最新断路器原理及应用课程ppt课件.ppt

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1、开关电器,开关电器介绍断路器介绍断路器的分类 高压断路器主要参数 电弧与熄弧原理 断路器出现的常见故障 SF6气压降应采取的措施 交流断路器用于直流电路,开关电器介绍,1按安装场所：户内式和户外式户内式：装在建筑物内，一般工作在35kV及以下的电压等级户外式：适用于安装在露天，一般工作在35kV及以上的电压等级。2.按功能：断路器、隔离开关、负荷开关、自动重合器、自动分段器1断路器。用来断开或关合正常工作电流，也断开过负荷电流或短路电流的开关电器称为断路器。2.隔离开关。隔离开关是一种主要用于检修时隔离电压或运行时进行倒闸操作的开关电器。3.负荷开关。负荷开关是一种能在正常情况下开断和关合工作

2、电流的开关电器，也可以开断过负荷电流，但不能开断短路电流。因此，一般情况下要与熔断器配合使用。4.自动重合器。自动重合器是一种具有保护和控制功能的配电开关电器。5.自动分段器。自动分段器是配电网中用来隔离线路区段的自动开关设备。,断路器介绍,定义：高压断路器是电力系统重要设备之一，是一次电力系统中控制和保护电路关键设备，其最大特点就是开断负荷电流和短路电流。当系统中出现严重故障时，最终要通过继电保护装置使断路器跳闸来对故障进行切除，以维护系统稳定。作用：它的主要功能是：正常运行时，断开和闭合正常工作电流，接通或断开工作电路改变电力系统运行方式，起控制作用；当 电力系统发生故障时，在继电保护装置

3、的作用下，断路器自动断开故障部分，以保证系统中无故障部分的正常运行,起保护作用。工作特点：瞬时地从导电状态变化绝缘状态，瞬时地从绝缘状态变为导电状态。,断路器介绍,高压断路器由五个部分组成：通断元件，中间传动机构，操动机构，绝缘支撑件以及基座。通断元件：是断路器的核心部分，由触头、导电部分、灭弧介质、灭弧室组成；操动机构：是使断路器分闸、合闸并将断路器保持在合闸位置的设备；中间传动机构：用来将操动机构与通断元件联系起来的设备；绝缘支撑件：保证了带电部分与地的绝缘；基座：,断路器介绍,通断元件,中间传动机构,绝缘支撑件,操动机构,基座,操动机构,真空断路器,断路器介绍,断路器的分类目前我国断路器

4、型号根据国家技术标准的规定，一般由文字符号和数字按以下方式组成：其代表意义为：产品字母代号，用下列字母表示：S少油断路器；D多油断路器；K空气断路器；L六氟化硫断路器；Z真空断路器；Q产气断路器；C磁吹断路器。装置地点代号；N户内，W户外。设计系列顺序号；以数字1、2、3表示。额定电压，KV。其它补充工作特性标志，G改进型，F分相操作。额定电流，A。额定开断电流，KA。特殊环境代号。,断路器介绍,1产品字母代号：S少油断路器；D多油断路器；K空气断路器；L六氟化硫断路器；Z真空断路器；Q自产气断路器；C磁吹断路器。2装置地点代号：N户内式；W户外式。3设计系列顺序号；以数字1、2、3表示4额定

5、电压，k V5其它补充工作特性标志：G改进型；F分相操作。6额定电流 A7额定开断电流 kA型号为SN1010/3000-750的断路器，其含义表示为：少油断路器、户内式、设计序号10，额定电压10kV，额定电流3000A，开断容量750kA。,断路器的分类,根据断路器使用的灭弧介质，可以分为以下几种类型1油断路器 以绝缘油为灭弧介质，触头在绝缘油中开断,有多油断路器和少油断路器两种形式。2空气断路器 以压缩空气作为灭弧介质，利用高压力的空气来吹弧的断路器,这种介质防火、防爆、无毒、无腐蚀性、取用方便。3六氟化硫断路器 用具有优良灭弧能力和绝缘能力的SF6气体作为灭弧介质，具有开断能力强、动作

6、快、体积小等优点，但金属消耗多，价格较贵。4真空断路器指触头在真空中开断，利用真空作为绝缘和灭弧介质的断路器。开断能力强、开断时间短、体积小、占用面积小、无噪声、无污染、寿命长，可以频繁操作，检修周期长。此外，还有磁吹断路器和自产气断路器，它们具有防火防爆，使用方便等优点。但是一般额定电压不高，开断能力不大，主要用作配电用断路器。,断路器的分类,断路器的分合操作是依靠操作机构来实现，根据操作机构能源形式的不同，操作机构可分为：1、电磁机构，指利用电磁力实现合闸的操作机构。2、弹簧机构，指利用电动机储能，依靠弹簧实现分合闸的操作机构。3、液压机构，指以高压油推动活塞实现分合闸的操作机构。4、气动

