ZN42275户内单相高压真空断路器.docx

1、ZN42275户内单相高压真空断路器ZN42-27.5户内单相高压真空断路器安 装 使 用 说 明 书0CD412548电器股份有限公司ZN4227.5户内单相高压真空断路器 安装使用说明书1 产品概述 ZN4227.5户内单相高压真空断路器(以下简称断路器)为手车式结构，手车上可装专用电流互感器(LZBJ一27.5)。断路器设计、制造符合JB 646392电气化铁道用断路器技术条件。1. 1 主要用途和适用范围断路器适用于单相交流50Hz，额定电压27.5kV级的电气化铁道供电系统，作为开、合负载和开断故障电流的专用开关。既可单独安装于网栅间隔内也可装入JYN一27.5开关柜中。该产品的操动

2、机构为弹簧储能式。可使用交直流电源实现电动操动，亦可用手动操作。1. 2 型号含义 Z N 42-27.5（ ）/- 额定短路开断电流（kA） 额定电流（A） 普通型、无标记 环境特征 C-用于高海拔（3000m） 额定电压（kV） 设计序号 户内式 真空断路器1. 3 正常使用条件 a) 户内； b)周围空气温度：上限+40，下限一25；c) 海拔： 普通型 不超过1000m， 高原型 不超过3000m； d)相对湿度：日平均不大于95，月平均不大于90； e)其它环境条件符合GB 1102289 高压开关设备通用技术条件及JB 646392电气化铁道用断路器技术条件的要求。1. 4 操作电

3、源 额定电源电压：110V，220V。 a)合闸电压范围：80110额定电源电压； b)分闸电压范围：65120额定电源电压； c)储能电机电压范围：85ll0额定电源电压。 1. 5 要技术参数151 断路器技术参数见表l表1序号名 称单位数 值 1标称电压kV 27.5 2额定电压(最高电压)kV 31.53额定绝缘水平雷电冲击耐受电压断口间kV 185231相对地lmin工频耐受电压 断口问kV 95120相对地 4额定电流 A 630、1250 5额定短路开断电流kA 16、25 6额定短路关合电流kA 40、63 7额定短时耐受电流 kA 16、25 8额定短路持续时间 S 4 9额

4、定电容器组开断电流 A 200 10额定操作顺序O-0s-CO-180s-CO 11动静触头磨损累计厚度 mm 4 12额定短路开断电流开断次数 次 20 13机械寿命 次 1000 14触头接触压力 N 3000300 15合闸时间 ms 150 16分闸时间 ms 60 17储能电机功率 W 350 18储能电机电压 V 110，220 19储能时间 S 1 5 20分、合闸电磁铁额定电压 V 110，220 21辅助开关额定电流 A 10，一522触头开距 mm 26 23触头弹簧压缩量 mm 3.55 24主回路电阻 50 25平均合闸速度m/s 0.60.9 26平均分闸速度m/s

5、1.21.6 27触头合闸弹跳时间ms 3 28质量 kg 170240 29外形尺寸(宽高深)mm 600X 1560X 1400 30断路器累计开断电流(仅供参考)kA 568 注： 1序号3中斜线下数值231和120为高原型真空断路器的参数。 2序号28中斜线上170为无CT时断路器手车的质量，240为带CT时断路器手车的质量。152所配LZBJ-27.5电流互感器技术参数见表2 表2序号名 称单位数 值 a A 20.25,30,40.50,60,75 1 额定电流 b A 100-75,125100,150-125,200150,300250.600500 C A 250150,40

6、0250,500-300,750500,1000-600 2额定二次电流 A 5 3额定级次组合0.5/0.5，0.5/10P1，1.5/10P2 1/10P1，l/10P2， 10P1/10P2，10P2/10P2 0.5/10P1/10P2，0.5/1/10P1，0.5/0.5/10P1 0.5/10P2/10P2，1/10P1/10P2 1/10P2/10P2，10P2/10P2/10P2 注：a系列为单变比，b、c系为双变比。2 设计与结构 21 总体结构 断路器的总体结构如图1，采用车架式结构，这既可作为进柜手车，也可装入图2底框中，作为网栅间隔用。 断路器主要由四部分组成，即：由主

