(xiàn)代高壓斷路器和GIS發(fā)展的一個(gè)顯著特征是二次系統(tǒng)現(xiàn)代化，即由傳統(tǒng)的機(jī)電系統(tǒng)向

27、以計(jì)算機(jī)為中心的現(xiàn)代智能化系統(tǒng)發(fā)展。利用的新的傳感器技術(shù)采集信息，用光纖傳輸信息，用計(jì)算機(jī)處理信息，監(jiān)視斷路器和GIS運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修，這樣做可以大大的提高運(yùn)行可靠性，同時(shí)大大節(jié)省檢修費(fèi)用，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益。第二節(jié) SF6絕緣金屬封閉式組合電器（C-GIS）的技術(shù)特點(diǎn)C-GIS是GIS技術(shù)與開(kāi)關(guān)柜技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，也稱(chēng)作氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜（C代表cubicle）。C-GIS具有柜式外殼，它是將三相高壓元件裝在內(nèi)設(shè)間隔的焊接鋼板箱體內(nèi)，箱體內(nèi)充略高于大氣壓的氣體作為絕緣，及時(shí)壓力降到零表壓，仍具有全耐壓強(qiáng)度。C-GIS不受外界條件的限制，可以運(yùn)行在環(huán)境惡劣的場(chǎng)所。目前在12126kV的電

28、壓等級(jí)中，國(guó)外各大制造公司都有C-GIS的產(chǎn)品。目前1272.5kV等級(jí)中的產(chǎn)品種類(lèi)較多。（一）、C-GIS的特點(diǎn)C-GIS有以下的有點(diǎn)：縮小變電所面積，因?yàn)橹骰芈穼?dǎo)電部分全部封閉在氣體中，不受塵埃、濕氣和周?chē)h(huán)境的影響，可長(zhǎng)期保持可靠性和安全性。由于C-GIS占地面積小，從而與變壓器的接線布置方便，不受地面和建筑物的限制。（二）、 C-GIS的分類(lèi)和結(jié)構(gòu)C-GIS的分類(lèi)可以按斷路器分為斷路器和真空斷路器；按照用途分為電力配電、變電和工業(yè)配電用；按照內(nèi)部結(jié)構(gòu)高壓元件分為有隔板和無(wú)隔板、氣體絕緣母線與固體絕緣母線式；按照結(jié)構(gòu)可以分為圓筒式和箱式結(jié)構(gòu)。目前C-GIS從早期的圓筒式結(jié)構(gòu)發(fā)展成和通常開(kāi)

29、關(guān)柜相似的箱式結(jié)構(gòu)。第三節(jié)、戶(hù)外緊湊型組合式開(kāi)關(guān)設(shè)備 戶(hù)外緊湊型組合式開(kāi)關(guān)設(shè)備就是將高壓元件高度集成化，開(kāi)發(fā)研制出的，這種緊湊型組合式開(kāi)關(guān)有兩大優(yōu)點(diǎn)：一是相對(duì)于敞開(kāi)式開(kāi)關(guān)，可以大大減少占地面積。二是相對(duì)于GIS，可以大大節(jié)省費(fèi)用。（一） 高度集成的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備（HIS）西門(mén)子推出的HIS是一中高度集成的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，是將現(xiàn)有的空氣絕緣和絕緣的優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起的組合。HIS的特點(diǎn)是斷路器的直接連接，不需要許多的戶(hù)外套管或絕緣子，也不需要基礎(chǔ)和支撐結(jié)構(gòu)，這種組合式的開(kāi)關(guān)設(shè)備的基礎(chǔ)就是水平放置在支架上的斷路器。斷路器可以和電流互感器組合，在一側(cè)或者兩側(cè)可裝隔離開(kāi)關(guān)，還可以裝封閉式接地開(kāi)關(guān)。（二） PA