7、机构，指以高压力的压缩空气推动活塞实现分合闸的操作机构。5、操作机构还有组合式的，例如气动弹簧机构是由气动机构实现合闸，由弹簧机构分闸。操作机构一般为独立产品，一种型号的操作机构可以配几种型号的断路器，一种型号的断路器可以配几种型号的操作机构。下面就不同灭弧介质的断路器和不同型式操作机构分别介绍断路器在运行时最常见的故障，以及原因分析。,断路器的分类,油断路器概述以密封的绝缘油作为开断故障的灭弧介质的一种开关设备，有多油断路器和少油断路器两种形式；它较早应用于电力系统中，技术已经十分成熟，价格比较便宜，广泛应用于各个电压等级的电网中。结构特点：多油断路器：结构简单，制造方便，便于在套管上加装电

8、流互感器，配套性强。其绝缘油既是灭弧介质，又是主要的绝缘介质。少油断路器：结构简单，制造方便，可配用各种操动机构。其绝缘油主要作为灭弧介质 技术性能特点多油断路器：额定电流不易做得很大；开断小电流时，燃弧时间较长；开断速度较慢；少油断路器：开断电流大，全开断时间较短。运行维护特点多油断路器：运行维护简单；噪声低；检修周期短；需配备一套油处理装置。少油断路器：运行经验丰富，易于维护；噪声低；油质容易劣化；需配油处理装置。,断路器的分类,油断路器 多油式断路器多油式断路器是以绝缘油为灭孤介质及主要绝缘介质的高压断路器，其结构简单、工艺要求低、但体积大、用钢材和绝缘油都比较多，在电压较高时尤其如此，

9、所以已经逐渐被少油式断路器或空气断路器所代替。,少油式断路器,1-油气分离器 2-上出线座3-灭弧室 4-绝缘筒 5-动触头杆6-紫铜滚轮 7-下出线座8-塞杆 9-基座 10-主轴11-绝缘拉杆 12-分闸弹簧13-瓣形静触头,断路器的分类,多油断路器,少油断路器,少油断路器,灭弧 以开断电路为例，过程可分为：（1）动、静触头分离的瞬间在触头之间产生电弧。（2）绝缘油在电弧的高温作用下，被迅速蒸发和分解成油蒸汽和其他气体，在电弧周围形成混合气泡。（3）气体被密封在灭弧室内，使灭弧室内压力不断增高，电弧中游离质点的浓度增加，增强了复合，加强了去游离作用。由于温度和压力差，气泡内产生剧烈的扰动，

10、加强了对弧柱的冷却作用。（4）随着触头间距的增大，电弧被拉长，在电弧电流过零时，断口间的介质强度很快恢复，使电弧熄灭。结论：油断路器是一种自能式断路器，即是利用电弧本身的能量来熄灭电弧。采用各种类型的灭弧装置，可提高介质强度的恢复速度，缩短燃弧时间。如横吹灭弧室、纵吹灭弧室以及纵横吹灭弧室等。,除了35k V的多油断路器仍然在少量生产和使用外，其余电压等级的多油断路器已停止生产。一般用于偏远的、经济落后的地区。以DW8-35型断路器为典型代表。,DW8-35型多油断路器,断路器采用三相分箱式结构，三相及操动机构装在一个公共支架上。每相由高压电容套管、套管式电流互感器、静触头、灭弧室、导电横梁、

11、提升杆、传动机构、油箱、框架和操动机构组成。各相分别装在单独的油箱盖上，每相两个断口，每个断口由一个电容套管和灭弧室组装而成。采用纵横吹灭弧。电流互感器在电容套管芯外并固定于油箱盖上，每台断路器可附装612个套管式电流互感器。三相的触头传动系统用拉杆连在一起，由一个操动机构进行联动操作。操动机构利用直流电磁铁进行合、分闸操作，也可手动分闸。操动机构箱采用三开门结构，箱内装有电磁操动机构、直流接触器、保护合闸线圈的熔断器、接线端子、电缆出线盒等。箱外装有紧急手动分闸手柄。,高压断路器的结构,接地金属箱型,绝缘子支持型,DW8-35型多油断路器,接地金属箱型结构示意图,金属箱,断口,操动机构,绝缘

12、套管,油断路器结构类型：少油断路器户内式少油断路器一般在110kV及220kV电压等级中少量使用。按安装地点分为户内式和户外式两种。,户内式少油断路器由框架、传动系统和箱体三部分组成框架上装：分闸弹簧31、支持绝缘子30、分闸限位器28和合闸缓冲器25。传动系统：包括转轴27和绝缘拉杆29。箱体中部装：灭弧室，采用纵横吹和机械油吹联合作用的灭弧装置，通常为三级横吹，一级纵吹。箱体的下部：球墨铸铁制成的基座22，基座内装有转轴、拐臂和连板组成的变直机构，变直机构连接导电杆。基座下部：装有分闸油缓冲器23和放油螺栓24，分闸油缓冲器在分闸时起缓冲作用，吸收分闸终了时的剩余能量。导电回路：电流由上接

13、线座5引入，经过静触头7、导电杆20和滚动触头19，从下接线座18引出。当断路器分、合闸时，操动机构通过主轴、绝缘拉杆和基座内的变直机构，使导电杆上下运动，实现断路器的分、合闸。,户内式SN10-10断路器,SW2-63型少油断路器,绝缘子支持型结构示意图,油断路器结构类型：少油断路器户外式,开断元件,支持瓷瓶,操动机构,油断路器结构类型：少油断路器户外式,断路器的积木组合方式,断路器的积木组合方式示意图,SW2-110型少油断路器 每相单柱双断口,油断路器结构类型：少油断路器户外式户外式少油断路器由底座、支柱绝缘子，传动系统，触头系统，灭弧系统，缓冲器及油位指示器等部分组成。,断路器各断口单

