断路器应用讲解.docx

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断路器应用讲解

断路器

一、断路器的构造和工作原理

根据用法与功能分为：

空气开关和断路器

根据所采用灭弧介质的不同，断路器包括空气断路器（俗称空气开关）、真

空断路器、SF6断路器、油断路器等。

操作电压多为220~380V。

1、低压断路器也称为自动空气开关，可用来接通和分断负载电路。

低压断路器由操作机构、触点、保护装置（各种脱扣器）、灭弧系统等组成。

低压断路器的主触点是靠手动操作或电动合闸的。

主触点闭合后，自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。

过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。

当电路发生短路或严重过载时：

过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。

当电路过载时：

热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作。

当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作。

2、高压断路器

断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳等构成。

断路器的作用是切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，

保证安全运行。

而高压断路器要开断高电压、大电流，这些电弧可拉长至2m仍然继续燃烧不熄灭。

故灭弧是高压断路器必须解决的问题。

吹弧熄弧的原理：

要是冷却电弧减弱热游离，一方面通过吹弧拉长电弧，强带电粒子的复合和扩散时把弧隙中的带电粒子吹散，讯速恢复介质的绝缘强度。

3、高压断路器的基本技术要求：

（1）断路器在额定条件下（额定电压、额定电流）可以长期工作。

（2）应有足够的开断能力，保证有足够的热稳定和动稳定（开断电流、额定关合电流、极限通过电流、热稳定电流）。

（3）具有尽可能短的开断时间，对减少电网的故障时间，轻故障设备的损害，提高系统稳定性都是有利的。

（4）结构简单、价格低廉、体积小、重量轻、便于安装。

4、下面是几种常用断路器的特点:

