高壓交流斷路器相關參數(shù)

1、 高壓交流斷路器高壓交流斷路器 技術簡介技術簡介 一、高壓交流斷路器的定義和用途一、高壓交流斷路器的定義和用途 1.1 1.1 定義定義 高壓交流斷路器，它不僅可以切斷和閉合高壓電路中的空載電高壓交流斷路器，它不僅可以切斷和閉合高壓電路中的空載電 流及負荷電流，而且當系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過與繼電保護裝置的配流及負荷電流，而且當系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過與繼電保護裝置的配 合，能夠合，能夠迅速的迅速的切斷過負荷電流和短路電流切斷過負荷電流和短路電流，防止事故范圍的擴大。，防止事故范圍的擴大。 它具有相當完善的滅弧結構和足夠的斷流能力。它具有相當完善的滅弧結構和足夠的斷流能力。 1.2 1.2 用途用途

2、1.2.1 1.2.1 控制作用控制作用 根據(jù)電力系統(tǒng)運行的需要，將部分或全部電氣設備，以及部分根據(jù)電力系統(tǒng)運行的需要，將部分或全部電氣設備，以及部分 或全部線路投入或退出運行。或全部線路投入或退出運行。 1.2.2 1.2.2 保護作用保護作用 當電力系統(tǒng)某一部分發(fā)生故障時，它和保護裝置、自動裝置相當電力系統(tǒng)某一部分發(fā)生故障時，它和保護裝置、自動裝置相 配合，將該故障部分從系統(tǒng)中迅速切除，減少停電范圍，防止事故配合，將該故障部分從系統(tǒng)中迅速切除，減少停電范圍，防止事故 擴大，保護系統(tǒng)中各類電氣設備不受損壞，保證系統(tǒng)無故障部分安擴大，保護系統(tǒng)中各類電氣設備不受損壞，保證系統(tǒng)無故障部分安 全運行

3、。全運行。 二、二、對高壓交流斷路器的要求對高壓交流斷路器的要求 2.1 2.1 開斷和關合能力的要求開斷和關合能力的要求 2.1.1 2.1.1 能快速可靠的開斷、關合各種負載線路和短路故障，且能能快速可靠的開斷、關合各種負載線路和短路故障，且能 滿足斷路器的重合閘要求。滿足斷路器的重合閘要求。 2.1.2 2.1.2 能可靠的開斷、關合其他電力元件且不引起過電壓。能可靠的開斷、關合其他電力元件且不引起過電壓。 2.2 2.2 電氣性能要求電氣性能要求 2.2.1 2.2.1 載流能力載流能力 2.2.2 2.2.2 絕緣性能絕緣性能 2.2.3 2.2.3 機械性能機械性能 zw27-12

4、zw27-12型柱上真空斷路器型柱上真空斷路器 三、高壓交流斷路器的結構和分類三、高壓交流斷路器的結構和分類 3.1 3.1 基本結構基本結構 開開 斷斷 元元 件件 基基 座座 絕絕 緣緣 支支 撐撐 件件 傳傳 動動 元元 件件 操操 動動 機機 構構 開斷元件：開斷元件：開斷、關合電路和安全隔離電開斷、關合電路和安全隔離電 源，包括導電回路、動靜觸頭和滅弧裝置；源，包括導電回路、動靜觸頭和滅弧裝置； 絕緣支撐元件：絕緣支撐元件：支撐開關的器身，承受開支撐開關的器身，承受開 斷元件的操動力和各種外力，保證開斷元斷元件的操動力和各種外力，保證開斷元 件的對地絕緣，包括瓷柱、瓷套管和絕緣件的對

