高压断路器(QF).ppt

1、高压断路器（高压断路器（QF）1 1、作用、作用：控制作用控制作用根据电网运行的需要，将根据电网运行的需要，将部分电气设备或线路投入或退出运行。部分电气设备或线路投入或退出运行。保护作用保护作用在电气设备或电力线路发生故障时，在电气设备或电力线路发生故障时，继电保护装置发出跳闸信号，起动断路器，将故继电保护装置发出跳闸信号，起动断路器，将故障部分设备或线路从电网中迅速切除，确保电网障部分设备或线路从电网中迅速切除，确保电网中无故障部分的正常运行。中无故障部分的正常运行。断路器能通断任何性质的电流电路高压断路器（高压断路器（QFQF）2 2、对高压断路器（、对高压断路器（QFQF）的基本要求）的

2、基本要求 （1 1）工作可靠）工作可靠 （2 2）具有足够的开断能力）具有足够的开断能力 （3 3）动作快速）动作快速 （4 4）具有自动重合闸功能）具有自动重合闸功能 （5 5）结构简单，经济合理）结构简单，经济合理3 3、断路器（、断路器（QFQF）的基本参数）的基本参数（1 1）额定电压）额定电压U Ue e：指断路器长时间运行能承受的正常工作电压。：指断路器长时间运行能承受的正常工作电压。（决定了绝缘水平、尺寸、灭弧条件）（决定了绝缘水平、尺寸、灭弧条件）（2 2）额定电流）额定电流I Ie e：指断路器的触头结构和导电部分在规定环境温度：指断路器的触头结构和导电部分在规定环境温度下允

3、许通过的长期工作电流，其相应的发热温度不会超过国家标下允许通过的长期工作电流，其相应的发热温度不会超过国家标准。（决定了导体截面，结构）准。（决定了导体截面，结构）（3 3）额定开断电流）额定开断电流I Iekdekd：指断路器在额定电压下能可靠断开的最大：指断路器在额定电压下能可靠断开的最大 断路电流的有效值。它表征断路器的开断能力断路电流的有效值。它表征断路器的开断能力（4 4）额定开断容量）额定开断容量:(5)5)关合电流：指断路器在冲击短路电流作用下，关合电流：指断路器在冲击短路电流作用下，承受电动力的能力与热量，具体指保证断路承受电动力的能力与热量，具体指保证断路器能可靠关合而不会发

4、生触头或其他损伤时器能可靠关合而不会发生触头或其他损伤时允许接通的最大短路电流。允许接通的最大短路电流。(6)6)热稳定电流热稳定电流I Irwrw：指断路器承受短路电流热效：指断路器承受短路电流热效应的能力。（利用热稳定时间应的能力。（利用热稳定时间t tr r对应的对应的I Irwrw）（一般取（一般取4S）(7)(7)开断时间开断时间t tkdkd：从操作机构跳闸线圈接通跳闸：从操作机构跳闸线圈接通跳闸脉冲起，到三相电弧完全熄灭时止的一段时脉冲起，到三相电弧完全熄灭时止的一段时间。（等于断路器的有分闸时间和熄弧时间间。（等于断路器的有分闸时间和熄弧时间之和）之和）4 4、断路器（、断路器

5、（QFQF）的）的分类分类 （按灭弧介质的不同分）按灭弧介质的不同分）油断路器：油断路器：采用绝缘油作为灭弧介质。采用绝缘油作为灭弧介质。可分为多油可分为多油断路器断路器 （D D）和少油断路器和少油断路器（S S）压缩空气断路器压缩空气断路器（K K）：）：用压缩空气作为灭弧介质。用压缩空气作为灭弧介质。真空断路器真空断路器（Z Z）：）：采用真空作为灭弧介质。采用真空作为灭弧介质。六氟化硫（六氟化硫（SF6SF6）断路器）断路器（L L）：）：采用采用SF6SF6气体作为气体作为灭弧介质灭弧介质5 5、断路器（、断路器（QFQF）的）的型号型号6 6、断路器（、断路器（QFQF）的）的操动

6、机构操动机构（1 1）作用作用 使断路器合闸使断路器合闸 使断路器维持合闸状态使断路器维持合闸状态 使断路器分闸。使断路器分闸。（2 2）组成：）组成：操动部分：由动力机构、扣住机构、脱扣机构和操动部分：由动力机构、扣住机构、脱扣机构和自由脱扣机构等组成自由脱扣机构等组成 传动部分：由拉杆、提升机构、缓冲机构等组成传动部分：由拉杆、提升机构、缓冲机构等组成（3 3）分类：）分类：手动型手动型(S)(S)、电磁型、电磁型(D)(D)、液压型、液压型(Y)(Y)、气压型、气压型(Q)(Q)和弹簧型和弹簧型(T)(T)等等（4 4）高压断路器的操作机构的型号高压断路器的操作机构的型号 派生 设计序号