30、SS組合開(kāi)關(guān)設(shè)備PASS意為插接式開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，是ABB公司基于敞開(kāi)式開(kāi)關(guān)和全封閉式組合電器開(kāi)發(fā)的。PASS的主要特點(diǎn)是它的集成化和多個(gè)功能集成在一起的模塊化。這種模塊包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電壓和電流互感器，母線為空氣絕緣。PASS與敞開(kāi)式開(kāi)關(guān)設(shè)備的接線的最大區(qū)別是沒(méi)有線路側(cè)隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)。由于線路側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)作用是在維修時(shí)起到隔離作用，由于PASS的高可靠性所以很多PASS接線中取消了線路側(cè)隔離開(kāi)關(guān)。圖1-3-3 8DN8 型145kV三相封閉HIS示意圖1 斷路器 2 斷路器彈簧操作機(jī)構(gòu)3 隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān) 4 分離模塊5 電流互感器 6 電壓互感器7高速接地開(kāi)關(guān) 8 電纜終端模塊9 室

31、外封閉 10 框架 圖1-3-4 MO型雙母線PASS的接線圖1 隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān) 2 斷路器 3電流互感器第四章、真空斷路器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)第一節(jié)、 真空斷路器的技術(shù)特點(diǎn)真空滅弧室是真空斷路器中的一個(gè)重要部件。由于真空間隙的絕緣強(qiáng)度很高，開(kāi)斷后介質(zhì)恢復(fù)速度快，因此滅弧室觸頭開(kāi)距很小，利用金屬波紋管與操動(dòng)機(jī)構(gòu)連接操作。圖1-4-1 真空滅弧室結(jié)構(gòu)示意圖一、 外殼外殼用來(lái)密封真空滅弧室，不僅要容納和支持真空滅弧室內(nèi)的種種零件，而且當(dāng)動(dòng)、靜觸頭在開(kāi)斷位置時(shí)起絕緣作用。因此對(duì)外殼首先要求氣密性好，不能有漏孔存在，其次要有一定的機(jī)械強(qiáng)度和絕緣性能。二、 波紋管金屬波紋管被普遍用作動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)的真空密封。

32、波紋管的一端固定，連在滅弧室的一個(gè)端面上，另一端運(yùn)動(dòng)，連至動(dòng)觸頭的導(dǎo)桿上。常用的波紋管有液壓成型式和焊接式。波紋管的伸縮量決定了觸頭開(kāi)距的大小，壽命決定了開(kāi)關(guān)開(kāi)斷的次數(shù)，目前真空斷路器的機(jī)械壽命一般在幾萬(wàn)次以上。 a）液壓成型 b）膜片焊接 圖 1-4-2 真空滅弧室波紋管三、 屏蔽罩在觸頭周?chē)O(shè)置屏蔽罩，可以擋住電弧生成物的去路，防止絕緣外殼因?yàn)殡娀∩晌锏奈廴径鴮?dǎo)致的絕緣強(qiáng)度的降低和絕緣破壞。屏蔽罩結(jié)構(gòu)一般分為兩種：一種為內(nèi)屏蔽罩，外殼承擔(dān)兩端之間的絕緣；另外一種為外屏蔽罩，屏蔽罩成為真空殼體的一個(gè)主要部分，兩端的陶瓷（或玻殼）承擔(dān)絕緣。在真空滅弧室的設(shè)計(jì)中，屏蔽罩的結(jié)構(gòu)形狀和表面狀態(tài)對(duì)絕

33、緣性能影響很大。四、 觸頭觸頭是真空滅弧室內(nèi)最為重要的元件，真空滅弧室的開(kāi)斷能力和電氣壽命主要由觸頭決定。目前真空開(kāi)關(guān)的觸頭接觸方式為對(duì)接式。真空滅弧室的開(kāi)斷能力主要和觸頭的結(jié)構(gòu)有關(guān)，真空觸頭主要有三種型式：平板觸頭，橫磁場(chǎng)觸頭，縱磁場(chǎng)觸頭。a）平板觸頭 b）杯狀橫磁場(chǎng)觸頭 c）螺旋橫磁場(chǎng)觸頭d）縱磁場(chǎng)觸頭1 e）縱磁場(chǎng)觸頭2圖 1-4-3 真空斷路器觸頭型式1. 平板觸頭 最初的真空滅弧室采用簡(jiǎn)單的平板觸頭。要增大開(kāi)斷電流，就得增大觸頭面積，當(dāng)觸頭面積較小的時(shí)候，其極限開(kāi)斷電流和直徑幾乎呈線性關(guān)系，但是當(dāng)觸頭直徑大于50mm后，直徑的增加，極限開(kāi)斷電流就很少增加了。當(dāng)電流超過(guò)10kA時(shí)，真空