5、地絕緣，包括瓷柱、瓷套管和絕緣 管等；管等； 傳動元件：傳動元件：將操作命令和操作動能傳遞給將操作命令和操作動能傳遞給 動觸頭，包括連桿、拐臂、齒輪、液壓或動觸頭，包括連桿、拐臂、齒輪、液壓或 氣壓管道；氣壓管道； 基座：基座：用來支撐和固定開關，比如箱體、用來支撐和固定開關，比如箱體、 框架等；框架等； 操動機構：操動機構：用來提供能量，操動開關分、用來提供能量，操動開關分、 合閘。有電磁、液壓、彈簧、氣動等類型。合閘。有電磁、液壓、彈簧、氣動等類型。 三、高壓交流斷路器的結構和分類三、高壓交流斷路器的結構和分類 操動機構操動機構 傳動元件傳動元件 開斷元件開斷元件 （真空管組件）（真空管組

6、件） 絕緣拉桿絕緣拉桿 （絕緣支撐件）（絕緣支撐件） 基座（殼體）基座（殼體） 三、高壓交流斷路器的結構和分類三、高壓交流斷路器的結構和分類 3.2 3.2 主要分類主要分類 3.2.1 3.2.1 按滅弧介質(zhì)或滅弧原理按滅弧介質(zhì)或滅弧原理 a a 油斷路器油斷路器: :利用變壓器油作為滅弧介質(zhì)，利用變壓器油作為滅弧介質(zhì)， 分多油和少油兩種。分多油和少油兩種。 b b 壓縮空氣斷路器：壓縮空氣斷路器：利用高速流動的壓縮空氣來滅弧。利用高速流動的壓縮空氣來滅弧。 c sf6c sf6斷路器：斷路器：采用惰性氣體采用惰性氣體sf6sf6來滅弧，并利用它所具有的很高來滅弧，并利用它所具有的很高 的絕

7、緣性能來增強觸頭間的絕緣。的絕緣性能來增強觸頭間的絕緣。 d d 真空斷路器：真空斷路器：觸頭密封在高真空的滅弧室內(nèi)，利用真空的高絕觸頭密封在高真空的滅弧室內(nèi)，利用真空的高絕 緣性能來滅弧。緣性能來滅弧。 e e 磁吹斷路器：磁吹斷路器：斷路時，斷路時， 利用本身流過的大電流產(chǎn)生的電磁力將利用本身流過的大電流產(chǎn)生的電磁力將 電弧迅速拉長而吸人磁性滅弧室內(nèi)冷卻熄滅。電弧迅速拉長而吸人磁性滅弧室內(nèi)冷卻熄滅。 三、高壓交流斷路器的結構和分類三、高壓交流斷路器的結構和分類 f f 固體產(chǎn)氣斷路器固體產(chǎn)氣斷路器：利用固體產(chǎn)氣物質(zhì)在電弧高溫作用下分解出利用固體產(chǎn)氣物質(zhì)在電弧高溫作用下分解出 來的氣體來滅弧

8、。來的氣體來滅弧。 3.2.2 3.2.2 按電壓等級按電壓等級 a a 中壓斷路器中壓斷路器: :額定電壓為額定電壓為3.63.640.5kv40.5kv 如如zw32-12zw32-12、zw37-40.5zw37-40.5等等 b b 高壓斷路器：高壓斷路器：額定電壓為額定電壓為72.572.5252kv252kv 如如lw36-126lw36-126等等 c c 超高壓斷路器：超高壓斷路器：額定電壓為額定電壓為363363800kv800kv 如如lw13-363lw13-363等等 zw32-12zw32-12型型 lw36-126lw36-126型型 lw13-363lw13-36

9、3型型 三、高壓交流斷路器的結構和分類三、高壓交流斷路器的結構和分類 3.2.3 3.2.3 按照控制、保護對象按照控制、保護對象 a a 發(fā)電機斷路器發(fā)電機斷路器 b b 輸變電斷路器輸變電斷路器 c c 饋電斷路器饋電斷路器 d d 特殊用途斷路器特殊用途斷路器 3.2.4 3.2.4 按使用環(huán)境按使用環(huán)境 a a 戶外型：戶外型：如如zw27zw27、zw20azw20a、zw32zw32等。等。 b b 戶內(nèi)型：戶內(nèi)型：如如vs1vs1、zn85zn85、zn28zn28等。等。 zw20a-12型戶外高壓交流真空斷路器 vs1-12型戶內(nèi)高壓交流真空斷路器 四、高壓交流斷路器的術語和

