高压断路器相关教案.docx

1、高压断路器相关教案教学内容：高压断路器的种类、结构与原理，故障。一、 高压断路器的种类在各种电压等级的变电所中，高压断路器是最为重要的电气设备之一。高压断路器的工作最为繁重，地位最为关键，结构最为复杂。由于高压断路器本身具有强力消弧装置，故其不但可以带负荷切断各种电气设备和输、配电线路的电源，而且可以快速、可靠地切断各种短路故障。因此，使用较为广泛。1、 按灭弧原理、灭弧介质不同分为：（1） 油断路器（包括多油和少油断路器）：少油断路器：这种类型的断路器用油作为灭弧介质和弧隙绝缘介质。但是带电部分和接地部分之间的绝缘是由瓷介质来完成的。因此，其体积小、重量轻、占地少，钢材和油的消耗量少。由于这

2、些优点，致使少油断路器仍是我国目前使用的高压断路器的主要型式。（2） 空气断路器（压缩空气断路器）：这种断路器是以压缩空气作为灭弧介质和弧隙绝缘介质的。压缩空气断路器的特点是灭弧能力强、动作迅速、能快速自动重合闸。此外，其体积小、防火防爆，在低温下能可靠的工作，维护检修方便。其缺点是工艺要求高、消耗有色金属多，并需一套专供操作用的压缩空气设备等。压缩空气断路器多用于220KV及以上的电压等级中.（3） 真空断路器：真空断路器是以真空作为灭弧介质和绝缘介质的。由于这种断路器在灭弧过程中没有气体的冲击，故在关合或断开时，对断路器杆件的震动较小，可频繁操作。真空断路器还具有灭弧速度快、触头不易氧化、

3、体积小、寿命长等优点。我国已生产10KV、35KV电压级真空断路器，在国外引进的重合器中，有些型式的重合器则采用真空断路器。（4） 六氟化硫断路器：该断路器是以SF6气体作为灭弧介质的。因此，这种断路器具有油断路器、压缩空气断路器不可比拟的灭弧能力。由于断路器具有优异的灭弧能力，所以其燃弧时间很短，触头烧损轻微，触头能在比较高的温度下运行而不劣化。2、按操作机构性质分为：（1） 电动机构 优点是可用交流电源。其缺点是合闸电源功率大；停电时不能合闸。适用于小容量的断路器。（2） 液压操作机构 优点是暂时失去电源仍可操作几次.功率大.动作快.冲击力小.操作平稳。缺点是结构复杂.加工精度要求高.价格

4、贵。适用110KV及以上断路器。（3） 弹簧储能操作机构 优点是速度快.能重合闸.电源容量小.交直流均可使用.暂时失去电源仍可操作一次。其缺点是结构较为复杂.强度要求高。适用220KV以下的断路器，是35KV以下断路器所配的主要品种。（4） 手动操作机构 优点是结构简单.价格低廉.不需合闸电源；缺点是合闸功小，不能自控和遥控。用于10KV以下.开断电流6KA以下的断路器。（5） 电磁操作机构 优点是结构简单.加工容易；其缺点是需要大功率合闸电源，且电源电压变动对合闸速度影响大，合.分闸速度低。用于110KV以下断路器。（6） 气动机构 优点可遥控.动作快.易调整.暂时失去电源仍可操作。其缺点是

5、需配空压机，机构笨重。适用有空压设备的场所。其中，（2）、（3）、（5）较为常用。3、 按安装地分为：（1） 户内式 （2）户外式二、 高压断路器的结构组成其中开断元件是核心，开关设备的控制、保护及安全隔离方面的任务都需要它来完成。其它组成部分都是配合元件为完成上述任务而设置的。(1) 开断元件；包括主灭弧室，触头系统及并联电容等。(2) 支持绝缘件；瓷柱，瓷套管，绝缘管等构成的支持本体.拉紧绝缘子等。(3) 传动元件；各种连杆.齿轮.拐臂.液压管道.压缩管道等。(4) 基座；开关本体的底架.底座。(5) 操作机构；弹簧.液压.电磁及气体机构的本体及其配件。三. 型号编制1.断路器产品型号1表

6、示产品名称，其中S少油断路器； D-多油断路器； Z-真空断路器；K空气断路器； C-磁吹断路器；2表示产品的安装条件，其中N-户内断路器； W-户外断路器；3表示设计序号，通常为1、2、3阿拉伯数字；4表示电压等级，以KV表示；5为产品标志，其中G-改进型； J隔离开关带接地刀闸；X带操动机构箱； K有快速分闸装置；F分相操作； Z-有重合闸装置；T有脱扣器； H带限流电阻如无上述标志，则空着不填。2操动机构产品型号的编制操动机构产品型号的组成，采用如下格式：1表示产品名称，其中C代表操动机构2表示操动方式，其中S-手动； D电磁式； T弹簧式； Y-液压式3为设计序号，通常为1、2、3等4