34、電弧聚集，并聚集在局部地區(qū)，隨著電弧溫度的增加，產(chǎn)生嚴(yán)重的熔焊點(diǎn)，失去了開(kāi)斷電流的能力。所以平板電流一般用于8000A以下。2. 橫磁場(chǎng)觸頭 為了防止觸頭局部熔焊，利用電弧沿特殊路徑流過(guò)觸頭產(chǎn)生橫磁場(chǎng)而驅(qū)動(dòng)電弧在觸頭表面上運(yùn)動(dòng)。橫磁場(chǎng)觸頭通常為杯狀橫磁場(chǎng)觸頭和螺旋橫磁場(chǎng)觸頭。3. 縱磁場(chǎng)觸頭 縱磁場(chǎng)觸頭沿正極性真空弧柱的軸向施加一磁場(chǎng)，使其熄滅更加強(qiáng)烈。目前縱磁場(chǎng)觸頭在實(shí)驗(yàn)室中能做到200kA，并且仍有可能進(jìn)一步發(fā)展。4. 觸頭材料 現(xiàn)在真空斷路器的觸頭材料一般為CuCr。由于真空斷路器一直被過(guò)電壓?jiǎn)栴}困擾，目前國(guó)外大力研究低過(guò)電壓觸頭材料來(lái)限制過(guò)電壓。比如以銀為主的銅銀硒低過(guò)電壓觸頭材料，在

35、CuCr觸頭中添加高蒸汽材料以及用銅鉻-多元材料等。但是由于CuCr觸頭將截流值成功的限制在35A，故一般情況下不采用限制過(guò)電壓的措施。第二節(jié)、 真空斷路器的整體結(jié)構(gòu)真空斷路器外絕緣分為空氣絕緣和復(fù)合絕緣兩種，空氣外絕緣斷路器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低。復(fù)合絕緣產(chǎn)品采用的是整體固封環(huán)氧樹(shù)脂工藝，由于環(huán)氧樹(shù)脂具有許多良好的特性，如良好的加工工藝，良好的絕緣性能以及非常高的耐壓強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，因此可以大大提高真空斷路器的絕緣強(qiáng)度。減少相間絕緣距離，可以使斷路器體積大大減小。另外真空斷路器的整體結(jié)構(gòu)有組合式和一體化式，組合式的斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)是獨(dú)立的，有利于加工配套。一體化式布置斷路器為目前的使用較多的型式，比

36、如VS1型斷路器，這種斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)為斷路器的固有組成部分，一體化成型，這樣的設(shè)計(jì)減少了中間的傳動(dòng)環(huán)節(jié)，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。同時(shí)這樣的設(shè)計(jì)也能使用戶(hù)不經(jīng)過(guò)調(diào)試而直接投入使用。圖1-4-4 VS1型戶(hù)內(nèi)真空斷路器總體結(jié)構(gòu)1 上出線座 2 上支架 3 真空滅弧室 4 絕緣筒 5 下出線座6 下支架 7 絕緣拉桿（內(nèi)加觸頭簧） 8 傳動(dòng)拐臂 9 分閘彈簧10 傳動(dòng)連板 11 主軸傳動(dòng)拐臂 12 分閘保持掣子 13 連板14 分閘脫口器 15 手動(dòng)分閘頂桿 16 凸輪 17 分合指示牌連桿圖1-4-5 VS1彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)1 儲(chǔ)能到位切換用微動(dòng)開(kāi)關(guān) 2 銷(xiāo) 3 限位桿4 滑塊 5 拐臂 6 儲(chǔ)能傳動(dòng)輪 7