7、回路、车架、操动机构和推进联锁机构组成。上、下出线座、灭弧室通过两只环氧树脂绝缘子和两根绝缘支杆，用螺栓和车架连成一个刚体，同时构成了断路器的主回路，并与车架绝缘；车架由型钢和钢板弯制焊接而成。操动机构的各功能部件按平面均匀布置在由钢板弯制焊接而成的机构箱内，机构用靠三排螺拴和车架连接在一起；CD6-l推进联锁机构布置在机构箱下部，CS6-l机构通过一组四连杆机构与手车底架上的推进转轴相连。如图3所示。 L 上出线座2 绝缘子3 机构箱4 转轴5 推进联锁机构6 触头弹簧7 绝缘拉杆8 手车9 接地装置10 互感器(CT)11 拐臂12下出线座13 动导电杆14 软联接15 灭弧室16 绝缘图

8、图图l断路器总体结构 安装尺寸1 静触刀(含瓷瓶)2 触头3 灭弧室4 框架5 底框图2 网栅间隔式总体布置及安装示意图 图3推进联锁机构示意图 断路器装干网栅间隔内，还可根据用户要求配附框，附框内可装母线上、下静头和电流互感器。附框结构和尺寸，由供需双方共同协商。22灭弧室结构和灭弧原理1 静导电杆端面2 陶瓷外壳3 金属外壳4 静触头5 动触头6 陶瓷外壳7 波纹管8 导向套9 动导电杆 图4 灭弧室结构示意图2. 2. 1 灭弧室结构见图4，上、下触头分别焊接在静、动导电杆上，静导电杆固定于上法兰盘上，动导电杆通过波纹管与下法兰相连，灭弧室系由一金属圆筒与两个瓷管组成，触头被罩在灭弧室的

9、金属壳体内，在正常使用过程中，灭弧室的真空度一般在1 x 106pa以上。2. 2. 2 灭弧原理：在高真空中，它于气体分子的平均自由行程很大，气体分子极不容易产生游离，故其绝缘强度要_比大气中的绝缘强高得多。当开关分闸时，触头间产生电弧，触头表面在高温下挥发出金属蒸汽，由于触头设计为特殊结构，在电流通过时产生一磁场，电弧在此磁场力的作用下，沿触头表面切线方向快速移动，从而拉长电弧，使其快速冷却，并在电弧电流过零时熄灭。 本灭弧室采用CuCr合金触头材料，大大降低了开关的截流值(截流值在5A以下)，大大提高了开关的抗烧蚀能力和开断能力，其开断能力可达：开断短路电流25(16)kA、20次以上。

10、2. 3 操动机构 操动机构丰琴申弹簧储能机构、锁定机构、分闸弹簧、开关主轴、缓冲器及控制装置组成， 图5操动机构结构示意图2. 3. 1 储能机构主体是一个外壳为铸铝的减速箱，减速箱内装有两级蜗轮蜗杆，储能轴横穿减速箱中，与蜗轮蜗杆无机械连接，储能轴上套一轴套，此轴套用键连在大蜗轮上，轴套上有一轴销，上面装一棘爪，在储能轴的右端装有一凸轮，凸轮上有一缺口，棘爪通过此缺口来带动凸轮转动。在储能轴的左端装有一曲柄，合闸弹簧一端挂在此曲柄上。减速箱的轴销上装有一个三角形的杠杆，由三角形杠杆、连杆和开关主轴上的拐臂组成一组四连杆机构，凸轮，凸轮将合闸弹簧的能量通过该四连杆机构传递给开关主轴。凸轮轴销

11、上还装有一滚针轴承，可锁住合闸掣子，作储能保持用。在开关主轴的拐臂上装有分闸弹簧，主轴上还有两对拐臂，一对作用在油缓冲上，另一对上装一滚针轴承，作为锁住分闸掣子用。2. 3. 2操动机构的控制元件 其基本控制元件为分、合闸电磁铁，参数见表3。如用户有特殊要求，可加装过流脱扣器，请在订货合同中注明。表3参数元件名称电压V电流A电阻(20.C)备 注交流直流分、合闸电磁铁 110 llO 1.9 57.7士5.7 220 220 1.13 194+19 交流时附加整流器2.3.3操动机构的控制顺序见图6a、图6b，控制原理见图7，二次布线图见图8。网栅间隔式用的断路器手车，其二次插头选用P40航空

