應(yīng)用真空斷路器改造少油斷路器工程方案模板

1、應(yīng)用真空斷路器改造少油斷路器工程方案應(yīng)用真空斷路器改造少油斷路器工程方案作者:北京中儀來(lái)源：概述中國(guó)10kV( 6kV)供配電網(wǎng)中仍有少油斷路器在運(yùn)行，隨著科學(xué) 技術(shù)的進(jìn)步及用戶對(duì)供電可靠性提出更高的要求，這部分開關(guān)柜均 面臨著技術(shù)改造。其改造方案可分為兩類;一是開關(guān)柜的整體更新; 二是保留開關(guān)柜的柜體，僅對(duì)內(nèi)部電氣設(shè)備進(jìn)行更新?lián)Q代。第一種 方案其投資大、改造工作量大、停電時(shí)間長(zhǎng),比較適合變電站的 異地改造。而第二種方案具有投資少、改造工作量小、停電時(shí)間 短 等 優(yōu) 點(diǎn) 而 被 廣 泛 采 用。因真空斷路器具有使用壽命長(zhǎng)、可頻繁操作、開斷能力強(qiáng)、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn)，在對(duì)少油開關(guān)柜改

2、造中應(yīng)作為 首選開關(guān)。對(duì)各變電站的少油開關(guān)進(jìn)行分期實(shí)施技術(shù)改造，以實(shí)現(xiàn) 變電站的無(wú)油化。采用真空斷路器整體替代原由的少油開關(guān)，均采 取保留柜體的技術(shù)改造方案，并對(duì)柜內(nèi)其它電氣設(shè)備根據(jù)其技術(shù)性 能及投資情況，進(jìn)行相應(yīng)的產(chǎn)品換代和技術(shù)升級(jí)，同時(shí)對(duì)變電站的 開關(guān)柜柜體進(jìn)行整體整理和噴漆,以提高10kV( 6kV)開關(guān)柜內(nèi)部電 氣設(shè)備技術(shù)水平，也使開關(guān)柜外觀也煥然一新。即節(jié)約了技術(shù)改造 費(fèi)用，又減少因改造停電影響生產(chǎn)的時(shí)間，是今后開關(guān)柜實(shí)施技術(shù) 改造應(yīng)推廣的實(shí)用技術(shù)方案。真 空 斷 路 器 特 點(diǎn)真空斷路器在開斷電流時(shí)，兩觸頭間就要產(chǎn)生電弧，電弧的溫 度很高,能使觸頭材料蒸發(fā)，在兩觸頭間形成很多金屬蒸

3、汽。由于 觸頭周圍是”真空”的,只有很少氣體分子,因此金屬蒸汽很快就 跑向圍在觸頭周圍的屏蔽罩上，以致在電流過零后極短的時(shí)間內(nèi) （幾微秒）觸頭間隙就恢復(fù)了原有的高”真空”狀態(tài)。因此真空斷 路器的滅弧能力要比少油斷路器優(yōu)越得多。故真空斷路器具有如 下特點(diǎn)：在真空中熄弧,電弧和熾熱氣體不外露，不飛濺到其它物體上。由于真空中耐壓強(qiáng)度高，觸頭之間距離大大縮短，相應(yīng)的動(dòng) 作行程也短的多，動(dòng)導(dǎo)桿的慣性小，適用于頻繁操作。由于真空斷路器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其具有，熄弧時(shí)間短、弧壓 低、電弧能量小、觸頭損耗小，開斷次數(shù)多。操作機(jī)構(gòu)小且重量輕,控制功率小,沒有火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)，故安全可靠。觸頭密封在真空中，不會(huì)因受潮氣、

