1、GIS断路器说明书断路器安装使用说明书1 概述ZF12-126(L)型六氟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。该断路器为三相共箱式,采用自能式灭弧原理,配用CT27-弹簧机构。该断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1。表1 断路器额定参数序号项 目单位基本参数1额定电压kV1262额定电流A20003额定频率Hz504额定短路开断电流kA31.5/405额定失步开断电流kA7.96近区故障开断电流L75/L90 kA23.7/28.4、30/367额定线
2、路充电开断电流(有效值)A31.58额定短路电流允许连续开断次数169额定短路持续时间s310额定短时耐受电流kA31.5/4011额定峰值耐受电流kA80/10012额定短路关合电流kA80/100131min工频耐压相对地kV230 断口间、相间kV27514雷电冲击耐压相对地kV550断口间、相间kV55015SF6气体年漏气率0.5%16SF6气体水分含量10(体积分数)kV15017 机械耐久性 次300018SF6气体额定压力(表压20)0.6MPa2断路器的结构和工作原理断路器为三相共箱式,即三极灭弧室安装在同一壳体。断路器总装的外形如图1所示。断路器的出线方式有两种,一种是两侧
3、出线(即Z形),另一种是同侧出线(即U形),由总体布置确定。断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:金属壳体、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、三极灭弧室和弹簧机构。灭弧室是断路器的核心单元,可实现回路的导通与分断。弹簧机构是断路器的动力元件,可实现断路器的分、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
4、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3-12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,还起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)灭弧室下部的电联接动触头座动、静触头主回路静触头座上部的电联接导电杆(Y)。该断路器单极的回路电阻(X、Y间)小于100。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
5、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,绝缘拉杆在分闸弹簧的作用下,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。当喷口喉部未脱离静弧触头之前,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。当开断大电流时,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
6、室的高压气体吹向断口间使电弧熄灭。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断口处吹去,当电流过零时,这具有一定压力的气体吹向断口使电弧熄灭。在开断过程中,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,使开断时产生的电弧及SF6分解物不会对主导电回路和断口产生影响。开断过程如图5所示。合闸操作时,绝缘拉杆在
7、合闸弹簧的作用下,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,动静弧触头首先接通,然后动静主触头接通,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6。2.2.1合闸弹簧储能操作:当断路器合闸操作完毕时,限位开关将储能电机6-8接通,电机带动棘爪6-5推动棘轮6-4顺时针旋转,通过拉杆将合闸弹簧6-1储能,棘轮过死点后,在合闸弹簧力的作用下棘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6 A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6 B)。
8、当合闸电磁铁受电动作后,合闸脱扣器6-2释放棘轮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6-10顺时针旋转,凸轮推动主拐臂上6-9的磙子6-11,从而带动主拐臂旋转,并通过拉杆6-6带动传动拐臂6-16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顺时针旋转将断路器本体合闸,并且带动分闸弹簧拐臂6-15对分闸弹簧储能。当断路器合闸到位后,分闸脱扣器6-13又将主拐臂上的分闸止位销6-12锁住,从而保持断路器本体在合闸位置和分闸弹簧在压缩储能状态(如图6 C),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-
9、14被压缩储能时(如图6 A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6-9上的分闸止位销6-12,从而使分闸弹簧6-14释放能量,并带动分闸弹簧拐臂6-15逆时针旋转,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断路器本体保持在分闸位置(如图6 B)。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断路器出厂时,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
10、,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断路器在安装调试后,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 测量断路器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
11、.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 断路器的操作试验在额定SF6气压和额定操作电压下,对断路器进行单分、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簧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断
12、路器分合的次数。5.1.3其它异常情况和状态。5.2 每12年的检查和维护先将断路器退出运行,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。检查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测量SF6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对断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250
13、0次或开断额定短路电流16次或断路器操作次数达到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SF6气体额定压力20MPa0.62分闸时间(额定电压) ms2843合闸时间 (额定电压) ms80204分闸速度 (额定电压) m/s55合闸速度(额定电压) m/s2.50.56额定操作顺序分-0.3-合分-180s-合分7三极分闸同期性ms38三极合闸同期性 ms59分-合时间s出厂时0.3,运行时0.310合-分时间ms出厂时60,运行时6011分合闸线圈 VDC220/11012储能电机 VAC/DC2206 断路器易损件一览表(表3)根据用户需要,
14、可以自行购买。表3 易损件一览表图 号名 称数量备 注8PH4.370.057.1O形密封垫圈1断路器装配8PH4.370.057.2O形密封垫圈1断路器装配8PH4.370.057.3O形密封垫圈2断路器装配PTY.0646808.6 O形密封垫圈2断路器装配8PH4.370.037.5O形密封垫圈 1断路器装配8PH4.370.037.6O形密封垫圈1断路器装配PTY.064553.5 O形密封圈2断路器装配PTY.064955.7 O形密封圈2断路器装配PTY.0647508.6 O形密封圈2断路器装配8PH4.370.005.30 O形密封圈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、合闸共用图1 断路器总装图2 断路器装配图3 灭弧室装配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4-5 4-5 传动拐臂 4-6连杆图4 拐臂盒装配图5 灭弧室工作原理图7 测速接线示意图和行程角度对照表
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