14、元均为标准结构，每柱由底架、支柱瓷套、中间传动机构和两个断口组成，呈“Y”型布置。底架：由型钢焊接而成，上面装有传动拐臂、油缓冲器和合闸保持弹簧。支柱瓷套：采用弹簧卡固固定，构成对地绝缘，内有绝缘油和提升杆。中间传动机构：位于支柱瓷套上部的三角箱内。灭弧室：主体是一个高强度环氧玻璃钢筒，它起压紧保护灭弧室瓷套的作用，也作为开断时高压力的承受件，筒内放有隔弧板，组成多油囊的纵吹灭弧室。为了均衡电压分布，在各断口上并联有均压电容器。触头座内装有压油活塞，以提高开断小电流的性能。导电部分装有铜钨合金触头、触指、保护环，以提高开断能力，延长使用周期。每相断路器配用一台液压操动机构操动，由电气实现三相机

15、械联动。,油断路器的使用知识,1.检查和维护 工程交接验收时应检查：断路器固定牢靠，外表清洁完整；电气连接可靠且接触良好；无渗油现象，油位油色正常；断路器及其操动机构的联动正常，无卡阻现象；分、合闸指示正确；调试操作时，辅助开关动作准确可靠，触点无电弧烧损；瓷套完整无缺，表面清洁；油漆完整，相色标志正确，接地良好。正常运行时应检查：油色、油位正常，本体各充油部位不应有渗漏；瓷套管清洁，无破损裂纹、放电痕迹；各连接头接触良好，无发热松动；绝缘拉杆及拉杆绝缘子完好无缺；分、合闸机构指示正确；操动机构箱盖关闭严密；分合闸线圈无焦臭味，二次线部分无受潮、锈蚀现象。,油断路器的使用知识,2.检修 检修周

16、期：油断路器一般每34年进行一次大修，新安装的断路器在投运一年后应进行一次大修。大修项目：断路器的外部检查及修前试验，放油；导电系统和灭弧单元的分解检修；绝缘支撑系统(支持瓷套等)的分解检修；变直机构和传动机构的分解检修；基座的检修；更换密封圈、垫；操动机构的检修；复装及调整试验(包括机械特性试验和电气、绝缘试验)；除锈刷漆，绝缘油处理注油或换油；清理现场，验收。小修项目：断路器外部的检查和清洁，渗漏油处理；消除运行中发现的缺陷；检查外部传动机构和弹簧等；检查所有螺栓、螺帽、开口销；清扫检查操动机构，加润滑油；预防性试验。临时性检修：当发现断路器有危及安全运行的缺陷时（如回路电阻严重超标、接触

17、部位有明显过热，多油断路器介质损耗因数值超标，少油断路器直流泄漏电流值超标，严重漏油等），或正常操作次数达到规定值时（达200次及以上时或达到规定的故障跳闸次数后），应进行临时性检修。,油断路器小结,优点:结构简单，价格便宜缺点：检修周期短 维护工作量大 潜在火灾危险被SF6断路器取代的趋势（110kV及以上系统）被真空断路器取代的趋势（10kV电力系统）,SF6断路器,SF6开关利用压缩的SF6气体为灭弧和绝缘介质，利用电弧的能量，产生SF6压缩气体，熄灭电弧。用以切断额定电流和故障电流、转换线路、实现对高压输变电线路和电气设备的控制和保护，并配以操作机构进行分、合闸及自动重合闸SF6断路器

18、采用具有优良灭弧能力和绝缘能力的SF6气体作为灭弧介质，具有开断能力强、动作快、体积小等优点，但金属消耗多，价格较贵。近年来SF6断路器发展很快，在高压和超高压系统中得到广泛应用。尤其以SF6断路器为主体的封闭式组合电器，是高压和超高压电器的重要发展方向。,SF6断路器,一个操作机构:单相操作或三相电气联动,1个操作机构三相机械联动,SF6断路器,京泰发电500KV断路器选用的是：瓷柱式GL317XC，苏州阿海珐高压电气开关有限司110KV断路器选用的是：GL312，苏州阿海珐高压电气开关有限公司,SF6 气体,AEG 获得SF6气体开断专利1960年首先应用于开关设备无色、无味无毒、不易燃密

19、度是空气的5倍化学性能稳定、惰性很好的开断电弧特性吸附电子能力明显,SF6断路器,SF6 气体：SF6气体是二十世纪初发现的，它应用于电工设备是在四十年代，第一次被用于断路器是在五十年代初。由于SF6气体同空气和变压器油相比有许多优异的电气绝缘和灭弧性能，近年来，SF6在电气设备上的应用有了很大的发展，尤其是在高压和超高压断路器上，还有全封闭组合电器。现在，新安装的110kV及以上电压等级的断路器，包括大部分的35kV断路器已经全部是SF6断路器了。SF6分子由一个硫原子和六个氟原子构成，六个氟原子以共价键的形式和硫原子结合成一个中性分子，其原子量为146，大约是空气的五倍，也就是说它的密度也