4、灰塵及有害氣體等影 響 而 降 低 其 技 術(shù) 性 能 。真空斷路器在遮斷短路電流時(shí)，待故障排除后，無(wú)需檢修真 空 斷 路 器 即 可 投 入 運(yùn) 行。上述特點(diǎn)在保證生產(chǎn)的連續(xù)性，提高作業(yè)率及安全可靠等方面，是其它斷路器所不能比的，因此真空斷路器成為中壓領(lǐng)域(6kV10kV)中競(jìng)爭(zhēng)能力最強(qiáng)的開關(guān)。至今中國(guó)已有幾十家生產(chǎn) 真空斷路器的專業(yè)廠，部分專業(yè)廠引進(jìn)國(guó)外專利技術(shù)及生產(chǎn)線,使 中國(guó)真空斷路器制造技術(shù)向國(guó)際先進(jìn)水平及標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，部分產(chǎn)品 已達(dá)到國(guó)際水準(zhǔn)。真空斷路器操作過電壓抑制真空斷路器的創(chuàng)操作過電壓直接威脅著電氣設(shè)備的安全運(yùn)行, 必須采取相應(yīng)的對(duì)策抑制真空斷路器的操作過電壓。結(jié)合萊鋼十 幾年

5、來(lái)真空斷路器的應(yīng)用實(shí)踐，筆者認(rèn)為抑制真空斷路器的操作過 電壓?jiǎn)栴}，應(yīng)從兩個(gè)方面開展工作;一是真空斷路器的設(shè)計(jì)選型，因 中國(guó)生產(chǎn)真空斷路器的企業(yè)有幾十家，即使是同一系列的產(chǎn)品也有 多家生產(chǎn)，各生產(chǎn)廠的技術(shù)裝備水平各異，有引進(jìn)國(guó)外專利技術(shù)生 產(chǎn)的，也有引進(jìn)國(guó)外生產(chǎn)線生產(chǎn)的，也有和國(guó)外公司合作生產(chǎn)的。 因此在真空斷路器的設(shè)計(jì)選型中，應(yīng)結(jié)合中國(guó)真空斷路器生產(chǎn)行業(yè) 這一實(shí)際狀況，應(yīng)首選技術(shù)裝備先進(jìn)，檢測(cè)手段完善的生產(chǎn)企業(yè)，選 用的產(chǎn)品系列應(yīng)是具有多年實(shí)際運(yùn)行實(shí)踐的主導(dǎo)產(chǎn)品。以致使所 選用的產(chǎn)品具有低的截流值，以減少操作中產(chǎn)生截流過電壓。其二 是必須同步設(shè)計(jì)操作過電壓吸收裝置，中國(guó)當(dāng)前廣泛采用的過電壓 吸

6、收裝置可分為兩類，即RC(電阻、電容器組合式)和氧化鋅壓敏 電阻兩種形式。在對(duì)老式開關(guān)柜改造中應(yīng)首選氧化鋅壓敏電阻方 式，因此方式體積小、 便于安裝，維護(hù)工作量小。氧化鋅壓敏電阻具有抑制過電壓能力強(qiáng)、殘壓低、對(duì)浪涌響 應(yīng)快、具有伏安特性對(duì)稱，在任何波形的正負(fù)極性浪涌電壓均能 充分吸收，并具有通流容量大，放電后無(wú)續(xù)流等優(yōu)點(diǎn),且其體積小便 于安裝而得到廣泛的用于抑制真空短路器的操作過電壓。氧化鋅壓敏電阻是以氧化鋅為主體，與微量的氧化鉍、氧化 銻、氧化鉆、氧化錳等經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)制成的多晶體陶瓷非線性元 件，氧化鋅晶體是低阻(1 10Q/cm)的N型半導(dǎo)體,境界層是高阻 (1010 Q/cm)的P型半導(dǎo)

7、體,在正常電壓下(低電場(chǎng)強(qiáng)度)境界面呈 高阻狀態(tài)，只有小的泄露電流流過，而在高電壓(高電場(chǎng)強(qiáng)度)時(shí)境 界面電阻率會(huì)突然下降,呈低阻狀態(tài),并具有雙向穩(wěn)壓管的伏安特 性。氧化鋅壓敏電阻的參數(shù)選擇如下：標(biāo)稱電壓;其標(biāo)稱電壓應(yīng)大于使用回路中的最大工頻電壓的 幅值(Umax),且應(yīng)考慮標(biāo)稱電壓允許下降10%的因素，其計(jì)算公式 為：殘壓UIA;氧化鋅壓敏電阻的殘壓值應(yīng)低于負(fù)載的試驗(yàn)電壓,通流容量一般應(yīng)選擇大于或等于100A,故殘壓值計(jì)算公式為：式中：K1為沖擊系數(shù)，取K1=1.1;K2為壓敏電阻老化系數(shù)，取 K2=1.05;Ue 為負(fù)載額定工作電壓。殘壓比;氧化鋅壓敏電阻的殘壓比m,為殘壓UIA與標(biāo)稱電壓