7、 分类：(D、T、Y、Q、S）操作机构：CCD10CT19CY3（5 5 5 5）基本要求：）基本要求：）基本要求：）基本要求：具有足够的合闸功率具有足够的合闸功率能维持断路器处在合闸位置，不因外界震动和其他原因产生误分闸功率。能维持断路器处在合闸位置，不因外界震动和其他原因产生误分闸功率。有可靠的分闸装置和足够的分闸速度有可靠的分闸装置和足够的分闸速度具有自由脱扣装置具有自由脱扣装置在断路合闸的过程中又接到分闸命令时，断路器应立在断路合闸的过程中又接到分闸命令时，断路器应立即终止合闸过程，迅速可靠的分闸。这种在合闸过程中的分闸叫自由脱扣即终止合闸过程，迅速可靠的分闸。这种在合闸过程中的分闸叫

8、自由脱扣要保证分、合动作准确、连续，即分后准备合、合后准备分。要保证分、合动作准确、连续，即分后准备合、合后准备分。应能实现应能实现“防止跳跃防止跳跃”断路器在关合电路过程中，如遇到永久性短路事断路器在关合电路过程中，如遇到永久性短路事故，则在继电保护装置的作用下会立即分闸，此时合闸命令尚未解除，操作故，则在继电保护装置的作用下会立即分闸，此时合闸命令尚未解除，操作机构又立即自动合闸，出现重复机构又立即自动合闸，出现重复“合合跳跳”的现象叫的现象叫“跳跃跳跃”。结构简单、体积小、价格低廉。结构简单、体积小、价格低廉。高压电器中的电弧高压电器中的电弧(1)(1)电弧的形成电弧的形成：阴极发射（起

9、因）阴极发射（起因）碰撞游离（重要因素）碰撞游离（重要因素）击穿（量变到质击穿（量变到质变）变）热游离（主要因素）热游离（主要因素）维持发展维持发展(2)(2)电弧的特点：电弧的特点：电弧的放电现象是一种气体自持放电。电弧的放电现象是一种气体自持放电。电弧是一种离子通道（载流通道）：只有触头间的电弧熄灭电弧是一种离子通道（载流通道）：只有触头间的电弧熄灭后，电流才真正切断。后，电流才真正切断。电弧的温度很高电弧的温度很高、能量大、能量大：容易烧坏触头，或使触头周围的：容易烧坏触头，或使触头周围的绝缘材料遭受破坏。绝缘材料遭受破坏。电弧燃烧时间过长，压力过高，有可能使电器发生爆炸事故。电弧燃烧时

10、间过长，压力过高，有可能使电器发生爆炸事故。质量轻，在外力的作用下易变形质量轻，在外力的作用下易变形关键是加强去游离作用关键是加强去游离作用 介质的游离作用介质的游离作用电弧产生电弧产生 介质的去游离作用介质的去游离作用电弧熄灭电弧熄灭A A去游离：正、负质点相互吸引中和为中性质点。去游离：正、负质点相互吸引中和为中性质点。B B熄弧条件熄弧条件 游离与去游离谁主导？游离与去游离谁主导？当游离当游离 去游离去游离电弧电流电弧电流（剧烈燃烧）（剧烈燃烧）当游离当游离=去游离去游离电弧电流不变（稳定燃烧）电弧电流不变（稳定燃烧）当游离当游离 去游离去游离电弧电流电弧电流（熄灭）（熄灭）(3)(3)

11、电弧的熄灭：电弧的熄灭：带电质点不断消失带电质点不断消失 复合复合 异性质点靠近而相互中和的现象。异性质点靠近而相互中和的现象。冷却冷却 扩散扩散 带电质点逸出弧柱外的现象。带电质点逸出弧柱外的现象。吹弧吹弧影响游离和去游离的因素影响游离和去游离的因素电弧温度：热游离电弧温度：热游离QQ速度速度复合加强复合加强QQ使温度降低的方法有：吹弧、拉长电弧、或与冷却介质表面接触。使温度降低的方法有：吹弧、拉长电弧、或与冷却介质表面接触。电场强度：电场强度：EE运动速度运动速度复合复合QQ热游离热游离气体介质的压力：气体介质的压力：FF自由行程缩短自由行程缩短离子浓度离子浓度复合复合 真空数目少真空数目

