隔离开关结构及工作原理.ppt

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1、高压隔离开关,主要内容,隔离开关的基本结构和用途,隔离开关检修及常见故障处理,电动操动机构控制原理,隔离开关的基本结构和用途,一、隔离开关的用途,主要用途是保证电路中检修部分与带电体之间的隔离及用隔离开关进行电路的切换工作或关合空载电路。,隔离开关的基本结构和用途,二、隔离开关的类型,隔离开关的类型,（1）按装设地点可分为户内式和户外式。,（2）按极数可分为单极和三极。,（3）按绝缘支柱数目可分为单柱式、双柱式、三柱式。,（4）按隔离开关的动作方式可分为闸刀式、旋转式、插入式。,（5）按有无地刀可分为有接地隔离开关和无接地隔离开关。,（6）按所配操动机构可分为手动式、电动式、气动式、液压式。,

2、隔离开关的基本结构和用途,隔离开关的型号表示方法,G-/,隔离开关代表符号,安装地点：N为户内；W为户外,设计序号,电压等级，kV,额定电流，A,D带接地刀闸,G为改进型，T为统一设计,隔离开关的基本结构和用途,隔离开关的结构组成,（1）支持底座。该部分的作用是起支持和固定作用，其将导电部分、绝缘子、传动机构、操动机构等固定为一体，并使其固定在基础上。,（2）导电部分。包括触头、闸刀、接线座。该部分的作用是传导电路中的电流。,隔离开关的基本结构和用途,（3）绝缘子。包括支持绝缘子、操作绝缘子。其作用是将带电部分和接地部分绝缘开来。,（4）传动机构。它的作用是接受操动机构的力矩，并通过拐臂、连杆

3、、轴齿或是操作绝缘子，将运动传动给触头，以完成隔离开关的分、合闸动作。,（5）操动机构。与断路器操动机构一样，通过手动、电动、气动、液压向隔离开关的动作提供能源。,隔离开关的基本结构和用途,常用隔离开关简介,（1）GN1910系列户内高压隔离开关,用途：GN1910系列户内高压隔离开关是三相交流50HZ的高压电器，适用于10kV电压等级作为网络在有压无载的情况下，分断与关合电路之用。,隔离开关的基本结构和用途,GN19系列隔离开关的主要技术参数,隔离开关的基本结构和用途,GN19-10型户内隔离开关外形,GN19-10C型户内隔离开关外形,隔离开关的基本结构和用途,（2）GW4系列隔离开关,（

4、2）GW4系列隔离开关,隔离开关的基本结构和用途,GW4型隔离开关的特点及用途,GW4型隔离开关可配用手动或电动操动机构，三相联动操作，电动操作可实现远方控制。根据需要还可配装接地开关。该型隔离开关结构简单紧凑，尺寸小，质量轻，广泛用于10110kV配电装置中。由于闸刀在水平面内转动，因而对相间距离的要求大是其不足之处。,隔离开关的基本结构和用途,（3）GW5系列隔离开关,1-底座；2-支座；3-棒型支柱绝缘子；4-垫；5-接线座；6-右触头；7-罩；8-左触头；9-接线座；10-接地静触头；11-接地动触头（单接地在右侧）；12 闭锁板,隔离开关的基本结构和用途,底座装配,隔离开关的基本结构

5、和用途,接线座装配,左右触头接触位置,隔离开关的基本结构和用途,V形隔离开关主要特点,结构简单，尺寸小，质量轻；,闸刀分成两半，以减少闸刀导电杆长度，操作时闸刀水平等速运动，使冰层受到很大的剪力易于破除；,合闸时支持绝缘子受弯折力，因而要求绝缘子具有较高强度；,因闸刀水平转动，极间距离要求大。,隔离开关的基本结构和用途,（4）GW7系列隔离开关,1-静触头；2-上节绝缘子；3-下节绝缘子；4-主闸刀；5-底座；6-铭牌；7-接地静触头；8-接地开关；9-转动底座；10-电动机构；11-垂直竖拉杆；12-手动机构,1-动触板；2-导电管；3-罩；4-拨叉；5-固定套；6-传动箱；7-定位弹簧；8

6、-转板；9-操作盘；10-球轴,隔离开关的基本结构和用途,GW7-220型（翻转型）隔离开关主闸刀装配,GW7-252型静触头装配（翻转型）,1-引弧触指；2-触指；3-钩板；4-静触座；5-挡板；6-挡块；7-绝缘塞；8-触头弹簧；9-固定座,另一侧触头的钩板装在下方,隔离开关的基本结构和用途,隔离开关的基本结构和用途,隔离开关的基本结构和用途,翻转型隔离开关合闸过程,合闸过程中,合闸终了,电动操动机构由电动机驱动，通过机械减速装置将力传递给机构主轴，通过连杆传动带动中间旋转绝缘子转动70，使导电管的动触头插入（或离开）静触头，完成其分、合闸操作。,1、配电动操动机构,2、配手力操动机构,隔