1）多油断路器实现简单、价格便宜，但由于用油量大、体积大、检修工作量大、且易发生爆炸和火灾现象，一般情况下不采用。

2）少油断路器用油少、油箱结构小而坚固，具有节省材料、防爆防火特点。

少油断路器使用安全，使配电装置大大简化，体积小、便于运输、目前被大量

采用。

3）空气断路器断路能力大、动作时间快、尺寸小、重量轻、无火灾危险。

结构复杂、价格贵、需要装设压缩空气系统等，主要用于110KV及以上对电气参数及断路时间有较高要求的系统中。

4）SF6电气性能好、断口电压可较高。

设备的操作维护和检修都很方便、检修周期长而且它的开断性能好、占地面积小、特别是发展SF6封闭组合电器可大大减少变电所的占地面积。

SF6断路器广泛应用，目前我国已成功生产和研制了220、330、500KV的SF6断路器。

二、一般要求

1、断路器应有标以基本参数等内容的制造厂铭牌。

2、断路器的分、合闸指示器应易于观察且指示正确。

3、断路器接地金属外壳应有明显的接地标志，接地螺栓不小于M12且接触良好。

4、断路器接线板的连接处或其它必要的地方应有监视运行温度的措施。

如示温蜡片等。

5、每台断路器应有运行编号和名称。

6、断路器外露的带电部分应有明显的相位漆。

7、对各种类型的断路器尚有下列要求：

1）油断路器

a．有易于观察的油位指示器和上、下限油位监视线。

b．绝缘油牌号、性能应满足当地最低气温的要求。

2）压缩空气断路器

a．具有监视充气压力的压力表。

b．本体储气罐一般成装有压力释放阀。

c．压缩空气系统应配有容积相宜的高压储气罐和工作储气罐，工作气源经高压减压到工作压力、减压比不低于5：

1。

d．输气导管进入断路器本体储气罐时，应经逆止阀、过滤器和控制阀。

本体储气罐应装有排污阀。

e．不承受工作压力的瓷套，为保持内腔干燥，应有微正压的通风的装置和保证低温时能正常操作的加热装置。

3）六氟化硫断路器

a．为监视SF6气体压力，应装有密度继电器或压力表。

b．断路器应附有压力温度关系曲线。

c．具有SF6气体补气接口。

4）真空断路器应配有限制操作过电压的保护装置。

三、操动机构的配置要求

1、断路器的操动机构可选用下列：

a．电磁操动机构；

b．弹簧操动机构；

c．液压操动机构。

d．气动操动机构。

2、采用电磁操动机构时，对合闸电源有如下要求：

a．在任何运行工况下；合闸过程中电源应保持稳定；

b．运行中电源电压如有变化，其合闸线圈通流时，电压不低于额定电压的80%，最高不得高于额定电压的110%；

c．当直流系统运行接线方式改变时，也应满足b项要求。

3、采用气动机构时，对合闸压缩空气气源的压力要求基本保持稳定，一般变化幅值不大于土50kPa。

4、液压操动机构及采用差压原理的气动机构应具有防“失压慢分”装置，并配有防“失压慢分”的机构卡具。

所谓“失压慢分”是指液压操动机构因某种原因压力降到零，然后重新启动油泵打压时。

会造成断路器缓慢分闸。

5、采用液压或气动机构时，其工作压力大于lMPa（表压）时，应有压力安全释放装置。

6、机构箱应具有防尘、防潮，、防小动物进入及通风措施压与气动机构应有加热装置和恒温控制措施。

四、断路器的运行、监视、维护和操作

1、断路器正常运行的巡视检查

a.投入电网和处于备用状态的高压断路器必须定期进行巡视检查，有人值班的变电所由值班人员负责巡视检查。

b.巡视检查的周期：

有人值班的变电所每天当班巡视不少于一次，无人值班的变电所由当地按具体情况确定，通常每月不少于2次。