37、 儲(chǔ)能軸8 滾輪 9 儲(chǔ)能保持掣子 10 合閘彈簧11 手動(dòng)儲(chǔ)能蝸桿 12 合閘電磁鐵 13 手動(dòng)儲(chǔ)能傳動(dòng)蝸輪14 電機(jī)傳動(dòng)鏈輪 15 電機(jī)輸出軸 16 儲(chǔ)能電機(jī) 17 聯(lián)鎖傳動(dòng)彎板18 傳動(dòng)鏈條 19 儲(chǔ)能保持軸 20 閉鎖電磁鐵 21 拐臂 22 凸輪 23 儲(chǔ)能傳動(dòng)鏈輪 24 邊板 25 儲(chǔ)能指示牌 圖1-4-6 在開(kāi)啟位置下的彈簧機(jī)構(gòu)示意圖第三節(jié)、 永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器簡(jiǎn)介和傳統(tǒng)的斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，永磁機(jī)構(gòu)采用了一種全新的工作原理和結(jié)構(gòu)、工作時(shí)主要運(yùn)動(dòng)部件只有一個(gè)，無(wú)需機(jī)械脫扣、鎖扣裝置，故障發(fā)生情況少，可靠性較高。（一） 永磁機(jī)構(gòu)的合閘都是采用電磁操動(dòng)。按照機(jī)構(gòu)在分閘操作時(shí)的不同可以

38、分為電磁操動(dòng)（也即俗稱(chēng)的雙穩(wěn)態(tài)）和彈簧機(jī)構(gòu)（也就是單穩(wěn)態(tài)）兩種型式。從線圈數(shù)目上分為單線圈和雙線圈兩種（圖4-7），從外形上可以分為方形機(jī)構(gòu)和圓形機(jī)構(gòu)。方形電磁鐵 圓形電磁鐵 圖1- 4-7兩種形狀電磁鐵和永磁機(jī)構(gòu)縱向剖面圖 1 靜鐵心 2 動(dòng)鐵心 3、4 永磁體 5分閘線圈 6 合閘線圈 7 驅(qū)動(dòng)桿（二） 永磁機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和技術(shù)先進(jìn)性1、永磁機(jī)構(gòu)最大的特點(diǎn)就是工作時(shí)主要運(yùn)動(dòng)部件只有一個(gè)，無(wú)需機(jī)械脫扣、鎖扣裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。從而使永磁機(jī)構(gòu)的使用壽命非常長(zhǎng)，能做到10萬(wàn)次以上甚至更高。另外因?yàn)闆](méi)有機(jī)械脫扣、鎖扣裝置，高速運(yùn)動(dòng)部件少，使得永磁機(jī)構(gòu)發(fā)生故障的幾率非常小，機(jī)械可靠性非常高。2、在操作動(dòng)力方

39、面，永磁機(jī)構(gòu)可以采用儲(chǔ)能電容或者電池進(jìn)行供電，和彈簧機(jī)構(gòu)一樣可用小功率電源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。3、目前釹鐵硼永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)很強(qiáng)，永磁機(jī)構(gòu)能夠提供非常大的吸合力，使真空開(kāi)關(guān)觸頭的壓力更大。第五章、隔離開(kāi)關(guān)設(shè)備第一節(jié)、 隔離開(kāi)關(guān)設(shè)備功能和型式裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)的最大目的是為了確實(shí)可靠地隔離電源。要求隔離開(kāi)關(guān)在分?jǐn)酄顟B(tài)下應(yīng)有明顯可見(jiàn)的斷口。在關(guān)合狀態(tài)下，導(dǎo)電系統(tǒng)中可以通過(guò)正常的工作電流和故障下的短路電流。一、 隔離開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)的功能1、 隔離開(kāi)關(guān)在分閘后應(yīng)建立可靠的絕緣間隙，將被檢修線路和設(shè)備與電源隔開(kāi)。隔離開(kāi)關(guān)在任何狀態(tài)下都不能被擊穿，因此它的斷口耐壓一般比其對(duì)地絕緣的耐壓高出10%15%。2、 根據(jù)運(yùn)行需要變換母