7、离开关的主刀闸是通过手力操动机构的主轴带动操作绝缘子底部轴承座上的连杆进行操作。当手力操动机构竖拉杆转动180时，主刀闸被操作绝缘子带动，在水平面上旋转70，使导电管动触头插入或退出装在支柱绝缘子的静触头，实现分、分闸。,隔离开关的基本结构和用途,GW7系列隔离开关动作原理,隔离开关的基本结构和用途,（5）GW6系列隔离开关,GW6型隔离开关单极装配图,1-静触头2-动触头3-导电闸刀4-接地静触头,隔离开关的基本结构和用途,三极联合装配图,隔离开关的基本结构和用途,动静触头,1-动触头；2-消弧触头；3-静触头；4、5-弹簧板及导电片,动触头为镀银的异形铜管，备有四个接触面，可以更换使用，动

8、触头的顶端有屏蔽罩，此罩上有限位钩，使静触头不致在异常情况下滑离动触头，有的动触头上还装有消弧触头，当隔离开关切合母线转换电流和小电感、电容电流时，避免烧损动触头。动触头固定在导电折架上，通过操作瓷柱和传动机构去操动导电折架，使导电折架上下运动。,静触头为镀有银层的铜管，它的两端有接线板，用以与上层母线连接，动静触头的接触压力，由传动机构中的弹性装置并保持稳定的数值。静触头由母线接线夹、连接导线、静触头接线夹、静触头装配组成。,隔离开关的基本结构和用途,异形铜管,隔离开关的基本结构和用途,动作原理,(1)分闸过程：分闸过程平衡弹簧受拉平衡弹簧储能,平衡刀闸重力距.(2)合闸过程：合闸过程平衡弹

9、簧释放能量,产生合闸力距,减少了合闸操作力距,合闸过程中最后弹性杆中弹簧被压缩储能,使产品在合闸状态能保持一个稳定的接触压力使动静触头接触可靠.,隔离开关的基本结构和用途,（6）GW16系列隔离开关,GW16-252型隔离开关三极装配,隔离开关的基本结构和用途,动作原理,运动过程由两部分运动复合而成，即折叠运动和夹紧运动。折叠运动：由CJ型机构驱动旋转瓷瓶作水平运动，与旋转瓷瓶相连的一对伞齿轮带动平面双四连杆运动，从而使下导电管顺时针转动合闸，逆时针转动分闸，由于连扳与下导电管的铰接点不同，从而使与连扳上端铰接的操作杆相对于下导电管作轴向位移，从而使与齿轮轴固连的上导电管相对下导电管作伸直（合

10、闸）或折叠（分闸）运动；另外，在操作杆轴向位移的同时，平衡弹簧按预定的要求储能或释能，最大限度地平衡隔离开关的重力矩，以便于隔离开关的运动。,隔离开关的基本结构和用途,夹紧运动：隔离开关由分闸位置向合闸方向运动的过程中，在接近合闸位置（快要伸直）时，滚轮开始与齿轮箱上的斜面接触，并沿着斜面继续运动。于是，与滚轮销连的顶杆便克服复位弹簧的反作用力向前推移，同时动触头座内的对称式滑块增力机构把顶杆的推移运动转换成触指的相对钳夹运动。当静触杆被夹住后，滚轮继续沿斜面上移35mm，直至完全合闸，此时夹紧弹簧的力已经作用在顶杆上。在这个过程中，由于顶杆被设计成推压柔性杆，故原已顶压缩的夹紧弹簧被第二次压

11、缩，并作用在顶杆上，使得顶杆获得一个稳定的推力，从而使触指对静触杆保持一个可靠不变的夹紧力。当开始分闸时，滚轮沿斜面向外运动，直至脱离斜面。此时，在复位弹簧的作用下，顶杆带动触指张开呈“V”型。,隔离开关的基本结构和用途,（6）GW17系列隔离开关,GW17（21）-252型单静触头隔离开关三极装配,GW17252型隔离开关安装图（双静触头）,隔离开关的基本结构和用途,隔离开关的基本结构和用途,三、对隔离开关的基本要求,（1）有明显的断开点，易于鉴别电器是否与电网隔离；（2）隔离开关断开点间应有可靠的绝缘，为了保证在发生过电压时，放电将发生在不同相导电部分或导电部分对地之间，而不能发生在同一相

