高壓電氣設(shè)備

高壓電氣設(shè)備第1頁/共50頁第2頁/共50頁第3頁/共50頁第一節(jié)高壓開關(guān)電器一、概述二、高壓斷路器三、隔離開關(guān)四、高壓熔斷器五、高壓負荷開關(guān)

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▉高壓開關(guān)的概述

在電力系統(tǒng)中，用于斷開正常負荷和切除故障電路的電氣一次設(shè)備稱為開關(guān)電器。分類：（1）按電壓高低分類，高壓開關(guān)電器和低壓開關(guān)電器。（2）按安裝場所分類，戶內(nèi)式和戶外式。（3）按功能分類，斷路器、隔離開關(guān)、負荷開關(guān)、熔斷器。第5頁/共50頁

▉高壓斷路器

一、高壓斷路器的用途

1.控制作用

根據(jù)電網(wǎng)運行的需要，將部分電氣設(shè)備或線路投入或推出運行。

2.保護作用

在電力線路發(fā)生故障時，繼電保護自動裝置發(fā)出跳閘信號，起動斷路器，將故障部分設(shè)備或線路從電網(wǎng)中迅速切除，確保電力系統(tǒng)的正常運行。第6頁/共50頁▉

對高壓斷路器的基本要求1.工作可靠性

要求在正常和故障情況下準(zhǔn)確無誤地完成關(guān)合和開斷電路的指令，不能拒動或誤動。2.具有足夠的開斷能力

指能夠安全切斷最大短路電流的能力，這主要取決于滅弧性能，并保證具有足夠的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。3.動作快速

當(dāng)電路發(fā)生故障時，要能快速地切除故障電路。4.具有自動重合閘性能

在切除故障后經(jīng)很短的時間又自動重合閘。5.結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟合理

在滿足安全、可靠的同時，還要求其結(jié)構(gòu)簡單、尺寸下，重量輕，價格合理。第7頁/共50頁

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斷路器的基本參數(shù)1.額定電壓。指斷路器長時間運行能承受的正常工作電壓。2.額定電流

指斷路器的觸頭和導(dǎo)電部分在規(guī)定環(huán)境溫度下允許通過的長期工作電流。3.額定開斷電流

指斷路器在額定電壓下能可靠斷開的最大短路電流的有效值。4.額定開斷容量5.動穩(wěn)定電流

表明斷路器在沖擊短路電流的作用下，承受電動力的能力。6.熱穩(wěn)定電流。表明斷路器承受短路電流熱效應(yīng)的能力。7.開斷時間

從操動機構(gòu)跳閘線圈接通跳閘脈沖起到三相電弧完全熄滅時止的一段時間。第8頁/共50頁

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斷路器的操動機構(gòu)的組成

操動系統(tǒng)：完成斷路器在工作過程中的分、合閘動作的系統(tǒng)。由操動機構(gòu)和傳動機構(gòu)組成。

1.操動機構(gòu)：由動力機構(gòu)、扣住機構(gòu)、脫口機構(gòu)等組成。（1）動力機構(gòu)：

原動力機構(gòu)，操動能源有氣壓能、彈簧能、電磁能或液壓能。（2）扣住機構(gòu)：

當(dāng)斷路器合閘到終了位置時，將機構(gòu)固定在合閘位置。（3）脫口機構(gòu)：

當(dāng)斷路器分閘時，能將死點機構(gòu)脫開，實現(xiàn)分閘。（4）自由脫口機構(gòu)

由合閘電磁鐵動作，頂起機構(gòu)到合閘終點位置不落下，分閘電磁鐵脫口動作，機構(gòu)能自由分閘。第9頁/共50頁

2.傳動機構(gòu)：

由拉桿、提升機構(gòu)、緩沖機構(gòu)等組成。（1）拉桿：

是操動機構(gòu)過渡到提升機構(gòu)的一種連接傳動機構(gòu)。（2）提升機構(gòu)：

用來提升觸頭進行分、合閘。（3）緩沖機構(gòu)：用來在分、合閘終了位置吸收剩余工作，使操動平穩(wěn)。第10頁/共50頁斷路器操動機構(gòu)部分組成第11頁/共50頁