20、大约是空气的五倍。在常温下，SF6气体是无色、无味、无毒并且透明的惰性气体，它非常稳定，通常情况下很难分解；它既不溶于变压器油也不溶于水。,SF6断路器,我们都知道，对于理想气体有一个状态方程，即PV=GRT，其中P为气体压力；V为气体的体积；G为气体的重量；R为一个状态常量，对于SF6来说，R=97.2J/g*T；T为绝对温度。当SF6气体的状态发生变化时，它没有完全符合理想气体的状态方程，这主要因为它的分子量较大，当气体压力增大时，气体的密度相应增大，分子间的相互吸引作用开始显露，所以在实际工作中常用SF6的状态参数曲线来表示；SF6的状态参数曲线是一族曲线，每条线对应一个气体密度 在这里

21、有几个重要的参数：SF6的熔点：温度T=-50.8,压力P=2.3kg/cm2,在这一点上，SF6三态共存，即气态、液态、固态三种状态同时存在；SF6沸点：温度T=-63.8,压力为一个大气压，在这一点上，SF6可以直接由固体变成气体。如果将饱和蒸汽曲线向上延伸，就得到了SF6气体的临界温度T=45.6,临界压力P=38.5 kg/cm2,临界温度和临界压力表明了SF6气体可以被液化的最高温度和所需的最小压力。,SF6断路器,SF6的状态参数曲线在实际中有着非常广泛的的应用。如果一台SF6断路器，你知道了它的容积、正常工作时的气压和它的最低工作气压，你就可以计算出它所需要的SF6气量，它能够正

22、常工作的最低环境温度和出现液化时的温度。例如：一台SF6断路器的容积时0.5m3,在环境温度为20时正常工作气压为4.5个大气压，最低工作气压的下限为3.5个大气压（表压），那么在SF6的状态参数曲线中可以找到对应的密度曲线，得到气体密度为35kg/m3，那么所需要的SF6气量就是17.5kg，密度曲线与饱和蒸汽曲线的交点就是其液化温度（-35），当温度下降时，气体压力也随之下降，当气体压力下降到3.5个大气压（表压）时，其温度为-30，这就是能工作的最低环境温度。,SF6断路器,当SF6气体的温度降低到液化温度后，SF6气体开始液化，但这个过程是一个渐进的过程，如果温度下降，它就沿饱和蒸汽曲

23、线变化，压力和密度都同时下降，这将严重影响到SF6气体的灭弧性能，所以如果断路器工作在很低的环境温度下的时候，就要采取适当的措施，以保证气体的工作压力。SF6气体的稳定性比较好，在一般情况下不会分解，但是，SF6断路器内的情况比较复杂，如果没有电弧的话，SF6气体基本上不会与其他物质发生反应，但是由于断路器内不可能不发生电弧，而电弧又会产生高温、高压以及电晕，在这种情况下，SF6气体会发生分解，生成低氟化物、硫化物和硫、氟的单原子；请注意：这里有一个很重要的特性，就是这时生成的活性物质在电弧熄灭以后一般都能够重新结合成SF6分子，这对于断路器的下一次开断是很有利的，也大大减轻了检修的工作量；比

24、如油断路器开断几次短路故障之后，变压器油的碳化就比较严重了，需要进行换油、检修触头等工作，而SF6断路器的问题就要好很多，它可以多次开断短路故障而不用检修。,SF6断路器,SF6断路器里的SF6气体不可能是完全纯净的，会含有一些杂质，如水等，此外在断路器燃弧时也会产生一些触头材料的金属蒸汽，这些物质在电弧的作用下会同SF6气体发生化学反应，生成一些金属氟化物、硫的低氟化物、氢氟酸，还有很少量的剧毒物质，如SOF2(氟化亚硫酰)，SO2F4(四氟二氧化硫)等。生成的金属氟化物大都是一些白色的粉状物质，它们会覆盖在导体的表面，影响导电性能；而生成的HF、SF4、SO2会对断路器内的含有硅元素的绝缘

25、体，如玻璃、陶瓷支持件和环氧浇注件等都有较强的腐蚀性，降低这些绝缘件表面的绝缘电阻，所以，在实际工作中，我们要严格控制SF6气体中的水分含量，同时，还要在断路器中尽可能多地采用耐腐蚀的高分子有机材料，如聚四氟乙烯、聚酯树脂和环氧树脂加Al2O3填料的制品；此外，对那些少量的剧毒物质由于它们能长时间的保留在SF6气体中，我们必须在SF6断路器中放置吸附剂，来提高SF6气体的纯度，同时确保人身的安全,SF6断路器,剖面图,1高压接线端 2灭弧室瓷套 3支柱瓷套 4分子筛 5 横梁 6传动箱 7支架 8连杆 9操动机构箱10断路器位置指示器11合闸弹簧位置指示器12密度计13分闸弹簧14绝缘拉杆,断