40、線接線方式。3、 可以用隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)斷或者關(guān)合一定長(zhǎng)線路的充電電流和一定容量空載變壓器的勵(lì)磁電流。4、 某些分?jǐn)嗨俣容^快的隔離開(kāi)關(guān)與接地開(kāi)關(guān)配合的話，可以在某些終端變電站代替斷路器使用（系統(tǒng)內(nèi)基本沒(méi)有這種現(xiàn)象）二、 隔離開(kāi)關(guān)的型式隔離開(kāi)關(guān)一般分為戶(hù)內(nèi)隔離開(kāi)關(guān)和戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)。戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)因?yàn)橛|頭，機(jī)構(gòu)都暴露在空氣中，要應(yīng)付例如覆冰，銹蝕，所以要求也相應(yīng)提高。雙柱式隔離開(kāi)關(guān)（圖5-1），它的轉(zhuǎn)臂也即主刀閘固定在絕緣瓷柱頂端的活動(dòng)出線上。這種開(kāi)關(guān)不占上部空間，但相間距離要求比較大。三柱式隔離開(kāi)關(guān)（圖5-2），與雙柱式隔離開(kāi)關(guān)相比相間間距要求小。兩端的絕緣支柱固定在支架上，中間的絕緣瓷瓶安裝在轉(zhuǎn)軸上。圖

41、1-5-1 雙柱式隔離開(kāi)關(guān) 圖1-5-2三柱式隔離開(kāi)關(guān) 1 軸承座 2支架 3 絕緣 1 轉(zhuǎn)動(dòng)軸 2 支架 3 固定絕緣瓶4 轉(zhuǎn)動(dòng)頭 5 轉(zhuǎn)臂 （閘刀） 4 轉(zhuǎn)動(dòng)絕緣瓷柱 5 刀閘轉(zhuǎn)臂6 高壓出線座 7 操作機(jī)構(gòu) 6 高壓出線端 7 操作機(jī)構(gòu)8 接地開(kāi)關(guān) 8 接地開(kāi)關(guān)（刀閘）單柱型隔離開(kāi)關(guān)（圖5-3），這種隔離開(kāi)關(guān)的靜觸頭被獨(dú)立安裝在架空母線上，靠操作機(jī)構(gòu)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使動(dòng)觸頭像剪刀一樣向上運(yùn)動(dòng)，夾住母線，從而實(shí)現(xiàn)合閘。圖1-5-3 單柱型隔離開(kāi)關(guān)第二節(jié)、技術(shù)先進(jìn)廠家的高壓隔離開(kāi)關(guān)設(shè)備技術(shù)。（一） AREVA公司1、AREVA公司生產(chǎn)的主要隔離開(kāi)關(guān)產(chǎn)品有以下幾種：35千伏至220千伏電壓等級(jí)雙

42、柱水平開(kāi)啟式S2DA;35千伏至550千伏電壓等級(jí)三柱水平旋轉(zhuǎn)式S3C/S3CD;110千伏至800千伏以上電壓等級(jí)單柱垂直開(kāi)啟式SPV(L);220千伏至800千伏以上電壓等級(jí)雙柱水平伸縮式SPO(L);35千伏至800千伏以上電壓等級(jí)單柱垂直開(kāi)啟式STA/STB。2、AREVA隔離開(kāi)關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)：1） 觸頭部分A、 阿?，m公司生產(chǎn)的隔離開(kāi)關(guān)的觸頭采用了國(guó)際先進(jìn)的鍍銀技術(shù)。通過(guò)此技術(shù)，阿?，m隔離開(kāi)關(guān)的觸頭表面鍍銀硬度達(dá)到210韋氏，超過(guò)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)120韋氏的要求。使得觸頭表面的操作摩擦系數(shù)更小，觸頭接觸性更好，觸頭的使用壽命更長(zhǎng)。水平開(kāi)啟隔離開(kāi)關(guān)的觸頭采用了特殊的鴨舌狀“回路型”觸指的設(shè)計(jì)