8、 U1mA 的 比 值 ， 即 ；式中：m值越小抑制過電壓能力越強(qiáng)。氧化鋅壓敏電阻沒有工放特性，只有U1mA（標(biāo)稱電壓）特性, 日本將其ZS系列氧化鋅壓敏電阻的U1mA值算為動(dòng)作起始電 壓。U1mA特性是氧化鋅壓敏電阻經(jīng)過1mA直流電流時(shí)，壓敏電阻 兩端所加的直流電壓。氧化鋅壓敏電阻的一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)殘 壓（UIA）,是壓敏電阻在高電壓峰值作用下，流過放電流值為I時(shí) 所測(cè)得的壓敏電阻兩端的電壓。其殘壓UIA與標(biāo)稱電壓U1mA之 比稱為殘壓比m,其值越小，其抑制過電壓能力越強(qiáng)。氧化鋅壓敏 電阻的另一個(gè)性能指標(biāo)是通流容量iT,氧化鋅壓敏電阻以標(biāo)準(zhǔn)電流 波形（10/20 “s），間隔時(shí)間5分鐘沖擊

9、2次，標(biāo)稱電壓U1mA值下降 小于10%的最大沖擊電流幅值，成為其通流流量。氧化鋅壓敏電阻 用于抑制真空短路器操作過電壓，以上三個(gè)技術(shù)性能指標(biāo)是極其重 要的，只有參數(shù)選取適當(dāng)，才能有效的抑制真空短路器的操作過電 壓。開 關(guān) 柜 改 造 實(shí) 踐4.1. GG-1A開關(guān)柜的改造。在對(duì)GG-1A系列高壓開關(guān)柜的改 造中，因該系列開關(guān)柜的夕卜形尺寸為1200mmx 1200mmx 2280mm, 其采用的少油斷路器大多為SN10-10/1000-31.5系列,該開關(guān)的外形尺寸為840mm x 790mm x 427mm。針對(duì)開關(guān)的額定電流及開斷 電流和外形尺寸，可選用ZN5-10/1250-31.5系

10、列真空斷路器整體替 換，該斷路器的夕卜形尺寸為906mm x 635mm x 430mm。因兩開關(guān) 的外形尺寸和安裝尺寸有差異，故在原柜體距柜底1200mm處焊兩 根50mm x 50mm x 5mm角鋼，以作為安裝真空斷路器的支架。在 真空斷路器安裝前,應(yīng)對(duì)真空滅弧室作一分鐘工頻耐壓試驗(yàn)，以檢 查其真空度，耐壓值為工頻42kV,在試驗(yàn)中允許有個(gè)別非連續(xù)的焊 光與火星出現(xiàn)。因該系列真空斷路器底部靠滾輪處有四塊安裝彎 板，可借助底架下四塊彎板進(jìn)行安裝,彎板底部需用套墊墊平，在擰 緊螺栓。因少油斷路器和真空斷路器的引線位置不同，故需重新制作斷 路器全上刀閘的硬母線和斷路器至電流互感器的硬母線。調(diào)整斷 路器的與操作機(jī)構(gòu)的連桿，用手動(dòng)緩慢分合閘幾次，若無(wú)卡滯，即可 用電動(dòng)機(jī)構(gòu)分合閘。因ZN5型真空斷路器本身配有專門為其設(shè)計(jì) 的電磁機(jī)構(gòu)，無(wú)配合不當(dāng)之慮，而且機(jī)構(gòu)容易調(diào)整。4.2. GFC-3A柜改造。對(duì)GFC-3A系列開關(guān)柜的改造采用只改 造手車的方案，為保證柜體的一次