26、路器灭弧室的工作原理,电流开断,1静触头部分2 热膨胀室3静活塞VD热膨胀室体积VH辅助压气体积,a合闸位置 b 开断短路电流 c开断小电流 d分闸位置,灭弧介质：灭弧介质为压缩的SF6气体，或在特殊情况下采用压缩的SF6和CF4的混合气体。灭弧原理：灭弧室属于热膨胀型，利用电弧的能量，并具有辅助的自动氩气功能。说明：工作部件位于密闭的瓷套内，将断路器的进出线绝缘。,动触头座,断路器灭弧室的工作原理,Vt,Vc,合闸位置,压气过程,热能效应,分闸位置,Vt:热能室,Vc:压气室,带分闸弹簧的传动箱,动触头,开断单元,静触头,弹簧机构,拐臂,合闸凸轮,惯性飞轮,合闸弹簧,分闸弹簧,弹簧机构（说明

27、）,弹簧机构,指示器（合闸弹簧位置：储能或释能）,指示器（断路器位置：合闸或分闸）,凸轮,分闸系统,合闸系统,合闸凸轮,断路器弹簧机构动作3D动画,弹簧机构动作过程（合闸）,合闸线圈通电动作,合闸掣子拖开,合闸弹簧释能,合闸轴旋转180,分闸弹簧储能,主轴旋转60,拐臂就停靠在分闸掣子,合闸完成,合闸弹簧储能：电机一旦通电后，它就会通过惯性飞轮上的减速齿轮以及链条给合闸弹簧储能。合闸弹簧储能到位后，齿轮停在惯性飞轮上没有齿的位置，而减速齿轮则会停下来，以免合闸掣子受力变形。注：在合闸弹簧储能的过程中，合闸线圈中的电流将被切断，以免发生意外的合闸操作。分闸：分闸线圈通电时或手动操作分闸杠杆时，分

28、闸掣子就会脱开拐臂。在分闸弹簧的作用下，主轴将沿顺时针方向旋转60。直到“分闸”位置。缓冲器将吸收剩余的能量，以便分闸动作能平衡完成。,SF6断路器优缺点及检修,SF6断路器，是用SF6气体作为来弧和绝缘介质的断路器。它与空气断路器同属于气吹断路器，不同之处在于：工作气压较低；在吹弧过程中，气体不排向大气，而在封闭系统中循环使用。1SF6的优点 SF6的分子和自由电子有非常好的混合性。当电子和SF6分子接触时几乎100%的混合而组成重的负离子，这种性能对剩余弧柱的消电离及灭弧有极大的的使用价值。即SF6具有很好的负电性，它的分子能迅速捕捉自由电子而形成负离子。这些负离子的导电作用十分迟缓，从而

29、加速了电弧间隙介质强度的恢复率，因此有很好的灭弧性能。在1.01105Pa气压下，SF6的灭弧性能是空气的100倍，并且灭弧后不变质，可重复使用。SF6气体优良的绝缘和灭弧性能，使SF6断路器具有如下优点：开断能力强，断口电压使于做得较高，允许连续开断次数较多，适用于频繁操作，噪音小，无火灾危险，机电磨损小等，是一种性能优异的无维修断路器。在高压我中应用越来越多。,SF6断路器优缺点及检修,2SF6的缺点纯净的SF6气体是良好的灭弧介质，若用于频繁操作的低压电器中，由于频繁操作的电弧作用，金属蒸汽与SF6气体分解物起反应，结合而生成绝缘性很好的细粉末(氢氟酸盐、硫基酸盐等)，沉积在触头表面，并

30、严重腐蚀触头材料，从而接触电阻急剧增加，使充有SF6气体的密封触头不能可靠地工作。因此对于频繁操作的低压电器不适宜用SF6作灭弧介质。因为SF6气体在放电时的高温下会分解出有腐蚀性的气体，对铝合金有严重的腐蚀作用，对酚醛树脂层压材料、瓷绝缘也有损害。若把SF6和N2混合使用，当SF6含量超过20%30%时，其绝缘强度已和全充SF6时绝缘强度相同，而腐蚀性又大大减少，因此SF6常混合N2使用，在SF6断路器中，SF6气体的含水量必须严格规定不能超过标准。水会与电弧分解物中的SF4产生氢氟酸(H2O+SF4SOF2+2HF)而腐蚀材料。当水分含量达到饱和时，还会在绝缘件表面凝露，使绝缘强度显著降低

31、，甚至引起沿面放电。运行经验及上述论析都表明：SF6断路器由于绝缘结构体积较小，若SF6气体的含水量较高，则将使绝缘水平大大下降，接触电阻急剧增加，在运行中易发生损坏或爆炸事故。因此，各制造厂及运行部门都要求有严格的密封工艺，同时规定SF6气体的含水量不得超过标准。我国的标准是SF6气体的含水量应小于300ppm(容积比)。,SF6断路器优缺点及检修,SF6断路器以SF6气体为灭弧介质。在正常情况下，SF6是一种不燃、无臭、无毒的惰性气体，密度约有空气的2倍。但SF6气体在电弧作用下，小部分会被分解，生成一些有毒的低氟化物，如SOF2（亚硫酰氟）、SF4、SOF4（四氟一氧化硫）和SO2F2（