10、參數(shù)四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù) 4.14.1 特性參量術語特性參量術語 4.1.1 4.1.1 額定電壓額定電壓 在規(guī)定的使用和性能的條件下能連續(xù)運行的最高電壓，并以在規(guī)定的使用和性能的條件下能連續(xù)運行的最高電壓，并以 它確定高壓開關設備的有關試驗條件。它確定高壓開關設備的有關試驗條件。 4.1.2 4.1.2 額定電流額定電流 在規(guī)定的正常使用和性能條件下，高壓開關設備主回路能夠在規(guī)定的正常使用和性能條件下，高壓開關設備主回路能夠 連續(xù)承載的電流數(shù)值。連續(xù)承載的電流數(shù)值。 4.1.3 4.1.3 額定頻率額定頻率 在規(guī)定的正常使用和性能條件下能連續(xù)運行的電網(wǎng)頻率數(shù)值，在規(guī)定的正常使用和性

11、能條件下能連續(xù)運行的電網(wǎng)頻率數(shù)值， 并以它和額定電壓、額定電流確定高壓開關設備的有關試驗條件。并以它和額定電壓、額定電流確定高壓開關設備的有關試驗條件。 四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù)四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù) 4.1.4 4.1.4 額定短路開斷電流額定短路開斷電流 在規(guī)定條件下，斷路器能保證正常開斷的最大短路電流。在規(guī)定條件下，斷路器能保證正常開斷的最大短路電流。 4.1.5 4.1.5 額定短路關合電流額定短路關合電流 在額定電壓以及規(guī)定使用和性能條件下，開關能保證正常關在額定電壓以及規(guī)定使用和性能條件下，開關能保證正常關 合的最大短路峰值電流。合的最大短路峰值電流。 4.1.6 4

12、.1.6 額定開斷容量額定開斷容量 表征斷路器開斷能力的一個參數(shù)它是由開斷電流通過計算而表征斷路器開斷能力的一個參數(shù)它是由開斷電流通過計算而 得出的。對于三相斷路器，額定斷流容量公式為：得出的。對于三相斷路器，額定斷流容量公式為： 額定開斷容量額定開斷容量=3=3額定開斷電流額定開斷電流額定線電壓額定線電壓 4.1.7 4.1.7 額定短時耐受電流（額定熱穩(wěn)定電流）額定短時耐受電流（額定熱穩(wěn)定電流） 反映斷路器承受短路電流熱效應的能力。它是在規(guī)定的使用反映斷路器承受短路電流熱效應的能力。它是在規(guī)定的使用 和性能條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)斷路器在合閘位置能夠承載的電和性能條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)斷路器

13、在合閘位置能夠承載的電 流的有效值，數(shù)值上就等于斷路器的額定短路開斷電流。流的有效值，數(shù)值上就等于斷路器的額定短路開斷電流。 四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù)四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù) 4.1.8 4.1.8 額定峰值耐受電流（額定動穩(wěn)定電流）額定峰值耐受電流（額定動穩(wěn)定電流） 在規(guī)定的使用和性能條件下，斷路器在合閘位置能夠承載的在規(guī)定的使用和性能條件下，斷路器在合閘位置能夠承載的 額定短時耐受電流第一個大半波的峰值電流。峰值耐受電流等于額定短時耐受電流第一個大半波的峰值電流。峰值耐受電流等于 2.52.5倍額定短時耐受電流，與額定短路關合電流相等。倍額定短時耐受電流，與額定短路關合電流相等

14、。 4.1.9 4.1.9 額定短路持續(xù)時間（額定短路持續(xù)時間（額定熱穩(wěn)定時間額定熱穩(wěn)定時間） 斷路器在合閘位置能夠承載額定短時耐受電流的時間間隔，斷路器在合閘位置能夠承載額定短時耐受電流的時間間隔， 標準值為標準值為2s2s，需要時可選大于或者小于，需要時可選大于或者小于2s2s的數(shù)值，國標中推薦的數(shù)值，國標中推薦 0.5s0.5s、1s1s、2s2s、3s3s、4s4s。 4.1.10 4.1.10 溫升溫升 開關設備通過電流時各部位的溫度與周圍空氣溫度的差值。開關設備通過電流時各部位的溫度與周圍空氣溫度的差值。 4.1.11 4.1.11 額定短時工頻耐受電壓額定短時工頻耐受電壓 按規(guī)定