表1 GIS的巡视检查项目和标准

序号

检查项目

标准

标志牌

名称、编号齐全、完好。

外观检查

无变形、无锈蚀、连接无松动；传动元件的轴、销齐全无脱落、无卡涩；箱门关闭严密；无异常声音、气味等。

气室压力

在正常范围内，并记录压力值。

闭锁

完好、齐全、无锈蚀。

位置指示器

与实际运行方式相符

套管

完好、无裂纹、无损伤、无放电现象。

避雷器

在线监测仪指示正确，并记录泄漏电流值和动作次数。

带电显示器

指示正确。

防爆装置

防护罩无异样，其释放出口无障碍物，防爆膜无破裂。

汇控柜

指示正常，无异常信号发出；操动切换把手与实际运行位置相符；控制、电源开关位置正常；连锁位置指示正常；柜内运行设备正常；封堵严密、良好；加热器及驱潮电阻正常。

接地

接地线、接地螺栓表面无锈蚀，压接牢固。

设备室

通风系统运转正常，氧量仪指示大于18%，SF6气体含量不大于1000mL/L。

无异常声音、异常气味等。

基础

无下沉、倾斜。

表2SF6断路器巡视检查项目和标准

序号

检查项目

标准

标志牌

名称、编号齐全、完好。

套管、瓷瓶

无断裂、裂纹、损伤、放电现象

分、合闸位置指示器

与实际运行方式相符。

软连接及各导流压接点

压接良好，无过热变色、断股现象

控制、信号电源

正常，无异常信号发出

SF6气体压力表或密度表

在正常范围内，并记录压力值

端子箱

电源开关完好、名称标志齐全、封堵良好、箱门关闭严密

各连杆、传动机构

无弯曲、变形、锈蚀，轴销齐全

各部分及管道

无异声（漏气声、振动声）及异味，管道夹头正常

接地

螺栓压接良好，无锈蚀。

基础

无下沉、倾斜

环境条件

附近无杂物

表3油断路器巡视检查项目和标准

序号

检查项目

标准

标志牌

名称、编号齐全、完好。

２

本体

油位在正常范围内，油色透明无碳黑悬浮物、主触头接触良好不过热、无油迹、无放电、无渗、放油阀关闭紧密、无异音

３

套管、瓷瓶

完好，无断裂、裂纹、损伤放电和电晕现象

引线连接部位

无发热变色现象

放油阀

关闭严密，无渗漏

６

绝缘油

油位在正常范围内，油色正常

７

位置指示器

与实际运行方式相符

连杆、转轴、拐臂

无裂纹、变形

端子箱

电源开关完好、名称标注齐全、封堵良好、箱门关闭严密

接地

螺栓压接良好，无锈蚀。

基础

无下沉、倾斜

环境条件

配电室的门窗、通风及照明应良好

表4真空断路器巡视检查项目和标准

序号

检查项目

标准

标志牌

名称、编号齐全、完好。

灭弧室

真空灭弧室无异常，无放电、无异音、无破损、无变色。

绝缘子

无断裂、裂纹、损伤、放电等现象。

绝缘拉杆

完好、无裂纹。

各连杆、转轴、拐臂

无变形、无裂纹，轴销齐全。

引线连接部位

接触良好，无发热变色现象。

位置指示器

分、合位置指示正确，与运行方式相符

端子箱

电源开关完好、名称标注齐全、封堵良好、箱门关闭严密

接地

螺栓压接良好，无锈蚀。

基础

无下沉、倾斜

各载流部分

出线端子无过热

环境条件

附近无杂物。

表5 高压开关柜巡视检查项目和标准

序号

检查项目

标准

标志牌

名称、编号齐全、完好。

外观检查

无异音，无过热、无变形等异常。

表计

指示正常。

操作方式切换开关

正常在“远控”位置

操作把手及闭锁

位置正确、无异常

高压带电显示装置

指示正确

位置指示器

指示正确

电源小开关

位置正确

表6 液压操动机构巡视检查项目和标准