32、硫酰氟）等，对体健康有影响，对金属部件也有腐蚀和劣化作用。因此，在SF6断路器中，一般均装有吸附装置，吸附剂为活性氧化铝、活性碳和分子筛等。吸附装置可完全吸附SF4气体在电弧的高温下分解生成的毒质。,SF6断路器优缺点及检修,3SF6断路器的检修(1)SF6断路器在检修前，应先将断路器分闸，切断操作电源，释放操作机构的能量，用SF6气体回收装置将断路器内的气体回收，残存气体必须用真空泵抽出，使断路器内真空度低于133.33Pa。(2)断路器内充入合适压力的高纯度的氮气(纯度在99.99%以上)，然后放空，反复两次，以尽量减少内部残留的SF6气体及其生物。(3)解体检修时，环境的空气相对湿度不得

33、大于80%，工作场所应干燥、清洁，并应加强通风；检修人员应穿尼龙工作衣帽，戴防毒口罩、风镜，使用乳胶薄膜手套；工作场所严禁吸烟工作间隙应清洗手如面部，重视个人卫生。(4)断路器解体中发现容器内有白色粉末状的分解物时，应用吸尘或柔软卫生纸拭净，并收集在密封的容器中深埋，以防扩散。切不可用压缩空气吹或用其他使粉末飞扬的方法清除。(5)断路器的金属部件可用清洗剂或汽油清洗。绝缘件应用无水酒精或丙酮清洗。密封件不能用汽油或氯仿清洗。一般应全部换用新的。(6)与SF6气体接触的零部件及密封圈可涂一薄层HL#8或HL#10聚四氟乙烯润滑脂密封圈外侧法兰面应涂中性凡土林或#2防冻脂。引进的国外产品应根据使用

34、说明书的要求选用适当油脂。法兰拼命缝隙及法兰连接螺丝等处应涂703密封胶密封。(7)断路器容器内的吸附剂应在解体检修时更换，换下的吸附剂应妥善处理防止污染扩散。新换上的吸附剂应先在200300的烘箱中烘燥处理12小时以上，待自然冷却后立即装入断路器，要尽量减少在空气中的暴露时间。吸附剂的装入量为充入断路器的SF6气体质量的1/10。(8)断路器解体后如不及时装复，应将绝缘件放置在烘箱或烘间内以保持干燥。,SF6断路器巡检项目,日常巡视 1)断路器各部分及管道无异声（漏气声、振动声）及异味，管道夹头正常；(2)引线连接部位无发热现象、无腐蚀、接线板连接的导线无过紧、过松、断股状况，接线板无变色、

35、温度应正常（不超过 90）。(3)套管无脏污，无裂痕，无放电声和电晕；(4)检查压力表密度继电器指示正常并记录压力值（各开关的正常及报警压力值参见设备技术参数表），与以前的数据对比没有太大区别；(5)接地完好；(6)断路器分、合位置指示正确，并和当时实际运行工况相符；(7)壳体及操作机构完整，不锈蚀，弹簧储能位置正常；(8)断路器各电源及重合闸指示灯是否正确。特殊巡检1、下雪天气，检查断路器各接头应无过热、融雪、冒汽现象。2、气温突变，断路器 SF 6 气体压力正常（符合厂家标准）。3、雷雨、大风天气或雷击后，检查瓷套管有无闪络痕迹，断路器上应无杂物，防雨帽应完整，接 头无松动、无发热现象。4

36、、断路器切断故障电流后，检查断路器的分、合位置指示正确；本体、接头处有无击穿；瓷套 有无破损、裂纹、闪络痕迹；有无短路或电弧烧伤痕迹；断路器 SF6 气体压力正常（符合厂家标准），弹簧储能有无异常。,SF6断路器作业中可能出现的主要异常现象及对策,1、断路器发 SF 6 气压低报警或闭锁，应检查压力表的压力是否正常，断路器本体是否有漏气声和 漏气点，检查后及时向上级领导和有关部门汇报，并按现场运行规程规定处理。2、断路器发弹簧未储能信号，应检查电机电源是否中断，电动机是否有短路现象，分、合闸弹簧和 传动 系统 统是否有卡涩现象或机械故障。3、对巡视检查中发现危及断路器安全运行的紧急情况，按规程

37、有关规定快速采取措施将断路器 隔离，然后向调度汇报。4、断路器有异常响声，检查断路器是否 漏气；检查 SF 6气体压力是否正常；套管有无破损、裂纹、闪络 电痕迹。如 漏气、放电现象严重或有较大异常响声，应迅速撤离现场并立即向有关部门汇 报将故障设备隔离。,真空断路器,真空断路器是在高度真空中灭弧。真空中的电弧是在触头分离时电极蒸发出来的金属蒸汽中形成的。电弧中的离子和电子迅速向周围空间扩散。当电弧电流到达零值时，触头间的粒子因扩散而消失的数量超过产生的数量时，电弧即不能维持而熄灭。真空断路器开断能力强，开断时间短、体积小、占用面积小、无噪声、无污染、寿命长，可以频繁操作，检修周期长。真空断路器