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斷路器的操動機構(gòu)分類

按能源分：手動型、電磁型、液壓型、氣壓型和彈簧型1.手動型：指靠人力合閘、靠彈簧分閘的操動機構(gòu)2.電磁型：直接依靠電磁力來合閘的操動機構(gòu)。3.液壓型：用高壓油推動活塞實現(xiàn)合閘與分閘的操動機構(gòu)。4.氣動型：以壓縮空氣推動活塞實現(xiàn)合閘和分閘的操動機構(gòu)。5.彈簧型：用小功率電動機將彈簧拉伸儲能實現(xiàn)合閘與分閘的操動機構(gòu)。第12頁/共50頁▉

斷路器的操動機構(gòu)的基本要求

1.具有足夠的合閘功率，保證需的合閘速度。2.能維持斷路器處在合閘位置，不產(chǎn)生誤分閘。3.有可靠的分閘速度和足夠的合閘速度。4.具有自由脫口裝置。5.在控制回路中，要保證分合動作準(zhǔn)確、連續(xù)。6.結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價格低廉。第13頁/共50頁第14頁/共50頁高壓斷路器的分類1.油斷路器以變壓器油為滅弧介質(zhì)的斷路器，它又分為多油斷路器和少油斷路器。2.壓縮空氣斷路器以壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)的斷路器。3.真空斷路器利用真空的高絕緣性來滅弧的斷路器。4.六氟化硫斷路器利用具有優(yōu)異的絕緣性能和滅弧性能的六氟化硫氣體作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)的斷路器。第15頁/共50頁

多油斷路器

少油斷路器少油斷路器高壓真空斷路器高壓真空斷路器第16頁/共50頁SN10-10斷路器第17頁/共50頁真空斷路器第18頁/共50頁真空斷路器第19頁/共50頁六氟化硫斷路器第20頁/共50頁六氟化硫斷路器第21頁/共50頁六氟化硫斷路器第22頁/共50頁少油斷路器

分類：戶內(nèi)式（35kv以下）；戶外式（35kv以上）1.戶內(nèi)式少油斷路器（SN10系列）組成：箱體、框架、機械傳動機構(gòu)導(dǎo)電回路：接線座5－靜觸座7－靜觸頭13－狐觸指14－導(dǎo)電桿20

－滾動觸頭19－下接線座18.第23頁/共50頁第24頁/共50頁第25頁/共50頁少油斷路器滅弧演示第26頁/共50頁滅弧原理：滅弧室在由玻璃鋼制成絕緣筒11中，內(nèi)疊裝耐狐耐熱的隔弧板5片，其中3片帶有橫吹口，1片有縱吹油囊，形成三級橫吹，一級縱吹的滅弧方法。

斷路器合閘時，下通道被導(dǎo)電桿塞閉，上通道因逆止閥鋼球下落而開啟，以接收回油。斷路器分閘時，動靜觸頭一分離便產(chǎn)生電弧，分解變壓器油，首先將逆止閥鋼球上推堵住回油孔，造成密閉燃燒，使內(nèi)腔壓力迅速升高。隨著導(dǎo)電桿向下運動，順序打開橫吹孔和下部的油囊縱吹孔，造成壓力油氣流的縱橫吹。此外，在導(dǎo)電桿快速向下運動的同時，下部的油向上對流壓入滅弧室，形成機械油吹。電弧在8～16ms即可熄滅。第27頁/共50頁2.戶外少油斷路器第28頁/共50頁組成：滅弧室，機構(gòu)箱，支持瓷瓶，底座滅弧室：2個滅弧室串聯(lián)（110kv)4個滅弧室串聯(lián)（220kv)6個滅弧室串聯(lián)（330kv)滅弧原理：縱橫吹和機械吹弧機構(gòu)箱：三相共用一套操縱機構(gòu)，以實現(xiàn)三相聯(lián)動優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜缺點：容易炭化，檢修周期短，維護工作量大，對環(huán)境有污染，容易引發(fā)火災(zāi)。第29頁/共50頁SF6斷路器1.發(fā)展：