序号

检查项目

标准

机构箱

开启灵活无变形、密封良好，无锈迹、无异味、无凝露等。

２

计数器

动作正确并记录动作次数

储能电源开关

位置正确

机构压力

正常

油箱油位

在上下限之间，无渗（漏）油

油管及接头

无渗油

油泵

正常、无渗漏

行程开关

无卡涩、变形

活塞杆、工作缸

无渗漏

加热器（除潮器）

正常完好，投（停）正确

表7 弹簧机构巡视检查项目和标准

序号

检查项目

标准

机构箱

开启灵活无变形、密封良好，无锈迹、无异味、无凝露等。

２

储能电源开关

位置正确

储能电机

运转正常

行程开关

无卡涩、变形

分、合闸线圈

无冒烟、异味、变色

弹簧

完好，正常

二次接线

压接良好，无过热变色、断股现象

加热器（除潮器）

正常完好，投（停）正确

储能指示器

指示正确

表8电磁操动机构巡视检查项目和标准

序号

检查内容

标准

机构箱

开启灵活无变形、密封良好，无锈迹、无异味、无凝露等。

２

合闸电源开关

位置正确

合闸保险

检查完好，规格符合标准

分、合闸线圈

无冒烟、异味、变色

合闸接触器

无异味、变色

直流电源回路

端子无松动、锈蚀

二次接线

压接良好，无过热变色、断股现象

加热器（除潮器）

正常完好，投（停）正确

表9气动机构巡视检查项目和标准

序号

检查项目

标准

机构箱

开启灵活无变形、密封良好，无锈迹、无异味

２

压力表

指示正常，并记录实际值

贮气罐

无漏气，按规定放水

接头、管路、阀门

无漏气现象

空压机

运转正常，油位正常。

计数器动作正常并记录次数

加热器（除潮器）

正常完好，投（停）正确

表10隔离开关的巡视检查项目和标准

序号

检查内容

标准

标志牌

名称、编号齐全、完好。

瓷瓶

清洁，无破裂、无损伤放电现象；防污闪措施完好。

导电部分

触头接触良好，无过热、变色及移位等异常现象；动触头的偏斜不大于规定数值。

接点压接良好，无过热现象，引线驰度适中。

传动连杆、拐臂

连杆无弯曲、连接无松动、无锈蚀，开口销齐全；轴销无变位脱落、无锈蚀、润滑良好；金属部件无锈蚀，无鸟巢。

法兰连接

无裂痕，连接螺丝无松动、锈蚀、变形。

接地刀闸

位置正确，弹簧无断股、闭锁良好，接地杆的高度不超过规定数值；接地引下线完整可靠接地。

闭锁装置

机械闭锁装置完好、齐全，无锈蚀变形。

操动机构

密封良好，无受潮。

接地

应有明显的接地点，且标志色醒目。

螺栓压接良好，无锈蚀。

2、特殊巡视

设备新投运及大修后，巡视周期相应缩短，72小时以后转入正常巡视。

遇有下列情况，应对设备进行特殊巡视：

a设备负荷有显著增加；

b设备经过检修、改造或长期停用后重新投入系统运行；

c设备缺陷近期有发展；

d恶劣气候、事故跳闸和设备运行中发现可疑现象；

e法定节假日和上级通知有重要供电任务期间。

3、特殊巡视项目

a大风天气：

引线摆动情况及有无搭挂杂物；

b雷雨天气：

瓷套管有无放电闪络现象；

c大雾天气：

瓷套管有无放电，打火现象，重点监视污秽瓷质部分；

d大雪天气：

根据积雪溶化情况，检查接头发热部位，及时处理悬冰；

e节假日时：

监视负荷及增加巡视次数；

f高峰负荷期间：

增加巡视次数，监视设备温度，触头、引线接头，特别是限流元件接头有无过热现象，设备有无异常声音；

g短路故障跳闸后：