38、目前在我国的配电系统中已逐渐得到广泛应用。,真空断路器,真空间隙的绝缘强度与灭弧性性能非常优越,具有结构简单、体积小、重量轻、寿命长、维修量小和适用于频繁操作等特点。,真空断路器,京泰发电：一号机6KV真空断路器VD4/Z 12.30.40，二号机6KV真空断路器VEP12T3140D11P27W厦门华电开关有限公司，输煤6KV真空断路器EV12S施耐德电器有限公司,VD4真空断路器,VD4真空断路器是ABB驰名的灭弧室和浇极柱研发和制造技术，以及先进的操动机构研发，设计和生产技术的完美结合。VD4真空断路器的灭弧室被整体浇注在环氧树脂中，结构更坚固，保护真空灭弧室，减少灰尘和潮湿对灭弧室外绝

39、缘的影响。灭弧室将开关的主触头永久的密封在真空环境中，构成了开断灭弧单元。,真空断路器,真空断路器的机械参量 真空断路器的主要部件的工作原理 开距触头接触压力接触行程平均合闸速度平均分闸速度合闸弹跳时间合、分闸不同期性合、分闸时间回路电阻,真空断路器主要包含三大部分：真空灭弧室、电磁或弹簧操动机构、支架及其他部件。真空灭开弧室 气密绝缘系统导电系统屏蔽系统触头波纹管,VD4开关外形,VD4真空开关,真空断路器,开关柜组成：,上部为低压室中部为高压室下部为电缆室,开关柜结构,1、母线室（低压室后部）：柜体后上部为母线室。母线为上下“一”字形排列。与其搭接（采用螺栓组连接）的三相分支母线，分别引至

40、母线室内的三相上静触头盒中。其相序排列为A、B、C上、中、下左、中、右后、中、前黄、绿、红。柜与柜之间的母线室均用金属板间隔，母线贯通部位开口，并利用绝缘套管提供母线贯通的封闭。2、手车室（高压室）：柜体前中部为手车室（也称断路器室）。按功能要求，手车大致分为：断路器手车、电压互感器手车、计量手车、避雷器手车、隔离手车等。手车室与母线室和电缆室各设一组静触头盒，以提供电源侧与负荷侧的隔离断口（PT手车室除外）。当手车处于试验位置和移开位置时，上、下两组静触头均被金属活门所遮挡。只有当手车从试验位置进入工作位置时，活门才能自动打开。手车由专用运载车送入手车室，并在手车室内与柜体构成相匹配的绝缘配

41、合，在试验和工作位置均有定位和联锁装置。手车底部与手车室底盘的接地装置始终处于良好的滑动接地的接触状态。,开关柜结构,3、电缆室：柜体后下部为电缆室。在该隔室内，装设有电流互感器、零序电流互感器以及接地开关。在柜的后上部，为电缆室设有防止内部故障电弧蔓延的泄压通道。接地开关的操作大轴与电缆室后门设有机械联锁。4、继电器仪表室（低压室）：柜体前上部为继电器仪表室。在该隔室内装有各种继电器和端子排。其它用于控制和观察的开关、仪表、切换片及微机综合保护均安装在仪表门上。,真空断路器,VD4开关,真空断路器,整体浇注极柱,1、上出线端2、真空灭弧室3、环氧树脂壁4、动出线杆5、下出线端6、软连接7、触

42、头压力弹簧8、绝缘拉杆9、极柱固定嵌件10、操动机构连接处,真空断路器,真空断路器,VD4断路器的操动机构VD4断路器的操动机构属于弹簧储能型式，标准配置机械防跳装置，可装配各种闭锁机构以防止错误操作。只有当所有的先决条件都满足后，每个操作顺序才能被正确的执行。,开关储能该开关有电动和手动两种方式，电动储能采用交、直流两用单相串激电动机。储能时间小于15S。开关处于工作状态后（不管开关的主回路是否带电），储能电机的电气回路就处于工作状态，电机就进行储能，合闸弹簧储能到位后，位置开关自动断开储能回路。手动储能（包括开关本体分、合闸），一般情况下只在开关空载调试和检测时使用。,真空断路器,断路器操

43、动机构包括,分合闸辅助开关储能马达内置的储能杆断路器分合闸机械指示计数器电气附件的插头、插座连接储能状态指示脱扣器合闸指示、分闸指示弹簧储能、未储能指示,真空断路器,断路器的合闸、跳闸有二种方法1）手动合闸、跳闸。当断路器弹簧加载后，手动按断路器面板上“合”按钮，断路器合闸。手动按“分”按钮，断路器分闸。2）电气合闸、跳闸回路。电气的合闸、跳闸又分为近控、远控两种，近控只在试验位置进行，远控可在试验、运行位置进行。VD4断路器性能特点。正常时具有三个位置1）检修位置。小车由仓内拉出仓外，一次回路和控制回路均断开。2）试验位置。小车推入仓内试验位置，主回路与仓内断开；控制回路可以与仓内断开，也可

44、以接通（只适合工备电源进线开关）3）运行位置。小车摇入仓内，主回路和控制回路与仓位内接通。,真空断路器,开关位置,真空断路器,开关间隔内部,真空断路器,防止误操作的联锁/保护1.只有在断路器和接地开关处于分闸位置时断路器手车才能从试验位置推至工作位置。2.断路器只有在工作位置或者试验位置才能被合闸（机械闭锁，同时还要电气闭锁防止电动合闸）。3.当没有二次电源时，断路器只能被手动分闸（闭锁电磁铁）。不能手合。4.断路器只有在试验位置时，二次插头才能被拔出。5.接地开关只有在断路器处于试验位置或者被抽出后，才能被合闸。6.断路器处于合闸位置时不能从工作位置摇至试验位置。7.断路器室门打开，手车不能