15、的條件和時間進行試驗時，設備耐受的工頻電壓標準按規(guī)定的條件和時間進行試驗時，設備耐受的工頻電壓標準 值（有效值）。值（有效值）。 四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù)四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù) 4.1.12 4.1.12 額定操作（雷電）沖擊耐受電壓額定操作（雷電）沖擊耐受電壓 在耐壓試驗時，設備絕緣能耐受的操作在耐壓試驗時，設備絕緣能耐受的操作( (雷電雷電) )沖擊電壓的標沖擊電壓的標 準值。準值。 4.2 4.2 操作術語操作術語 4.2.1 4.2.1 操作操作 動觸頭從一個位置轉(zhuǎn)換至另一個位置的動作過程。動觸頭從一個位置轉(zhuǎn)換至另一個位置的動作過程。 4.2.2 4.2.2 分（閘）操作

16、分（閘）操作 開關從合位置轉(zhuǎn)換到分位置的操作。開關從合位置轉(zhuǎn)換到分位置的操作。 4.2.3 4.2.3 合（閘）操作合（閘）操作 開關從分位置轉(zhuǎn)換到合位置的操作開關從分位置轉(zhuǎn)換到合位置的操作。 四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù)四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù) 4.2.4 “4.2.4 “合分合分”操作操作 開關合后，無任何有意延時就立即進行分的操作。開關合后，無任何有意延時就立即進行分的操作。 4.2.5 4.2.5 操作循環(huán)操作循環(huán) 從一個位置轉(zhuǎn)換到另一個位置再返回到初始位置的連續(xù)操作，從一個位置轉(zhuǎn)換到另一個位置再返回到初始位置的連續(xù)操作， 如有多位置，則需通過所有的其他位置。如有多位置，則需通

17、過所有的其他位置。 4.2.6 4.2.6 額定操作順序額定操作順序 根據(jù)實際運行需要制定的對斷路器的斷流能力進行考核的一根據(jù)實際運行需要制定的對斷路器的斷流能力進行考核的一 組標準的規(guī)定操作。分為兩類：組標準的規(guī)定操作。分為兩類： a a 無自動重合閘斷路器操作順序：無自動重合閘斷路器操作順序： 分分180s180s合分合分180s180s合分或合分合分或合分15s15s合分合分 b b 能進行自動重合閘的斷路器的操作順序：能進行自動重合閘的斷路器的操作順序： 分分0.3s0.3s合分合分180s180s合分合分 其中其中0.3s0.3s稱為無電流間隔時間，就是從電弧全部熄滅和首合稱為無電流

18、間隔時間，就是從電弧全部熄滅和首合 四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù)四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù) 相電路重新接通的時間，這個時間取決于斷路器開關故障后恢復相電路重新接通的時間，這個時間取決于斷路器開關故障后恢復 滅弧能力所需的時間，滅弧能力所需的時間，180s180s為強送電時間。為強送電時間。 4.2.7 4.2.7 關合（接通）關合（接通） 用于建立回路通電狀態(tài)的合操作。用于建立回路通電狀態(tài)的合操作。 4.2.8 4.2.8 開斷（分斷）開斷（分斷） 在通電狀態(tài)下，用于回路的分操作。在通電狀態(tài)下，用于回路的分操作。 4.2.9 4.2.9 自動重合（閘）操作自動重合（閘）操作 開關分后經(jīng)預