7、为派生标志，如X为装在箱内，户外用5为特征标志，如G为改进型如目前我段使用的一些断路器：SW2-110I配CY5；SW6-110I配CY3-V；ZN42-27.5配CT100；ZN6-27.5配CD40；SN10-10I配CD10；SN10-10I配CT8；LW8-35配CT14.我段使用真空断路器及少油断路器组成、原理；常见故障一、ZN42-27.5KV断路器组成结构 主要由以下部份组成；（1）主回路（上、下出线座，灭弧室）（2）操作机构（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）（3）推进联锁装置（4）车架二、 ZN42-27.5KV真空断路器操作机构工作原理 图、储能

8、:电动储能：接通电动机电源，轴套由减速箱中的大蜗轮带动转动。当棘爪进入凸轮上的缺口时，带动储能轴转动，合闸弹簧被拉起而储上能，当合闸弹簧被拉到最高点后被合闸挚子锁住，曲柄上的小连杆传动一小弯板压下微动开关，电机电源被切断，“储能指示”显示在面板孔中。整个储能时间约为12S。手动储能：将手摇把插入减速箱前方孔中，顺时针摇转约25圈，棘爪进入了凸轮缺口带动储能轴转动，继续用力摇转手把25圈，合闸簧储能完毕，卸下手把。合闸：接通合闸电磁铁电源或用手按压合闸按钮，合闸挚子解脱，储能轴在合闸弹簧力的作用下反向转动，凸轮压在三角杠杆上的滚针轴承上，杠杆上的连杆将力传给开关主轴，导电杆向上运动，主轴转动约6

9、0度时被分闸挚子锁住，开关合闸。在此过程中，分闸弹簧被储上能，绝缘拉杆上的触头弹簧亦被压缩，给触头施加了一压力。“合闸指示”显示在面板孔中。分闸：接通分闸电磁铁电源或用手按压分闸按钮，主轴在分闸弹簧和触头弹簧力的作用下反向旋转，开关分闸。“分闸指示”显示在面板孔中。 断路器在合闸后，电动机立即给合闸弹簧储能。亦可用手动再次储能。三、ZN-27.5KV真空断路器 ZN27.5KV户内真空断路器拒动和误动的原因？拒合： 电气回路；1)直流电压过低、； 2) 合闸保险及合闸回路元接触不良或 断线；3) 合闸接触器线圈极性接反或低电压不合格；4）合闸线圈层层间短路；5)二次接线错误；6)操作不当；7)

10、远动回路故障；8)蓄电池容量不足。 机械故障：1)开关本体和合闸接触器卡滞；2)大轴窜动窜动或销子脱落；3)操作机构故障。拒动电气回路：1)直流电压过低；2)分闸回路元件接触不良或断线3)分闸线圈断线；4)二次回路接线错误5)操作不当。 机械故障：1)开关本体和合闸接触器卡滞；2)大轴窜动或销子脱落；3)操作机构故障。 误合：1)断路器操作机构误动：合闸接触器最低动作电压过低；直流系统出现瞬时过电压2)二次回路故障：直流系统两点或多点接地；3)二次回路错接线：互感器极性接反、变比接错；4)直流电源回路故障：绝缘降低、两点接地5)值班人员误操作或其它人员误操作机构。误分： 1)继电保护误动：整定

11、值不准确；2)二次回路故障：直流系统两点或多点接地；3)二次回路错接线：互感器极性接反、变比接反；4)直流电源回路故障：绝缘降低、两点接地；5) 值班人员误操作或其它人员误操作机构。 四SW6-110型少油断路器（一）结构组成：（1）底架油箱、油缓冲器、放油阀、分合闸指示牌、水平杆。（2）支持瓷套管内装有绝缘提升拉杆。（3）中间机构箱内有椭圆变直机构。（4）灭弧装置（二）CY5型液压操作机构：1.结构组成：（1）油泵；（2）贮压器；（3）阀系统； （4）工作缸系统；（5）控制板2.工作原理： 图、（1）贮能 起动电机，带动油泵1工作。油箱中的低压油经滤油器2通过A路径被吸入油泵内，同时又把油沿