43、方式。當(dāng)短路電流產(chǎn)生時(shí)，觸指下段和對(duì)端平行觸指下段之間會(huì)產(chǎn)生相互吸引的電應(yīng)力。斥力的作用使得回路型觸指的鴨舌部分向內(nèi)合緊。這樣就保與其它高壓隔離開(kāi)關(guān)的觸頭暴露在空氣中不同，AREVA高壓隔離開(kāi)關(guān)的觸頭在分開(kāi)和閉合的位置上都封閉在外殼內(nèi)，可防止覆冰和污染對(duì)觸頭的損害。L型觸頭的靜觸頭呈漏斗狀，主觸頭是固定的實(shí)心鍍銀銅棒。銅棒頂端為滅弧用輔助觸頭。整個(gè)主觸頭面被絕緣墊圈封閉，不受任何外界的影響。漏斗狀的設(shè)計(jì)提供了大偏差的進(jìn)入能力。漏斗狀的特殊設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)使得動(dòng)觸頭在接觸到漏斗的邊緣后，就可以非常平穩(wěn)的滑入靜觸頭。L型觸頭的結(jié)構(gòu)保證了隔離開(kāi)關(guān)的高性能，并使隔離開(kāi)關(guān)擁有更長(zhǎng)的使用壽命（確保完好運(yùn)行三十年）

44、。但此形式觸頭多用于500千伏各類(lèi)開(kāi)關(guān)中。2） 撓性連接部分撓性連接部分使用一疊高強(qiáng)度鋁合金薄片疊置而成，兩頭進(jìn)行焊接。一組鋁合金薄片的同通流能力為4000A。這種設(shè)計(jì)不通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)部分傳輸電流，從而使電流傳輸過(guò)程中不存在間隙。連接部分完全封閉和外部隔絕，并具有自潤(rùn)滑功能，使得運(yùn)行中并不需要進(jìn)行潤(rùn)滑維護(hù)。3） 材料使用在一些關(guān)鍵部位，比如觸頭材質(zhì)，潤(rùn)滑劑，軸承、壓緊彈簧使用的均為進(jìn)口材料，質(zhì)量可靠。潤(rùn)滑劑使用的是進(jìn)口的二硫化鉬鋰基脂潤(rùn)滑。進(jìn)口材料的使用雖然增加了成本，但是保證了設(shè)備的運(yùn)行壽命。隔離開(kāi)關(guān)傳動(dòng)拉桿為球頭結(jié)構(gòu)，可以滿(mǎn)足不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)要求，球頭材料選用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料，拉桿采用鋁合金材料，保證

45、了設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行中強(qiáng)度和防銹蝕的要求。絕緣子，底座等非重要部件一般采用國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品，但都經(jīng)過(guò)AREVA的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)。（二） 西門(mén)子隔離開(kāi)關(guān)產(chǎn)品1）CR系列技術(shù)特點(diǎn)：CR系列為水平旋轉(zhuǎn)中心斷口式（GW4型），使用范圍126-252kV，主回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料為銅鉻鋯合金，觸頭形式采用兩組具有自力的動(dòng)觸頭和特殊的鼓型靜觸頭，鼓型觸頭接觸面為菱形，這種結(jié)構(gòu)保證了觸頭接觸的時(shí)候不會(huì)因?yàn)閴毫ψ冃味鴾p少有效的電接觸，并且是觸頭和觸指接觸的壓力約1.5*225N。觸指采用的材料為西門(mén)子獨(dú)有的石墨鍍銀銅合金，西門(mén)子將斷路器石墨觸頭技術(shù)運(yùn)用在隔離開(kāi)關(guān)的觸指上，這種材料具有很好的彈性，并且在高溫的情況下穩(wěn)定

46、性好，表面不易出現(xiàn)變化。旋轉(zhuǎn)部件也采用機(jī)電分離的方式，通過(guò)鍍錫銅軟辮導(dǎo)電。2）PR系列技術(shù)特點(diǎn)：PR系列為垂直斷口剪刀式隔離開(kāi)關(guān)，適用于110kV-500kV電壓等級(jí)。垂直斷口式的隔離開(kāi)關(guān)能節(jié)約很大空間。額定電流 3150A/4000A，PR隔離開(kāi)關(guān)在動(dòng)觸頭上使用的是銅鍍銀技術(shù)，220kV以上等級(jí)隔離開(kāi)關(guān)在觸頭上另附了一層AgSn合金，通過(guò)合金材料可以分合1600A的母線轉(zhuǎn)移電流。另外PR系列隔離開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)都有死點(diǎn)閉鎖，避免出現(xiàn)脫落的情況。3）KR&TR系列水平折臂式：水平折臂式隔離開(kāi)關(guān)可以減少占地面積，觸頭型式采用和AREVA相似的U型回路觸頭，可以在大電流通過(guò)的情況下緊