12、少磁撞游离磁撞游离扩散扩散介质特性：包括气体的介电强度、导热系数、热量量、电负荷介质特性：包括气体的介电强度、导热系数、热量量、电负荷电极材料：铜、银、铜钨、银钨合金具有熔点高、导热能力强、电极材料：铜、银、铜钨、银钨合金具有熔点高、导热能力强、热容量大的特点，可减少热电子发射和弧柱中的金属蒸气。热容量大的特点，可减少热电子发射和弧柱中的金属蒸气。C.C.去游离方式去游离方式提高触头的开断速度提高触头的开断速度（分闸弹簧）（分闸弹簧）冷却电弧冷却电弧（油、（油、SF6SF6、真空、压缩空气）、真空、压缩空气）拉长电弧拉长电弧吹弧吹弧增大绝缘介质气体压力增大绝缘介质气体压力将触头置于真空灭弧室中

13、将触头置于真空灭弧室中将长弧分割成多段短弧。将长弧分割成多段短弧。(4)(4)熄灭电弧的基本方法熄灭电弧的基本方法特点特点利用弹簧储存的能量进行合闸的机构，弹簧操作机利用弹簧储存的能量进行合闸的机构，弹簧操作机构的优点是不需要大功率的合闸用直流电源，但是机械结构构的优点是不需要大功率的合闸用直流电源，但是机械结构比较复杂，加工制造和调整的要求较高。现已广泛采用，一比较复杂，加工制造和调整的要求较高。现已广泛采用，一般用于般用于35KV35KV及以下的真空断路器及以下的真空断路器结构原理结构原理驱动机构单元：驱动机构单元：位于右侧板和中间板之间，为一匹配真空断位于右侧板和中间板之间，为一匹配真空

14、断路器运动的凸轮连杆式机构。它的轴输出位于机构的最上端，路器运动的凸轮连杆式机构。它的轴输出位于机构的最上端，结构开放，容易与断路器配接。结构开放，容易与断路器配接。储能机构单元：储能机构单元：位于左侧板和中间板之间，为一两级齿轮减位于左侧板和中间板之间，为一两级齿轮减速机构，储能时可以电动或人力操作，具有防逆转和机械离速机构，储能时可以电动或人力操作，具有防逆转和机械离合装置，其运行平稳、噪声小，效率高，两根合闸弹簧分别合装置，其运行平稳、噪声小，效率高，两根合闸弹簧分别布置在机构两边外侧，受力均匀，稳定性好。布置在机构两边外侧，受力均匀，稳定性好。脱扣器单元分：脱扣器单元分：分合闸脱扣器及

15、过流脱扣器电磁铁均采用水分合闸脱扣器及过流脱扣器电磁铁均采用水平布置，手动脱扣与脱扣器合为一体，直接脱扣。平布置，手动脱扣与脱扣器合为一体，直接脱扣。电器控制单元：电器控制单元：辅助开关、行程开关、接线端子、桥堆整流辅助开关、行程开关、接线端子、桥堆整流块组成。如采用交直流两用电机或直流供电，则不需要桥堆块组成。如采用交直流两用电机或直流供电，则不需要桥堆整流。整流。特点特点直接依靠电磁力合闸的操作机构称为电磁操作直接依靠电磁力合闸的操作机构称为电磁操作机构。它结构简单，工作可靠、价格低廉，合闸时所需机构。它结构简单，工作可靠、价格低廉，合闸时所需功率较大，体积大且笨重，一般用功率较大，体积大

16、且笨重，一般用110KV110KV及以下的少油断及以下的少油断路器，合闸电源一般为直流路器，合闸电源一般为直流110V110V或或220V220V结构原理结构原理合闸电磁系统合闸电磁系统自由脱扣机构自由脱扣机构维持机构维持机构缓冲系统缓冲系统合闸状态分闸状态特点特点断路器的液压操动机构利用压缩气体储能，断路器的液压操动机构利用压缩气体储能，用压力油作为传递动力的介质，并借助各种操作油阀用压力油作为传递动力的介质，并借助各种操作油阀进行控制，全面实现操动机的各项要求。该类操作机进行控制，全面实现操动机的各项要求。该类操作机构比较复杂，制造工艺和密封要求高。但动作迅速，构比较复杂，制造工艺和密封要求高。但动作迅速，体积小，噪声和冲击力都很小，不需要大功率合闸电体积小，噪声和冲击力都很小，不需要大功率合闸电源，短时失去电源仍可进行合分闸。在源，短时失去电源仍可进行合分闸。在110KV110KV及以上的及以上的断路器配套中得到广泛应用。断路器配套中得到广泛应用。结构原理结构原理箱体箱体它是整个机构的支承架和防护外壳，箱内是它是整个机构的支承架和防护外壳，箱内是透平油和操动机构的所有部件。其下部