GIS断路器说明书.docx

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GIS断路器说明书

断路器安装使用说明书

1概述

ZF12-126（L）型六鼠化硫封闭式组合电器（简称GIS）的断路器是GIS中最重要的元件。

该斷路器为三相共箱式，采用自能式灭弧原理，配用CT27-II弹簧机构。

该斷路器采用最新的设计原理，具有结构简单，操作能量小，可靠性高，安装容易，噪音低等特点。

该断路器根据主接线方式的不同可采用Z形、U形布置，其技术参数见表U

表1断路器额定参数

序号

项目

单位

基本参数

1

额定电压

kV

126

2

额定电流

A

2000

3

额定频率

Hz

50

4

额定短路开斷电流

kA

31.5/40

5

额定失步开斷电流

kA

7.9

6

近区故障开斷电流L75/L90

kA

23.7/28.4、30/36

7

额定线路充电开斷电流（有效值）

A

31.5

8

额定短路电流允许连续开斷次数

16

9

额定短路持续时间

s

3

10

额定短时耐受电流

kA

31.5/40

11

额定峰值耐受电流

kA

80/100

12

额定短路关合电流

kA

80/100

13

1min工频耐压

相对地

kV

230

斷口间、相间

kV

275

14

雷电冲击耐压

相对地

kV

550

斷口间、相间

kV

550

15

SF6气体年漏气率

<0.5%

16

SF6气体水分含量10-6（体积分数）

kV

W150

17

机械耐久性

次

3000

18

SF6气体额定压力（表压20"C）

0.6MPa

2断路器的结构和工作原理

斷路器为三相共箱式，即三极灭弧室安装在同一売体。

断路器总装的外形如图1所示。

斷路器的出线方式有两种，一种是两侧出线（即Z形），另一种是同侧出线（即U形），由总体布置确定。

斷路器本体的部结构见图2,图2所示为同侧出线方式。

且由图1、2可知，断路器由下列部件所构成：

金属売体、底座、绝缘构件（包括绝缘子、绝缘支座和绝缘拉杆）、拐臂盒、密度继电器、三极灭弧室和弹蚕机构。

灭弧室是斷路器的核心单元，可实现回路的导通与分斷。

弹簧机构是斷路器的动力元件，可实现斷路器的分、合闸操作。

2.1灭弧室的结构与工作原理

2.1.1结构：

如图2、3所示。

断路器的A、B、C三极灭弧室安装在同一壳体，三极灭弧室的主要零部件均相同，只是每极上下出线的电联接位置有所不同。

每极灭弧室均由绝缘拉杆3-1、绝缘座3-2、动触头座3-3、电联接3-4、支撑筒3-5、动触头装配3-6、动弧触头3-7、绝缘筒3-8、静弧触头3-9、静触头装配3-10.静触头座3-11.电联接3T2等组成。

绝缘筒3-8与支撑筒3-5相连，不仅支承静触头座3-11,还超到断口间绝缘的作用。

导电主回路为（见图2、图3）:

电流在绝缘子的中心导体（X）T灭弧室下部的电联接T动触头座T动、舲触头主回路T静触头座上部的电联接T导电杆（Y）。

该斷路器单极的回路电阻（X、Y间）小于100uQo

2.1.2工作原理：

灭弧室采用由热膨胀室带有辅助压气室的自能灭弧结构，灭弧过程以自能吹弧为主，压气灭弧为辅。

A、B、C三极灭弧室的绝缘拉杆分别与拐臂盒中的三个拐臂相连。

弹簧操动机构带动拐臂盒中的主传动轴，主传动轴通过拐臂与连杆传动，带动与绝缘拉杆相连的三个拐臂运动，从而使A、B、C三极灭弧室共同进行分合闸操作，见图4。

分闸操作时，绝缘拉杆在分闸弹養■的作用下，带动动触头装配快速向下运动。

在运动中，动主触头和静主触头首先分离，接着动弧触头和静弧触头分离，产生电弧。

当喷口喉部未脱离舲弧触头之前，电弧产生的热气流流入热膨胀室，在热膨胀室进行热交换，形成低温高压气体，当喷口喉部脱离静弧触头之后，热膨胀室的高压气体从喷口喉部喷出，进行熄弧。

同时，辅助压气室的压力在机构的带动下也在升高。

当开斷大电流时，弧触头间产生的电弧能量大，此时热膨胀室的压力高于压气室压力，故单向阀关闭，当电流过零时，热膨胀室的高压气体吹向斷口间使电弧熄灭。

在同时，压气室的气体被压缩，但达到一定的压力时，底部弹性释压阀打开，一边压气，一边泄压，使机构不必要克服更多的压气反力，从而大大的降低了操作功。

当开断小电流时（通常在几千安以下），由于电弧能量小，热膨胀室产生的压力小，此时压气室的压力高于热膨胀室的压力，故单向阀打开，压气室的气体流经单向阀与热膨胀室的气体共同向斷口处吹去，当电流过零时，这具有一定压力的气体吹向斷口使电弧熄灭。