47、緊抓住靜觸頭。轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)部使用二硫化鉬油脂潤(rùn)滑，并在內(nèi)部空的地方填充海綿體，避免出現(xiàn)冷凝水。4）DR系列雙斷口隔離開(kāi)關(guān)：和其他型式的隔離開(kāi)關(guān)一樣，觸頭的壓力來(lái)自金屬材料的彈性，不需要壓緊彈簧，由于西門(mén)子使用的石墨鍍銀銅合金的彈性良好，可以保證觸頭壓力達(dá)到要求。并且自潤(rùn)滑使觸頭免于維護(hù)。5）西門(mén)子公司隔離開(kāi)關(guān)材料選用。隔離開(kāi)關(guān)的某些關(guān)鍵部位，比如觸頭材質(zhì)，潤(rùn)滑劑，軸承、等選用的均為進(jìn)口材料。潤(rùn)滑劑使用的是進(jìn)口的二硫化鉬鋰基脂潤(rùn)滑。隔離開(kāi)關(guān)傳動(dòng)拉桿為球頭結(jié)構(gòu)，可以滿(mǎn)足不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)要求，球頭材料選用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料，拉桿采用不銹鋼材料，保證了設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行中強(qiáng)度和防銹蝕的要求。第六章 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的運(yùn)行管

48、理第一節(jié) 概 述高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備投入電網(wǎng)運(yùn)行后，就成為了電力網(wǎng)絡(luò)的元件之一，其運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性直接關(guān)系到電網(wǎng)安全，為保證設(shè)備安全、可靠和經(jīng)濟(jì)工作，標(biāo)準(zhǔn)化、制度化細(xì)致的運(yùn)行管理措施是必要而且必需的。根據(jù)多年運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，國(guó)家電網(wǎng)公司及天津電力公司都對(duì)此制定了相應(yīng)的管理制度、規(guī)范。這里結(jié)合天津電網(wǎng)對(duì)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的相關(guān)運(yùn)行管理規(guī)范，對(duì)該類(lèi)設(shè)備的運(yùn)行管理進(jìn)行介紹。高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的運(yùn)行管理從設(shè)備入網(wǎng)驗(yàn)收、投運(yùn)時(shí)就開(kāi)始了。它主要涉及以下幾個(gè)方面：（1）、設(shè)備的驗(yàn)收和投運(yùn)（2）、設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)（3）、（4）、設(shè)備缺陷管理（5）、事故處理及預(yù)案（6）、可以看出運(yùn)行管理是高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備入網(wǎng)運(yùn)行后“生老病死”的全過(guò)程

49、管理，運(yùn)行管理水平的高低直接影響到設(shè)備健康水平，也是其他技術(shù)工作的基礎(chǔ)。第二節(jié) 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的驗(yàn)收和投運(yùn)一、 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的驗(yàn)收每套進(jìn)入電網(wǎng)運(yùn)行的高壓設(shè)備在竣工投運(yùn)前必須通過(guò)驗(yàn)收。這是設(shè)備入網(wǎng)的第一關(guān)，也直接影響著設(shè)備全壽命過(guò)程中的整體健康水平。把住驗(yàn)收關(guān)，不讓任何一臺(tái)有缺陷的設(shè)備流入電網(wǎng)是提高電網(wǎng)安全可靠性的一道極其重要的保障。二、 參加驗(yàn)收人員的技術(shù)水平和責(zé)任意識(shí)也是保證驗(yàn)收工作高質(zhì)量完成的必要因素。所以必須在日常就加強(qiáng)運(yùn)行人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和崗位責(zé)任教育。高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的投運(yùn)設(shè)備通過(guò)驗(yàn)收，就具備了入網(wǎng)運(yùn)行的條件。在設(shè)備正式投運(yùn)前運(yùn)行人員應(yīng)經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，熟練掌握高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的工作原理、結(jié)構(gòu)、性能、操