12、的开断触头间，保证在过电压情况下不带电侧的人身及设备安全，隔离开关同一相的开断触头之间的距离，应大于不同相导电部分间及导电部分对地间的距离。（3）结构简单、动作可靠灵活，户外隔离开关在冰冻的环境里，能可靠的分、合闸操作。（4）隔离开关和接地开关间应有可靠的机械连锁，保证先断开隔离开关，才能合接地开关，先拉开接地开关，才能后合隔离开关的操作顺序。,隔离开关的检修及常见故障处理,一、隔离开关的检修项目与技术要求,隔离开关的检修及常见故障处理,隔离开关的检修及常见故障处理,隔离开关的检修及常见故障处理,二、隔离开关检修后的调整及试验,隔离开关的检修及常见故障处理,三、隔离开关常见故障及分析,1瓷瓶断

13、裂故障,发生这种故障的隔离开关有GW4、GW5、GW6、GW7、GW16、GW17、GW20、GW21等型号，有的造成重大事故，影响极大。支柱绝缘子和旋转瓷瓶断裂问题每年都有发生，运行多年的老产品居多，也有刚投运的新产品发生此类故障。旋转绝缘子操作时主要受扭力作用，例如GW6、GW16、GW17、GW20、GW21开关操作时都发生过转动瓷瓶断裂事故。瓷瓶断裂事故至今仍不能有效的予以防止。支柱瓷瓶断裂，特别是母线侧支柱瓷瓶断裂，会引发母差保护动作，使变电站全停，造成重大事故。,机构多为操作失灵，如拒动或分、合闸不到位，往往在倒闸操作时易发生。操作失灵首先是机械传动问题，早期使用的机构箱容易进水、

14、凝露和受潮，转动轴承防水性能差，又无法添加润滑油。隔离开关长期不操作，机构卡涩，轴承锈死时强行操作往往导致部件损坏变形。底座内轴承的严重锈蚀和干涩是造成隔离开关拒动的主要原因，其它与传动系统相连部位（如机构主轴、转动臂、连杆的活动位置等）的锈蚀只是引起操作的困难。,2传动机构问题,隔离开关的检修及常见故障处理,静触指压紧弹簧压力（拉力）达不到要求；长期运行后，接触面氧化、锈蚀使接触电阻增加；运行中弹簧长期处于压缩（拉伸）状态，并由于工作电流引起发热，使弹性变差，恶性循环，最终造成烧损；有些触头镀银层工艺差，厚度得不到保证，易磨损露铜，导电杆被腐蚀等；涂抹导电物质不当造成隔离开关接触电阻增大发热

15、。,隔离开关的检修及常见故障处理,3导电回路发热,接线座发热的原因分析：由于昼夜温差大，致使空气中的水蒸汽凝结或由于雨雪天水分的渗入老产品的铝质导电杆、接线夹与铜导电带连接处产生电化学腐蚀，导致接触电阻增大发热；老产品导电带靠4只M6螺丝拧入铝导电杆紧固，因铝的强度不高，紧固时不敢用力或用力过大造成内螺纹滑扣，使接触压力不够，引起过热；因导电带装反、其它部位发热造成铜导电带因过热失去弹性、受腐蚀性气体长期侵蚀使导电带失去弹性，从而在长期操作中使导电带断股，导致实际通流能力下降，引发过热；主导电管触头松动，接触电阻增大，导致触头发热。,隔离开关的检修及常见故障处理,老产品，凡是金属部件，大多会发

16、生不同程度的锈蚀，锈蚀包括外壳、连杆、轴销等，加之连杆、轴销润滑措施不当，导致机械传动失灵。,隔离开关运行中，雨水顺着连接头的键槽流入垂直连杆内，因连杆下部与连接头焊死不通，进入垂直连杆内的雨水日积月累后造成管内壁生锈严重，致使钢管强度大幅度降低，操作中造成垂直连杆扭裂的故障。又冬季到来时管内结冰，体积的膨胀可能造成钢管破裂，致使本体与机构脱离，此时隔离开关失去闭锁力，有可能在运行中自动分闸，形成严重的误分事故。,隔离开关的检修及常见故障处理,4进水与防锈问题,隔离开关的检修及常见故障处理,四、隔离开关常见故障处理,接触部分过热处理,（1）应停电处理，处理时应认真执行导电回路检修工艺及质量标准

17、；,（2）解体检修时，严禁使用有缺陷的劣质线夹、螺栓等零部件，用压接式设备线夹替换螺栓式设备线夹，接头接触面要清洁干净并及时涂抹导电脂，螺栓使用正确、紧固力度适中；,（3）对过热频率较高的母线侧隔离开关，要保证检修到位，保证检修质量；,隔离开关的检修及常见故障处理,（4）对接线座部位，要重点检查导电带两端的连接情况，保证两端面清洁、平整、涂抹导电脂、压接紧密；,（5）对触头部位，要保证触头的光洁度，并涂抹中性凡士林，检查触头的烧伤情况，必要时要更换触头、触指，左触头的触指座要打磨干净，有过热、锈蚀现象的弹簧应更换；,隔离开关的检修及常见故障处理,（6）为检验检修质量，还应测量回路接触电阻，保证