检查隔离开关的位置是否正确，各附件有无变形，触头、引线接头有无过热、松动现象，油断路器有无喷油，油色及油位是否正常，测量合闸保险丝是否良好，断路器内部有无异音；

h设备重合闸后：

检查设备位置是否正确，动作是否到位，有无不正常的音响或气味；

4、正常维护

a合闸后检查合闸熔丝是否正常，若更换时应核对容量是否符合要求。

B对气动操动机构，按规定排水。

c冬季应检查加热装置是否正常。

D值班人员发现缺陷应及时汇报，并作好记录。

5、测温周期

根据运行方式的变化，在下列情况下应进行重点测温,测温范围主要是设备的导流部位：

a 长期重负荷运行的高压开关设备；

b 负荷有明显增加的高压开关设备；

c 存在异常的高压开关设备；

d 必要时。

五、断路器的操作一般规定

1 、断路器投运前，应检查接地线是否全部拆除，防误闭锁装置是否正常。

2、操作前应检查控制回路和辅助回路的电源，检查机构已储能。

3、检查油断路器油位、油色正常；真空断路器灭弧室无异常；SF6断路器气体压力在规定的范围内；各种信号正确、表计指示正常。

4 、长期停运超过6个月的断路器，在正式执行操作前应通过远方控制方式进行试操作2－3次，无异常后方能按操作票拟定的方式操作。

5 、操作前，检查相应隔离开关和断路器的位置；应确认继电保护已按规定投入。

6、操作控制把手时，不能用力过猛，以防损坏控制开关；不能返回太快，以防时间短断路器来不及合闸。

操作中应同时监视有关电压、电流、功率等表计的指示及红绿灯的变化。

7、操作开关柜时，应严格按照规定的程序进行，防止由于程序错误造成闭锁、二次插头、隔离挡板和接地开关等元件损坏。

8、断路器（分）合闸动作后，应到现场确认本体和机构（分）合闸指示器以及拐臂、传动杆位置，保证开关确已正确（分）合闸。

同时检查开关本体有、无异常。

9、断路器合闸后检查：

（1）红灯亮，机械指示应在合闸位置；

（2）送电回路的电流表、功率表及计量表是否指示正确；

（3）电磁机构电动合闸后，立即检查直流盘合闸电流表指示，若有电流指示，说明合闸线圈有电，应立即拉开合闸电源，检查断路器合闸接触器是否卡涩，并迅速恢复合闸电源；

（4）弹簧操动机构，在合闸后应检查弹簧是否储能。

10 、断路器分闸后的检查：

（1）绿灯亮，机械指示应在分闸位置；

（2）检查表计指示正确。

六、异常操作的规定

1 、电磁机构严禁用手动杠杆或千斤顶带电进行合闸操作；

2 、无自由脱扣的机构，严禁就地操作；

3、液压（气压）操动机构，如因压力异常导致断路器分、合闸闭锁时，不准擅自解除闭锁，进行操作；

4 、一般情况下，凡能够电动操作的断路器，不应就地手动操作。

七、故障状态下操作规定

1、断路器运行中，由于某种原因造成油断路器严重缺油，SF6断路器气体压力异常，发出闭锁操作信号，应立即断开故障断路器的控制电源。

断路器机构压力突然到零，应立即拉开打压及断路器的控制电源，及时采取措施，断开上一级断路器，将故障断路器退出运行。

2、真空断路器，如发现灭弧室内有异常，应立即汇报，禁止操作,按调度命令停用开关跳闸压板。

3、油断路器由于系统容量增大，运行地点的短路电流达到断路器额定开断电流的80％时，应停用自动重合闸，在短路故障开断后禁止强送。

4、断路器实际故障开断次数仅比允许故障开断次数少一次时，应停用该断路器的自动重合闸。

八、断路器的不正常运行

1、值班人员在断路器运行中发现任何不正常现象时（如漏油、渗油、油位指示器油位过低，SF6气压下降或有异声、分合闸位置指示不正确等），应及时予以消除，不能及时消除的报告上级领导并相应记人运行记录簿和设备缺陷记录簿内。