45、被摇进工作位置。8.如果手车在工作位置或者中间位置时，断路器室门不能被打开。9.如果电缆室门被打开，接地开关则不能合闸。10.如果接地开关分闸，则电缆室门不能被打开。11.母线带电，接地刀不能进行操作。,真空断路器,开关操作过程中一些注意事项1、首先开关的停送电操作必须严格执行操作票制度有关规定。2、开关送电前一定要按要求测量开关的绝缘，以防绝缘不合格发生短路和开关爆炸，确保人身和设备安全。3、将小车开关由仓外送入柜内前一定要注意对开关的外观检查，确保无异常。4、插入二次隔离插头时应注意配合方向和方法，安装二次插件应使用锁紧装置使其平稳插入，禁止猛力敲击二次插头。取下二次插件时，应先松开锁紧装

46、置，然后轻轻拔下，不可试图通过上下猛力摇动来取下，以免损坏插针。5、小车开关在进出车时应将柜门关好。6、进车前应注意接地刀闸的位置，确保接地刀闸在分开位置。7、进出车前应注意断开控制电源开关，保证安全。8、进出车时的速度应平稳均匀，进出车过程中如发现进出车困难应立即将开关退至原来位置，尽量避免在试验/工作位置之间停留。然后查明原因，必要时联系检修处理。切不可用力过猛，卤莽操作，否则可能造成设备的损坏和事故的发生。9、进出车时应注意摇把转动方向（进车顺时针，出车逆时针）直到转不动为止（约20转），且机械指示为“工作位置”或“试验位置”，确保开关进出到位，否则可能引起动静触头发热。10、开关到不到

47、位应从多方面检查判断，不能仅以指示灯为准，还应从开关机械指示以及摇把能不能摇动来综合分析。,与少油断路器的优缺点比较,（1灭弧室开断后介质恢复快，介质不需要冷却和更换，电弧能量低，无损耗，触头压力小。2断口开距小，一般为912mm，合闸所需能量小，使用寿命长，一般可达20年左右。3开断电流大，触头电损耗小，主回路接触电阻小。具有足够的重合闸操作次数。4可靠性高，能适用于各种场合；维护量小，维护成本低，仅为少油断路器的120左右。,（1）容易产生操作过电压,在开断感性电流时,会出现电流截断现象造成较高的过电压,因此要加装过电压吸收装置,这样设备量增加,维护量增加,费用也上升；（2）运行中不易监测

48、真空度；（3）国内产品体系不多；（4）配用的合成绝缘子在火电厂运行易积灰尘,因此,要求厂用电室的环境要相对干净。,真空断路器的检查,真空断路器检查内容（1）每次将开关小车推入(或拉出)工作位置及班中检查时,对于采用玻璃包的要详细检查真空包内铜片是否有氧化变色、壳体有无裂纹,如有氧化变色现象或裂纹,则应更换真空包；若采陶瓷包，主要检查其表面是否有裂纹，有细微的裂纹也应将其更换。（2）检查真空包外壳应无变形。（3）支持绝缘子应无裂痕及放电异声。（4）运行中的真空包应无放电声。一旦出现放电异声,应汇报上级,停止该断路器的运行操作,进行检修。（5）引线接触部分无过热,引线驰度适中。（6）检查各部位螺钉

49、有无松动,弹簧有无损坏。（7）记录(抄录)开断短路电流,通断负荷电流,小电流和空载电流时,断路器的动作次数。,真空断路器的正常巡视检查项目,(1)分、合位置指示正确，并和当时实际运行工况相符；(2)支持绝缘子清洁，无裂痕及放电异声；(3)真空灭弧室无异常；(4)接地完好；(5)引线接触部分无过热，弛度适中，试温蜡片有无融化；(6)断路器各电源及重合闸指示灯是否正确。（7）高压柜前后的带电显示装置指示正常。,空气断路器,空气断路器是以压缩空气作为灭弧介质，此种介质防火、防爆、无毒、无腐蚀性，取用方便。空气断路器属于他能式断路器，靠压缩空气吹动电弧使之冷却，在电弧达到零值时，迅速将弧道中的离子吹走

50、或使之复合而实现灭弧。空气断路器开断能力强，开断时间短，但结构复杂，工艺要求高，有色金属消耗多。,空气断路器,1-导电杆 2-静触头座 3-静触头 4-动触头 5-导电板 6-拉杆 7-静触头 8-喷口 9-定弧触头 10-排气阀 11-排气孔,高压断路器主要参数,额定电压(标称电压)额定电流 额定开断电流 动稳定电流 关合电流 热稳定电流和热稳定电流的持续时间 合闸时间与分闸时间 操作循环,高压断路器主要参数,额定电压(KV),最高工作电压(KV),额定电流(KA),额定开断电流(KA),关合电流(KA),动稳定电流(KA),热稳定电流(KA),固有分闸时间(S),合闸时间(S),配用操动机