50、作注意事項(xiàng)和使用環(huán)境等。投運(yùn)操作所需的專(zhuān)用工具、安全工器具、常用備品備件應(yīng)完備。設(shè)備投入的電網(wǎng)系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式，編制設(shè)備事故預(yù)案。這里事故預(yù)案就是預(yù)想新設(shè)備在投運(yùn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的種種問(wèn)題所采取的處理方案，防止故障擴(kuò)大，及時(shí)消除對(duì)系統(tǒng)的影響。投運(yùn)的必備條件可歸納為下面幾方面：a) 驗(yàn)收合格并辦理移交手續(xù)；b) 設(shè)備名稱(chēng)、運(yùn)行編號(hào)、標(biāo)志牌齊全；c) 運(yùn)行規(guī)程齊全、人員培訓(xùn)合格、操作工具及安全工器具完備。第三節(jié) 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備投運(yùn)后的運(yùn)行維護(hù)主要包括巡視檢查、正常維護(hù)、測(cè)溫幾方面工作。一、 巡視檢查根據(jù)運(yùn)行需要，巡視檢查一般分為正常巡視和特殊巡視兩種巡視。正常巡視檢查的內(nèi)

51、容重點(diǎn)是開(kāi)關(guān)設(shè)備的絕緣介質(zhì)、導(dǎo)電部位、傳動(dòng)部位、外絕緣、運(yùn)行位置、安裝基礎(chǔ)、閉鎖裝置等。特殊巡視則主要側(cè)重從天氣、負(fù)荷變化、故障跳閘等方面做了特別的要求。根據(jù)開(kāi)關(guān)設(shè)備種類(lèi)不同，正常巡視項(xiàng)目和巡視重點(diǎn)又應(yīng)根據(jù)開(kāi)關(guān)類(lèi)別有不同的側(cè)重。、 正常巡視開(kāi)關(guān)設(shè)備本體巡視一般應(yīng)檢查標(biāo)志牌接地線、接地螺栓表面應(yīng)無(wú)銹蝕、壓接牢固，基礎(chǔ)無(wú)下沉、傾斜，分、合閘位置指示器應(yīng)與實(shí)際運(yùn)行方式相符，引線連接部位是否接觸良好，是否存在發(fā)熱變色現(xiàn)象，套管、瓷瓶是否存在斷裂、裂紋、損傷、放電現(xiàn)象，端子箱電源開(kāi)關(guān)應(yīng)完好、名稱(chēng)標(biāo)志齊全、封堵良好、箱門(mén)關(guān)閉嚴(yán)密，各連桿、轉(zhuǎn)軸、拐臂、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)裂紋、彎曲、變形、銹蝕，軸銷(xiāo)齊全等表1-3-1GIS的巡視檢查項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)檢 查 項(xiàng) 目標(biāo) 準(zhǔn)1外觀檢查無(wú)變形、無(wú)銹蝕、連接無(wú)松動(dòng)；傳動(dòng)元件的軸、銷(xiāo)齊全無(wú)脫落、無(wú)卡澀；箱門(mén)關(guān)閉嚴(yán)密；無(wú)異常聲音、氣味等。2氣室壓力在正常范圍內(nèi)，并記錄壓力值。3閉鎖完好、齊全、無(wú)銹蝕。4避雷器在線監(jiān)測(cè)儀指示正確，并記錄泄漏電流值和動(dòng)作次數(shù)。5帶電顯示器指示正確。6防爆裝置防護(hù)罩無(wú)異樣，其釋放出口無(wú)障礙物，防爆膜無(wú)破裂。7匯控柜指示正常，無(wú)異常信號(hào)發(fā)出；操動(dòng)切換把手與實(shí)際運(yùn)行位置相符；控制、電源開(kāi)關(guān)位置正常；連鎖位置指示正常；柜內(nèi)運(yùn)行設(shè)備正常；封堵嚴(yán)密、良好；加熱器及驅(qū)潮電阻正常。8設(shè)備室通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，氧量?jī)x指