2、值班人员若发现设备有威胁电网安全运行且不停电难以消除的缺陷时，应向值班调度员汇报，及时申请停电处理，并报告上级领导。

3、断路器有下列情形之一者，应申请立即停电处理：

a．套管有严重破损和放电现象；

b．多油断路器内部有爆裂声：

c．少油断路器灭弧室冒烟或内部有异常声响；

d．油断路器严重漏油，油位不见；

e．空气断路器内都有异常声响或严重漏气，压力下降、橡胶垫吹出；

f．SF6气室严重漏气发出操作闭锁信号；

g．真空断路器出现真空损坏的丝丝声；

h．液压机构突然失压到零。

4、操动机构常见的异常现象及可能原因见表1、表2、表3。

表1电磁操动机构常见异常现象

现象分类

异常现象

可能原因

拒

动

拒

合

铁芯不启动

1.线圈端子无电压

（1）二次回路连接松动

（2）辅助开关未切换或接触不良

（3）直流接触器接点被灭弧罩卡住或接触器吸铁被异物卡住

（4）熔丝熔断

（5）直流接触器电磁线圈断线或烧坏

2.线圈端子有电压

（1）合闸线圈引线断线或线圈烧坏

（2）两个线圈极性接反

（3）合闸铁芯卡住

铁芯启动、连板机构动作

（1）合闸线圈通流时端子电压太低

（2）辅助开关调整不当过早切断电源

（3）合闸维持支架复归间隙太小或因某种原因未复归

（4）分闸脱扣机构未复归锁住

（5）滚轮轴合闸后扣入支架深度少或支架端面磨损变形扣合稳定

（6）分闸脱扣板扣入深度少或端面磨损变形扣不牢

（7）合闸铁芯空行程小，冲力不足

（8）合闸线圈有层间短路

（9）开关本体传动机构有卡涩

拒

分

铁芯不启动

1.线圈端子无电压

（1）二次回路连接松动或接触不良

（2）辅助开关未切换或接触不良

（3）熔丝熔断

2.线圈端子有电压

（1）铁芯卡住

（2）线圈断线或烧坏

（3）二个线圈极性接反

铁芯启动、

脱扣板未动

（1）铁芯行程不足

（2）脱扣板扣入深度太深

（3）线圈内部有层间短路

（4）脱扣板调整不当无复归间隙

脱扣板已动作

机构或本体传动机构卡涩

误

动

合

扣

即

分

（1）合闸维持支架复归太慢或端面变形

（2）滚轮轴后扣入支架深度太少

（3）分闸脱扣板未复归，机构空合

（4）脱扣板扣入深度太少，未扣牢

（5）二次回路有混线，合闸同时分闸回路有电

（6）合闸限位止钉无间隙或合闸弹簧缓冲器压得太死无缓冲间隙

无

信号

自分

（1）分闸回路绝缘有损坏造成直流两点接地

（2）扣入深度小、扣合面磨损变形、扣合不稳定

（3）电磁铁最低动作电压太低

（4）继电器接点因振动误闭合

表2弹簧操动机构常见的异常现象

现象分类

异常现象

可能原因

拒

动

拒

合

铁芯未启动

1.线圈端子无电压

（1）二次回路接触不良，连接螺丝松

（2）熔丝熔断

（2）辅助开关接点接触不良或未切换

2.线圈端子有电压

（1）线圈断线或烧坏

（2）铁芯卡住

铁芯已启动、

四连杆未动

（1）线圈端子电压太低

（2）铁芯运动受阻

（3）铁芯撞杆变形、行程不足

（4）四连杆变形、受力过“死点”距离太大

（5）合闸锁扣扣入牵引杆深度太大

（6）扣合面硬度不够变形，摩擦力大，“咬死”

四连杆动作，

牵引杆不释放

（1）牵引杆过死点距离太小或未出“死区”

（2）机构或本体有严重机械卡涩

（3）四连杆中间轴过“死点”距离太小

（4）四连杆受扭变形

拒

分

铁芯未启动

1.线圈端子无电压

（1）熔丝熔断

（2）二次回路连接松动，接点接触不良

（3）辅助开关未切换或接触不良

2.线圈端子有电压

（1）线圈烧坏或断线，尤其引线端易折断

（2）铁芯卡住

铁芯已启动，

锁钩或分闸四

连杆未释放

（1）线圈端子电压太低

（2）铁芯空程小，冲力不足或铁芯运动受阻

（3）锁钩扣入深度太大或分闸四连杆受力过“死点”距离太多

（4）铁芯撞杆变形，行程不足

铁钩或四连杆

动作，但机构

连板系统不动

机构或本体严重机械卡涩

误

动

储

能

后

自

行

合

闸

（1）合闸四连杆受力过“死点”距离太小

（2）合闸四连杆未复归，可能复归弹簧变形或有蹩劲

（3）扣入深度少或扣合面变形

（4）锁扣支架支撑螺栓未拧紧或松动

（5）L型锁变形锁不住

（6）马达电脑未及时切换

（7）牵引杆越过“死点”距离太大撞击力太大

无

信

号

自

分

（1）二次回路有混线，分闸回路直流两点接地

（2）分闸锁钩扣入深度太少，或分闸四连杆中间轴过“死点”距离太小，或锁钩端部变形扣不牢

（3）分闸电磁铁最低动作电压太低

（4）继电器接点因某种原因误闭合

合

后

即

分

（1）二次回路混线，合闸同时分闸回路有电

（2）分闸锁钩扣入深度太小，或分闸四连杆中间轴过“死点”距离太小，或锁钩端面变形，扣合不稳定

（3）分闸锁钩不受力时复归间隙调得太大

（4）分闸锁钩或分闸四连杆未复归

表3液压操动机构常见异常现象

现象分类

异常现象

可能原因

建

压

时

间

长

或

建

不

起

压

力

油泵建压时间过长

1.整个建压过程时间长

（1）吸油回路有堵塞，吸油不畅通，滤油器有脏物堵住

（2）油泵中空气未排尽

（3）油箱油位过低，油量少

（4）油泵油位过低，油量少

2.油泵建至一定压力后，建压时间变长或建不上压

（1）柱塞座与吸油阀之间的尼龙密封垫

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