在开斷过程中，喷口将主导电回路（动、静主触头）和辅助导电回路（动、静弧触头）隔离，使开斷时产生的电弧及SF6分解物不会对主导电回路和斷口产生影响。

开斷过程如图5所示。

合闸操作时，绝缘拉杆在合闸弾簧的作用下，推动动触头装配向上运动，此时，SF6气体迅速进入压气缸。

在合闸过程中，动舲弧触头首先接通，然后动舲主触头接通，完成合闸操作。

2.2弹簧机构的结构与工作原理

弹簧机构的工作原理及结构见图6o

2.2.1合闸弹蚕储能操作：

当斷路器合闸操作完毕时，限位开关将储能电机6-8接通，电机带动楝爪6-5推动楝轮6-4顺时针旋转，通过拉杆将合闸弹簧6-1储能，楝轮过死点后，在合闸弹簧力的作用下楝轮受到顺时针旋转的力矩，但合闸脱扣器6-2又将棘轮上的合闸止位销6-3锁住，从而将机构保持在合闸预备状态（如图6A和B）。

2.2.2合闸操作：

弹簧机构处于分闸位置且合闸弹簧6-1已储能（如图6B）o当合闸电械铁受电动作合闸脱扣器6-2释放楝轮6-4上的合闸止位销6-3,从而在合闸弹簧的作用下，棘轮通过传动轴6-7带动凸轮6T0顺时针旋转，凸轮推动主拐臂上6-9的廢子6-11,从而带动主拐臂旋转，并通过拉杆6-6带动传动拐臂6T6顺时针旋转，传动拐臂6-16旋转时不仅带动拐臂盒中的主传动轴6-17顺时针旋转将斷路器本体合闸，并且带动分闸弹菱拐臂6-15对分闸弹簧储能。

当斷路器合闸到位后，分闸脱扣器6T3又将主拐臂上的分闸止位销6-12锁住，从而保持斷路器本体在合闸位置和分闸弹簧在压缩储能状态（如图6C）,为下一次分闸准备。

2.2.3分闸操作：

弹簧机构处于合闸位置并且分闸弹簧6-14被压缩储能时（如图6A和C）,当分闸电磁铁受电动作后，分闸脱扣器6-13释放主拐臂6-9X的分闸止位销6-12,从而使分闸弹簧6T4释放能量，并带动分闸弹簧拐臂6T5逆时针获转，分闸弹簧拐臂旋转的同时不仅带动拐臂盒中的主传动轴6-17逆时针旋转将断路器本体分闸，并且带动传动拐臂6-16旋转，从而带动拉杆6-6使主拐臂顺时针转动，同时由分闸弹簧的预压缩力将斷路器本体保持在分闸位置（如图6B）o

2.3电气控制和信号系统：

见二次控制回路使用说明书（0PH.412.002-8）。

3安装和调试

3.1斷路器出厂时，是和GIS的其它元件装配在一起、整块运输的。

3.2断路器在出厂时已安装调试完毕，现场可直接充SF6气体，只需进行特性复核等投运前的工作。

3.3二次线路的连接：

见0PH.412.002-8二次控制线路使用说明书。

3.4速度的测量

速度测量采用的扇形板旋转测速法。

3.4.1分闸、合闸速度定义如下：

分闸速度：

从刚分点到刚分点后10ms的平均速度。

合闸速度：

从刚合点到刚合点前10ms的平均速度。

3.4.2测速时注意事项

测速是在额定工作气压和额定操作电压下进行。

4投入运行前的检查和试验项目

斷路器在安装调试后，投入运行前做以下检查和调整，并满足本说明书的规定值。

4.1测量斷路器SF6气体水份含量应不大于150ppm（V/V）。

4.2主回路电阻测量详见0PH.412.002第4.5条。

4.3重新检查安装时的各螺钉、螺栓、螺母是否紧固，各销轴、挡圈、开口销是否安装正确，各气室是否达到额定压力值，检查各信号指示、闭锁装置及加热驱潮装置是否正常，电气线路是否有松动脱落现象。