SF6氣體出現(xiàn)于1900年，到1940被用來做電氣設(shè)備的絕緣介質(zhì)，現(xiàn)廣泛應(yīng)用在高壓開關(guān)、變壓器、電纜等電氣設(shè)備中，并逐漸雄踞高壓開關(guān)的主導(dǎo)地位，成為國內(nèi)外公認的發(fā)展方向。應(yīng)用范圍：10～1000kv電壓等級的電力系統(tǒng)優(yōu)點：機構(gòu)簡單，操作能量小，機電磨損小等優(yōu)點，基本做到運行期內(nèi)無維修。與真空和油開關(guān)相比在結(jié)構(gòu)、安全性、耐過電壓、使用壽命和價格方面都優(yōu)越得多。第30頁/共50頁第31頁/共50頁2.SF6氣體的特點

SF6氣體是一種無色、無味、無毒和不可燃且透明的惰性氣體，是目前最優(yōu)良的滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)。在均勻電場下，其絕緣性是空氣的3倍，在4個大氣壓下，其絕緣性相當(dāng)變壓器油。

SF6氣體是電負性氣體，其分子和原子具有很強的吸附自由電子的能力，可以大量吸附弧隙中的自由電子，生成負離子。負離子的運動比自由電子慢得多，很容易和正離子復(fù)合成中性的分子和原子，大大加快樂電流過零時的弧隙介質(zhì)強度的恢復(fù)。第32頁/共50頁3.SF6斷路器的滅弧裝置滅弧室結(jié)構(gòu)：壓氣式、旋弧式、自能式（1）壓氣式滅弧裝置第33頁/共50頁2.旋弧式滅弧裝置第34頁/共50頁3自能式滅弧裝置第35頁/共50頁隔離開關(guān)

隔離開關(guān)是在保證工作安全的開關(guān)電器，結(jié)構(gòu)簡單，沒有滅弧裝置，不能用來接通和斷開有負荷電流的電路，但隔離開關(guān)必須具有一定的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。1.隔離開關(guān)的用途（1）隔離電源，保證安全。（2）倒閘操作（3）接通或切斷小電流電路。第36頁/共50頁2.分類（1）按裝設(shè)場地分：戶內(nèi)式和戶外式。（2）按絕緣支柱數(shù)目分：單柱式、雙柱式和三柱式。（3）按動觸頭運動方式分：

水平旋轉(zhuǎn)式、垂直旋轉(zhuǎn)式、擺動式和插入式。（4）按有無接地刀閘分：

無接地閘刀、一側(cè)有接地閘刀、兩側(cè)有接地閘刀。（5）按操動機構(gòu)分：手動式、電動式、氣動式和液柱式（6）按極數(shù)分：單極、雙極、三極。第37頁/共50頁3.隔離開關(guān)的操作原則（1）隔離開關(guān)必須在不帶負荷或負荷在隔離開關(guān)允許的范圍內(nèi)時才能進行操作。即隔離開關(guān)操作時斷路器必須在斷開狀態(tài)。（2）操作時先拔定位銷，分合閘動作要果斷、迅速，終了時不要用力過猛，操作完成后一定要用定位銷鎖住，并目測動觸頭位置是否符合要求。（3）若發(fā)生帶負荷切投隔離開關(guān)的誤操作，則要冷靜以避免發(fā)生反方向的誤操作。第38頁/共50頁戶內(nèi)單相雙柱式隔離開關(guān)4.戶內(nèi)式隔離開關(guān)第39頁/共50頁戶內(nèi)三柱式隔離開關(guān)第40頁/共50頁第41頁/共50頁特點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般用于220kv系統(tǒng)中。5.戶外隔離開關(guān)第42頁/共50頁三相雙柱式隔離開關(guān)特點：結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕、動穩(wěn)定性好，但閘刀在水平面內(nèi)運動，要求相間距離較大。第43頁/共50頁戶外雙柱式隔離開關(guān)第44頁/共50頁戶外雙柱式隔離開關(guān)第45頁/共50頁戶外三柱式隔離開關(guān)特點：相間距離要求小第46頁/共50頁