12、插头，二次接线随工程。合闸程序框图控制电源 电机M起动 合闸弹簧储能断路器处于待合状态S4、S6给出储能信号S2、S3切断电机 合 分合闸指令S1（常开）断开切断Y1回路Y1回路通过S1接通 合闸弹簧释放 分闸弹簧储能 合闸弹簧未储能切断Y1回路S2、S3闭合，电机M起动，S4、S6复位断路器合闸 注：点划线框内表示，田给出合闸指令而发生的操作顺序S1-(常闭)闭合 图6a 控制顺序图(一)分闸程序框图分闸指令S1（常开）断开Y2回路断开S1（常开）闭合Y2回路接通分闸弹簧释放S1（常开）断开S1（常开）闭合断路器分闸 图6b 控制顺序图（二）10XS、XP插座、插头CTZ-24JW1套XP配

13、予用户9LH电流互感器LZBJ1-27.518V2微型整流器17V1微型整流器16X1端子JH1-1.5G-2.5GS2节1.5G 24节 2.5G 8节5S2S6行程开关3SE454S1铺助开关F-8K、8B，10A13M储能电动机HDZ2358OB-35OW12Y2分闸线圈1220无锡堰中电机厂1Y1合闸线圈1序号代号名称数量备注 图8 二次接线图2. 3. 4操作 储能过程：电机通电后起动，经二级蜗轮蜗杆减速，将动能传至第二级蜗轮上，再通过轴套、棘爪来孥动储能轴转动，从而使合闸弹簧被拉仲而储能，当储能轴右端的拐臂过了最高点后，合闸掣子将凸轮定位件锁住，保证弹簧储能，以备合闸。同时通过拉杆

14、将行程开关切换，电机断电t储能过程结束l手动储能时，将手把插入变速箱的孔中，顺时针摇约25转，机构即可储上能。 合闸过程：当合闸电磁铁接到信号后，铁芯将撞击合闸掣子，凸轮定位件的约束被解除，合闸弹簧通过凸轮和两组四连杆机构将能量传至动导电杆上，从而使动导电杆往上运动，实现开关合闸。同时，分闸掣子将扣住主轴上的拐臂，使开关处于合闸状态；拉杆将辅助开关切换，使合闸回路切断，分闸回路接通。断路器合闸结束。在合闸过程中，触头压力弹簧和分闸弹簧被储上能量，为分闸做好准备。手动合闸则直接按合闸按钮就可使凸轮定位件的约束解除，从而使断路器合闸。分闸过程：当分闸电磁铁接到分闸信号以后，其铁芯撞击分闸掣子，使其

15、脱扣在分闸弹簧和触头压力弹簧的作用下，使主轴反向转动，从而带动导电杆向下运动，实现断路器分闸。手动分闸则直接童当分闸按钮就可使分闸掣子脱扣，而实现断路器分闸。24推进、联锁机构 断路器的推进、联锁机构如图3所示。如要推进或移出手车，必须逆时针方向转动手柄(3)，使定位销(2)退出手柄(1)插销孔，才能向上(推进)或向下(移出)扳动手柄(1)。如果手柄(3)不能转动或转动不到位，则表明断路器仍处于合闸状态，请立即按紧急分闸按钮，使断路器分闸，推进或移出手车后，如果手柄i3)未复位，断路器不能进行合闸操作(机构联锁)。只有手柄(3)复位后，断路器才能进行正常的操作。3 包装、运输、验收与储存3.