12、着A路打到贮能器3中，推动活塞4压缩高压氮气Q。 油被打入贮能器中的同时，还沿着A路进入工作缸分闸侧和阀的常充压油路中，以被操动之用。 当活塞4带动动杆5离开W1（油泵停止微动开关）时，油泵即停止工作，贮能结束。因操作或其它原因耗油，使动杆下降到W2时，油泵将自动起动。当动杆上升离开W1时，油泵再次停止。（2）合闸 当合闸线圈6受电时，合闸动铁芯7吸合，压下合闸一级阀杆8，打开合闸钢球9，此时A路高压油经B路打开逆止钢球10，进入二级阀11的上腔，推动二级阀向下打开二级球阀12，并封死排油口。主油管A路高压油经B路进入工作缸合闸腔，推动活塞及活塞杆13迅速向左运动，带动断路器合闸。当合闸到一定

13、位置，合闸辅助接点转换，切断合闸线圈电源。尽管动铁芯、一级阀杆在复位弹簧和油压的作用下迅速复位，但由于合闸自保持用的逆止阀钢球复位，封住了二级阀上部的高压油，使二级阀仍处于合闸位置。这样便完成了一次合闸动作。（3）合闸自保持由于二级阀本身有一个油路S，它使二级阀上部与B路连通，这样二级阀上下部压力保持相同，故二级阀能够始终处于合闸状态，断路器也就保持在合闸位置了。这就是合闸自保持原理。（4）分闸发出分闸指令，分闸线圈14受电，吸动分闸动铁芯15，压下分闸一级阀杆16，打开分闸钢球17，进而二级阀上部高压油经C、C”油路排到油箱中，待二级阀11上部作用力小于下部作用力时，它就在下部压油的作用下迅

14、速复位，同时二级阀钢球12在油流和复位弹簧27的作用下也迅速复位，封住了A路的高压油，继而工作缸合闸腔高压油经C路排到油箱中，活塞杆13在A路高压油的作用下迅速向右移动，带动断路器分闸。分闸到一定位置时，分闸辅助接点转换切断了分闸线圈的电源，分闸动铁芯、分闸一级阀杆和分闸钢球在复位弹簧的作用下复位，从而完成了一次分闸动作。 五、CY5拒分、拒合 拒绝分闸：发出分闸指令，断路器拒绝动作，手动操作断路器动作，可能的原因： 1）、辅助开关调反或没有转换到位。 2）、操作回路接线错误或端子接触不良。这种情况，应查明原因，清理接线端子，重调辅助开关，更换线圈。手动操作断路器也不动作，其多半有机械原因造成

15、，可能的原因：A）、分闸动铁芯15或分闸一级阀杆16被卡住。B）、二级阀11在合位卡住。C）、活塞杆13与工作缸活塞因撸扣而脱节。D）、分闸动铁芯15的撞杆调短或分闸一级杆16上的钢针缩短，甚至弯断，使分闸钢球17打不开。E）、分闸一级杆8在合闸位置被卡住，使合闸钢球9处于常开状态。拒绝合闸 1）、发出合闸命令，断路器拒合，手动操作动作。 2）、手动操作也不动作。故障原因分析：电气原因（现象1）：A）、合闸线圈6引线或匝间短路。 B）、辅助开关调反或没有转换到位。 C）、操作回路接线错位或端子接触不良。机械原因（现象2）：A)、合闸油路不通，原因：第一逆止钢球被逆止螺栓紧死，堵住合闸油；第二上

16、阀体座连体错位，致使油路不通。B）、合闸铁芯7或合闸一级阀杆8卡住。C）、合闸铁芯7的撞杆调短，或合闸一级阀杆8上的钢针缩短，弯断，使合闸钢球9打不开，造成油路不通。D）、分闸铁芯15或分闸一级杆16在分闸后被卡住，使分闸一级钢球复不了位，造成二级阀上部与低压区相通。E）、二级阀在分为被卡住。六 、分、合闸位置油泵均频繁启动原因 1、可能是高压接头20的逆止阀钢球密封不严造成 渗漏而引起。 观察是否有油从油泵接头渗出，如有渗漏，则是逆止钢球密封不严。其原因：第一、有赃物将钢球19垫起；第二、高压接头20阀口有伤痕，可将高压接头20拆下、拆下时一定要将压力泄掉，如有赃物可进行清洗。2、如果不是高压接头问题，可打开油箱盖，将箱内油放掉，擦净，检查两个部位。观察是否有油从安全阀11与下阀体13结合处渗出。观察油从阀体2与阀体13结合处渗出。七实作培训：（模拟变电所进行）主要以现有的ZN42-27.5KV真空断路器（CT100）;ZN6-27.5(CD40)和德国西门子真空断路器进行现场学习培训及故障分析。