19、定時間自動再次合的操作順序。開關分后經(jīng)預定時間自動再次合的操作順序。 4.2.10 4.2.10 自動重關合自動重關合 在帶電狀態(tài)下的自動重合（閘）操作。在帶電狀態(tài)下的自動重合（閘）操作。 zw8-12型戶外高壓交流真空斷路器 四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù)四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù) 4.2.11 4.2.11 開合開合 開斷和關合的總稱。開斷和關合的總稱。 4.2.12 4.2.12 短路開斷短路開斷 對短路故障電流的開斷。對短路故障電流的開斷。 4.2.13 4.2.13 短路關合短路關合 對短路故障電流的關合。對短路故障電流的關合。 4.2.14 4.2.14 近區(qū)故障開斷近區(qū)故障開

20、斷 對近區(qū)故障短路電流的開斷。對近區(qū)故障短路電流的開斷。 4.2.15 4.2.15 觸頭開距觸頭開距 分位置時，開關的一極各觸頭之間或連接的任何導電部分之間分位置時，開關的一極各觸頭之間或連接的任何導電部分之間 的總間隙。的總間隙。 zw37-40.5型戶外高壓交流真空斷路器 四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù)四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù) 在真空斷路器中，觸頭的開距主要取決于的額定電壓和耐壓要求，一般 額定電壓低時觸頭開距選得小些。但開距太小會影響分斷能力和耐壓水平。 開距太大，雖然可以提高耐壓水平，但會使真空滅弧室的波紋管壽命下降。 設計時一般在滿足運行的耐壓要求下盡量把開距選得小一些。10

21、kv真空斷路 器的開距通常在812mm之間。 4.2.16 4.2.16 超行程超行程 合閘操作中，開關觸頭接觸后動觸頭繼續(xù)運動的距離。合閘操作中，開關觸頭接觸后動觸頭繼續(xù)運動的距離。 超行程有兩方面作用，一是為觸頭提供接觸壓力；二是保證在運行磨損 后仍然保持一定接觸壓力，使之可靠接觸。一般接觸行程可取開距的20% 30%左右，10kv的真空斷路器約為34mm。 真空斷路器的實際結構中，觸頭合閘彈簧設計成即使處于分閘位置，也 有相當?shù)念A壓縮量，有預壓力。這是為使合閘過程中，當動觸頭尚未碰到靜 觸頭而發(fā)生預擊穿時，動觸頭有能力抵抗電動力，而不致于向后退縮；當觸 頭碰接瞬間，接觸壓力陡然躍增至預壓

22、力數(shù)值，防止合閘彈跳，足以抵抗電 動斥力，并使接觸初始就有良好狀態(tài)；隨著超行程的前進，觸 四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù)四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù) 頭間的接觸壓力逐步增大，超行程終結時，接觸壓力達到設計值。超行程 不包括合閘彈簧的預壓縮量程，它實際上是觸頭彈簧的第二次受壓行程。 4.2.17 4.2.17 平均平均分閘速度分閘速度 開關分（閘）過程中，動觸頭的運行速度。開關分（閘）過程中，動觸頭的運行速度。 斷路器的平均分閘速度一般而言速度越快越好，這樣可以使首開相在 電流趨近于0前23ms時能開斷故障電流，否則首開相不能開斷而延續(xù)至下 一相，原來首開相變?yōu)楹箝_相，燃弧時間加長了，增加了開

23、斷的難度，甚 至使開斷失敗。但分閘速度太快，分閘的反彈也大，反彈太大震動過劇亦 容易產(chǎn)生重燃。分閘速度的快慢，主要取決于合閘時動觸頭彈簧和分閘彈 簧的儲能大小。為了提高分閘速度，可以增加分閘彈簧的儲能量，也可以 增加觸頭彈簧的壓縮量，這都必然需要提高操動機構的輸出功和整機的機 械強度，降低了技術經(jīng)濟指標。10kv的真空斷路器，平均分閘速度能保證 在0.951.2m/s比較合適。 四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù)四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù) 4.1.18 4.1.18 平均合閘速度平均合閘速度 開關合（閘）過程中，動觸頭的運動速度。開關合（閘）過程中，動觸頭的運動速度。 平均合閘速度主要影響觸頭