18、各接触面接触良好；,（7）对老型号的GW5左触头处过热，应采取加装分流带的处理方法，从而减少触指与触指座之间的电流；,（8）对活动导电接触面，应严格控制导电膏的涂抹量。,隔离开关的检修及常见故障处理,支柱式绝缘子断裂和闪络放电处理,（1）应停电处理，处理时应认真执行支柱式绝缘子检修工艺及质量标准；,（2）新支柱式绝缘子必须是高强度瓷柱，必须使用超声波无损探伤仪对瓷柱进行检测，测试合格后方可使用；,（3）加强对运行中的支柱式绝缘子维护工作，在探伤诊断良好的基础上，在瓷柱所在水泥结合面处涂敷绝缘子专用防护胶；,隔离开关的检修及常见故障处理,（4）防止外绝缘闪络的措施，一是更换新的瓷柱，以增加爬电距

19、离和瓷柱高度，提高整体绝缘水平，二是采取带电清扫，加强清扫力度，给隔离开关瓷瓶增加硅橡胶伞裙以增大爬距和利用RTV涂料的憎水性喷涂RTV。,隔离开关的检修及常见故障处理,拒绝拉、合闸的处理,1、传动机构及传动系统造成的拒分、拒合,原因：机构箱进水，各部轴销、连杆、拐臂、底架甚至底座轴承锈蚀卡死，造成拒分拒合；处理方法：对传动机构及锈蚀部件进行解体检修，更换不合格元件；加强防锈措施，涂润滑脂，加装防雨罩；传动机构问题严重或有先天缺陷时应更换。,隔离开关的检修及常见故障处理,2、电气问题造成的拒分、拒合,原因：三相电源闸刀未合上；控制电源断线；电源保险丝熔断；热继电器动作切断电源；二次元件老化损坏

20、使电气回路异常而拒动；电动机故障，上述原因都会造成电动机构分合闸时，电动机不启动，隔离开关拒动。,处理方法：当按分合闸按钮不启动时，要首先检查操作电源是否完好，然后检查各相关元件；发现元件损坏时应更换，并查明原因；二次回路的关键是各个元件的可靠性，必须选择质量可靠的二次元件。,隔离开关的检修及常见故障处理,分、合闸不到位,1、机构及传动系统造成的分、合闸不到位,原因：机构箱进水，各部轴销、连杆、拐臂、底架甚至底座轴承锈蚀，造成分合不到位。连杆、传动连接部位、闸刀触头架支撑件等强度不足断裂，造成分合闸不到位；处理方法：对机构及锈蚀部件进行解体检修，更换不合格元件；加强防锈措施，采用二硫化钼润滑脂

21、；更换带注油孔的传动底座。,隔离开关的检修及常见故障处理,2、隔离开关分、合闸不到位或三相不同期,原因：分、合闸定位螺钉调整不当。辅助开关及限位开关行程调整不当。连杆弯曲变形使其长度改变，造成传动不到位等。处理方法：检查定位螺钉和辅助开关等元件，发现异常进行调整，对有变形的连杆，应查明原因及时消除；在操作现场，当出现隔离开关合不到位或三相不同期时，应拉开重合，反复几次，操作时应符合要求，用力适当；如果还未合到位，不能达到三相完全同期，应安排计划停电检修。,电动操动机构的结构及控制原理,一、CJ2型电动操动机构结构及控制原理,1-接线装配；2-机构箱体；3-减速机构4-抱夹装配5-分合指示器6-

22、终端限位开关7-辅助开关8-接线座9-手动电动闭锁开关,电动操动机构的结构及控制原理,M-交流电动机；KM1、KM2-接触器；FR-热继电器；HL1、HL2-信号灯；S-小型断路器或凝露控制器；EHD-电热器；SB1、SB2、SB3-合、分停按钮；SL1-合闸终端分断接点；SL2-分闸终端分断按钮；SL3-手动、电动闭锁装置；QS-接地开关或隔离开关联锁接点；SB-遥控按钮；QF-断路器联锁接点；SBT-远方、就地选择开关；SA-小型断路器。,电动操动机构的结构及控制原理,CJ2型,CJ2型电动操动机构,CJ2型电动操动机构内部结构,1-接线装配；2-机构箱体；3-减速机构4-抱夹装配5-分合指示器6-终端限位开关7-辅助开关8-接线座9-手动电动闭锁开关,