16、1本断路器进柜时和柜体一起包装；用于网栅间隔时和底框一起包装。 32 断路器在运输过程中不得倾翻，不得受强烈震动，不得受雨淋。33用户收到货后，应按下列程序进行验收检查： a)首先检查包装是否完好无损； b)开箱取出装箱单，并对照检查随机文件是否齐全； c)检查铭牌数据是否与订货要求相符； t d)检查附件及备品是否齐全。3. 4断路器在长期不用时，须在导电面上涂以导电膏，并用清洁纸包上绝缘杆，储放在通风干燥的室内，垂直放置，不得堆放。4安装及运行前的准备41按第3章要求验收后，可按下列程序安装：a)导电部份用细砂纸擦出金属北泽后，用干布擦净并涂上导电膏；b)调整底框和动、静触刀位置，保证动、

17、静触刀接插良好可靠，然后固紧底框底部的四个地脚螺栓；c)清洁接地表面，接上接地线，使底框和手车可靠接地；d)用手动储能进行合、分闸，检查各功能元件动作是否正常，检查“储能”、“合闸”、“分闸”显示是否正确。42运行前的准备a)运行前，用户无需对断路器进行任何调整，仅需检查各部位的螺栓是否有松动，若有松动，则予以紧固；b)X寸各摩擦表面进行润滑；c)将缘缘杆、绝缘子和灭弧室外表面擦拭干净；d)对断路器和相对地作1min工频耐受电压试验； e)给断路操作机构的各功能元件通电，进行各种功能的试操作，若无异常现象，即可投入运行。5使用、维护和检修5. 1 断路器在操作2000次后必须润滑一次。并应检查

18、触头开距和触头弹簧压缩量是否符合表1要求，如不符，则按53条方法调试。5. 2 灭弧室使用20年或达到表l中规定的短路电流开断次数或机械寿命次数时需要更换新品。图9 折装灭弧室示意图更换灭弧室时，首先使断路器分闸，然后参照图9按下列程序操作： a)取下销轴(9)(10)两端挡卡，并取下销轴(9)(10)和拐臂(11)； b)拧松螺母(7)，把导向杆(8)从导电杆中拧出，如果手车上装有CT，应先取下其连接母线； c)拧出螺栓(5)，把导电夹(6)从导电杆上取下来； d)拧出螺栓(1)(3)，则可将灭弧室(2)和固定板(4)从侧面取出； e)要安装新灭弧室时，先用细砂纸将其导电表面擦出金属光泽用干

19、布擦净(如果有镀层则只需用干布擦净)，再涂上导电膏； f)将灭弧室动端穿入固定板(4)的大孔中，双手握住灭弧室从侧面即可将灭弧室装入； g)拧紧螺栓(1)，装上导电夹(6)，并拧紧螺栓(5)，装上导向杆(8)、拐臂(11)和销轴(9)，转动拐臂(11)，看是否转动灵活，然后拧紧螺栓(3)、螺母(7)，并装上销轴(10)及两端挡卡。53灭弧室更换后应检查触头开距X和压缩量L是否符合表1要求，测量方法是：量出分、合位置时的X分、X合、L分、L合；则触头开距X=X分一X合；触头弹簧压缩量L=L分一L台(参见图10)。如所测数据与表1不符，可按下面的方法进行调整。先调出L，即抽出绝缘拉杆的销轴，调整绝

20、缘拉杆的长度，当L偏小时，将调节螺钉拧出，使拉杆增长，反之，则拧入；之后再来调整开距X，方法是改变洫缓冲的上、下位置。可使断路器开距符合表l要求。 图10 测量与调整触头开距和触头弹簧压缩量示意图6. 订货须知 订货时须注明以下内容：a)型式(网栅间隔式或配柜)；b)海拔(1000m或3000m以下)；c)手车上是否安装CT，安装时应注明CT的型号、主要参数(变比、精度等级等)及数量；d)二次接线原理图；e)断路器型号、主要参数及数量；f)控制电源电压种类和参数；g)需要的其它备品、备件。7 随机文件、附件及备品备件(见表4)表4序号文件名称数量说 明随 机 文 件 1装箱清单 12产品合格证 1 3安装使用说明书 1 产 品 附 件序号 附件名称 效量 说 明1 5C3 201 183手柄装配 1 每台配1件 2 5C3 087 272底框导轨 1 每台配1件 备 品 备件序号备品备件名称数量说 明 1 ZKTDl60035-25型真空灭弧室 1件台 2 Fu一8K8B辅助开关 1件台 3 LXW20-11行程开关 4件台订货时注明参效、效量。价格另计。 4 5C3 520 136138分合闸线圈 各1台 5 其它备品备件根据用户的需要