24、的電磨損。合閘速度太低，預擊穿時間長， 電弧存在的時間長，觸頭表面電磨損大，甚至使觸頭熔焊而粘住，降低滅 弧室的電壽命。但速度太高，容易產(chǎn)生合閘彈跳，操動機構輸出功也要增 大，對滅弧室和整機機械沖擊大，影響產(chǎn)品的使用可靠性與機械壽命。平 均合閘速度通常取0.6m/s左右為宜。 4.2.19 4.2.19 觸頭剛分（合）速度觸頭剛分（合）速度 剛分（合）速度是指剛分后（剛合前）一段時間（或一段距離）剛分（合）速度是指剛分后（剛合前）一段時間（或一段距離） 的平均速度。的平均速度。 如果定義為時間，gb3309高壓開關設備常溫下的機械試驗的推薦 性定義為剛分后、剛合前10ms的平均速度；也可以定義

25、為距離，根據(jù)不同 型號的真空開關，一般以剛分后、剛合前6mm或5mm的平均速度。 四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù)四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù) 4.2.20 4.2.20 合、分閘時間合、分閘時間 合、分閘時間是指從合、分閘線圈的端子得電時刻計起，至三極觸頭合、分閘時間是指從合、分閘線圈的端子得電時刻計起，至三極觸頭 全部合上或分離止的一段時間間隔。全部合上或分離止的一段時間間隔。 合、分閘線圈是按短時工作制作設計的，一般情況下合閘線圈的通電 時間不到100ms，分閘線圈的不到60ms。分、合閘時間一般在斷路器出廠 時已調(diào)好，無須再動。 當斷路器用在發(fā)電系統(tǒng)并在電源近端短路時，故障電流衰減較慢

26、，若 分閘時間很短，這時斷路器分斷的故障電流就可能含有較大的直流分量， 開斷條件更為惡劣，這對斷路器的開斷是很不利的。所以用于發(fā)電系統(tǒng)的 真空斷路器，其分閘時間盡可能設計長些為宜。 4.2.21 4.2.21 電弧持續(xù)時間電弧持續(xù)時間 電弧持續(xù)時間是指從斷路器某極觸頭首先起弧瞬間至各極均電弧持續(xù)時間是指從斷路器某極觸頭首先起弧瞬間至各極均 熄弧瞬間的時間間隔。熄弧瞬間的時間間隔。 4.2.22 4.2.22 全開斷時間全開斷時間 全開斷時間是指從分閘回路接到分閘命令至所有極電弧熄火全開斷時間是指從分閘回路接到分閘命令至所有極電弧熄火 時的時間。此時間等于斷路器的分閘時間與電弧持續(xù)時間之和。時的

27、時間。此時間等于斷路器的分閘時間與電弧持續(xù)時間之和。 四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù)四、高壓交流斷路器的術語和參數(shù) 4.2.23 4.2.23 合閘合閘分閘時間（金屬短接時間）分閘時間（金屬短接時間） 在合閘操作期間，第一相觸頭合的瞬間和在接著發(fā)生的分閘操在合閘操作期間，第一相觸頭合的瞬間和在接著發(fā)生的分閘操 作期間所有相的弧觸頭分開瞬間之間的時間間隔。作期間所有相的弧觸頭分開瞬間之間的時間間隔。 4.2.24 4.2.24 觸頭接觸壓力觸頭接觸壓力 合閘時觸頭上外加壓力和真空管自閉力之和稱為觸頭的接觸壓合閘時觸頭上外加壓力和真空管自閉力之和稱為觸頭的接觸壓 力。力。 以真空斷路器為例，在無外力作用時，動觸頭在大氣壓作用下，對內(nèi) 腔產(chǎn)生一個閉合力使其與靜觸頭閉合，稱為自閉力，其大小取決于波紋管 的端口直徑。滅弧室在工作狀態(tài)時，這個力太小不能保證動靜觸頭間良好 的電接觸，必須施加一個外加壓力。這個這個接觸壓力有如下幾個作用： a 保證動、靜觸頭的良好接觸，并使其接觸電阻少于規(guī)定值。 b 滿足額定短路狀