4.4斷路器的操作试验

在额定SF6气压和额定操作电压下，对斷路器进行单分、单合各5次，分-0.3s-合分2次，并测量各项参数，应符合表2规定。

在额定电压下测量弹菱机构储能时间应小于15s。

注：

每次操作之间要有大于3min的时间间隔。

4.5所配间隔汇控柜试验：

详见0PH.412.002-8二次控制柜安装使用说明书。

5产品的维护和检修

5.1每周的巡检

5.1.1检查并记录SF6气体压力。

5.1.2斷路器分合的次数。

5.1.3其它异常情况和状态。

5.2每12年的检查和维护

先將斷路器退出运行，并使之处于分闸和合闸弹簧未储能位置，切除交流、直流电源。

检査容除每周的巡检容外，还包含以下部分：

5.2.1将机构的二次面板拆下，紧固机构中的螺栓和螺母。

5.2.2测4SF6气体水份（见4.1条）。

5.2.3测量主回路电阻（见4.2条）。

5.2.4对斷路器密封面及充气接头部进行定性检漏（见0PH.412.174第4条）。

5.2.5检查密度继电器的动作值，应符合0PH.412.174中表4要求。

5.2.6检查电气控制线路是否松动和各元件是否正常。

5.3大修

大修应在产品运行每10年或累计开断额定电流2500次或开斷额定短路电流16次或斷

路器操作次数达到3000次后进行。

大修应由制造厂或制造厂派人指导实施。

表2

序号

项目

单位

数值

1

断路器SF&气体额定压力20°C

MPa

0.6

2

分闸时间（额定电压）

ms

28±4

3

合闸时间（额定电压）

ms

80±20

4

分闸速度（额定电压）

m/s

5

5

合闸速度（额定电压）

m/s

2.5±0.5

6

额定操作顺序

分-0.3-合分-180s~合分

7

三极分闸同期性

ms

W3

8

三极合闸同期性

ms

W5

9

分-合时间

s

出厂时WO.3,运行时＞0.3

10

合-分吋间

ms

出厂时V60,运行时＞60

11

分合闸线圈

V

DC220/110

12

储能电机

V

AC/DC220

6断路器易损件一览表（表3）

根据用户需要，可以自行购买。

表3易损件一览表

图号

名称

数量

备注

8PH4.370.057.1

0形密封垫圈

1

断路器装配

8PH4.370.057.2

0形密封垫圈

1

断路器装配

8PH4.370.057.3

0形密封垫圈

2

断路器装配

PTY.064

680X8.60形密封垫圈

2

断路器装配

8PH4.370.037.5

0形密封垫圈

1

断路器装配

8PH4.370.037.6

0形密封垫圈

1

断路器装配

PTY.064

55X3.50形密封圈

2

断路器装配

PTY.064

95X5.70形密封圈

2

断路器装配

PTY.064

750X8.60形密封圈

2

断路器装配

8PH4.370.005.30

0形密封圏

2

断路器装配

8PH4.551.036

动弧触头

3

灭弧室装配

8PH3.551.019

静弧触头

3

灭弧室装配

8PH3.771.010

大喷口

3

灭弧室装配

8PH3.771.011

小喷口

3

灭弧室装配

5PH3.520.015

线圈

2

分、合闸共用

两侧出线

密度继电器

1130

断路器总装

仟丨J'

4八八［讷

1

JJ

2-10底座

2-11分闸弹簧

室头盒板体弧触臂盖士冗灭静拐

子缘绝

构

弹

图2断路器装配

3-11

3-10

3-8

3-6

3-9

3-7

3-5

3-3

3-4

3-2

B相

3-1

3-1

绝缘拉杆

3-2

绝缘座

3-3

动触头座

3-4

静触头

3-5

支據筒

3-6

动触头装配

3-7

动触头

3-8

绝缘筒

3-9

静弧触头

3-10

静触头装配

3-11

静触头座

3-12

静触头

A、C相

图3灭弧室装配

4-1

I

4-3

4-1拐臂（B相）4-2拐臂（A或C相）4-3拐臂（C或A相）

4~4主传动4~54~5传动拐臂4-6连杆

图4拐臂盒装配

5-1

b中间位置

a合闸位置

5-1静弧触头5-2

5-5热膨.胀室5-

静主触头5-3动弧触头

压气室

c分闸位置

5-4动主触头

图5灭弧室工作原理

图6

图6

6-5辣爪6-6拉杆

6T合闸弾簧6-2合闸脱扣器6-3合闸止位销67辣轮

6-10凸轮6-11集子6-12分闸止竝镇6-13分闸廳想器

.6-7传动轴6-8储能电机6-9主拐臂

6-14分闸弹簧6-1S分闸弹簧拐借6・16传动拐臂6-17主传动轴

角度

5°

10°

15°

20°

25°

30°

35°

行程（nini）

7.27

14.83

22.73

30.93

39.36

47.95

56.64

角度

40°

45°

50°

55°

60°

65°

70°

75°

行程（nim）

65.36

74.05

82.64

91.07

99.27

107.17

56.64

122

图7测速接线示意图和行程角度对照表