高壓斷路器的構(gòu)造及工作原理

1、高壓斷路器的構(gòu)造及工作原理一、高壓斷路器的型號表示和含義：一、高壓斷路器的型號表示和含義：I型：斷流容量型：斷流容量300MVA II型：型：500MVA III型：型：750MVA例如：例如：S N 10 10 I少油、戶內(nèi)、設(shè)計序號：少油、戶內(nèi)、設(shè)計序號：10、額定電壓、額定電壓10kV、I型型二、高壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)：二、高壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)：主要零部件：開關(guān)本體主要零部件：開關(guān)本體的底架、底座的底架、底座功能：整臺產(chǎn)品的基礎(chǔ)功能：整臺產(chǎn)品的基礎(chǔ)開斷元件：開斷元件：主要零部件：主要零部件： 主滅弧室主滅弧室 主觸頭系統(tǒng)主觸頭系統(tǒng) 主導(dǎo)電回路主導(dǎo)電回路 輔助滅弧室輔助滅弧室 輔助觸頭系統(tǒng)輔

2、助觸頭系統(tǒng) 并聯(lián)電阻并聯(lián)電阻功能：功能： 開斷及關(guān)合電力線路，安全隔離電源開斷及關(guān)合電力線路，安全隔離電源支持絕緣件：支持絕緣件：主要零部件：主要零部件： 瓷柱瓷柱 瓷套管瓷套管 絕緣管等構(gòu)成的支柱本體絕緣管等構(gòu)成的支柱本體 拉緊絕緣子等拉緊絕緣子等功能：功能： 保證開斷元件有可靠的對地絕緣，承受開斷元件的操保證開斷元件有可靠的對地絕緣，承受開斷元件的操作力及各種外力作力及各種外力傳動元件：傳動元件：主要零部件：主要零部件： 各種連桿各種連桿 齒輪齒輪 拐臂拐臂 液壓管道液壓管道 壓縮空氣管道等壓縮空氣管道等功能：功能： 將操作命令及操作功傳遞給開斷元件的觸頭和其它部將操作命令及操作功傳遞給開

3、斷元件的觸頭和其它部件件操作機構(gòu)：操作機構(gòu)：主要零部件：主要零部件： 彈簧、液壓、電磁、氣動及手動機構(gòu)的本體及彈簧、液壓、電磁、氣動及手動機構(gòu)的本體及 其配件其配件功能：功能： 為開斷元件分合閘操作提供能量，并實現(xiàn)各種規(guī)定的為開斷元件分合閘操作提供能量，并實現(xiàn)各種規(guī)定的操作操作三、高壓斷路器的技術(shù)要求及其基本參數(shù)三、高壓斷路器的技術(shù)要求及其基本參數(shù)(一一)開斷、關(guān)合電路方面開斷、關(guān)合電路方面1.開斷短路故障開斷短路故障標志高壓斷路器開斷短路故障能力的主要參數(shù)是：標志高壓斷路器開斷短路故障能力的主要參數(shù)是：額定電壓額定電壓 (kV)： 斷路器銘牌上所標明的該斷路器正常工作電壓的有效值。斷路器銘牌

4、上所標明的該斷路器正常工作電壓的有效值。 對于三相設(shè)備，一般指線電壓。對于三相設(shè)備，一般指線電壓。最高工作電壓最高工作電壓: 其值高出額定電壓約其值高出額定電壓約15%，如額定電壓，如額定電壓10kV的斷路器，可以長期工作在的斷路器，可以長期工作在11.5kV的線電壓下。的線電壓下。額定開斷電流額定開斷電流 (kA，有效值，有效值)： 在額定電壓下，斷路器能夠可靠開斷的最大電流為額定開斷電在額定電壓下，斷路器能夠可靠開斷的最大電流為額定開斷電流。它主要表征斷路器熄滅大電流電弧的能力。流。它主要表征斷路器熄滅大電流電弧的能力。 額定斷流容量額定斷流容量 (MVA)： 由于開斷能力和額定電壓、開斷

5、電流有關(guān)，因此，通常由于開斷能力和額定電壓、開斷電流有關(guān)，因此，通常采用一個綜合參數(shù)，即以額定斷流容量來表示斷路器的開采用一個綜合參數(shù)，即以額定斷流容量來表示斷路器的開斷能力。對于三相電路有：斷能力。對于三相電路有： 新的國家標準已取消這一術(shù)語，目前直接用額定開斷電新的國家標準已取消這一術(shù)語，目前直接用額定開斷電流表示。流表示。 選擇斷路器時，首先要校核的參數(shù)就是斷路器開斷短路選擇斷路器時，首先要校核的參數(shù)就是斷路器開斷短路故障電路的能力。故障電路的能力。2.快速開斷快速開斷 標志斷路器開斷過程快慢的參數(shù)是：標志斷路器開斷過程快慢的參數(shù)是：開斷時間開斷時間 (s)： 從斷路器接到開斷信號到短路

6、電流終止從斷路器接到開斷信號到短路電流終止(電弧熄滅電弧熄滅)的全部時間。的全部時間。 固有分閘時間固有分閘時間 ：斷路器接到分閘命令：斷路器接到分閘命令(分閘線圈通電分閘線圈通電)開開 始至觸頭剛剛分離這段時間。始至觸頭剛剛分離這段時間。 是操動機構(gòu)動作時間是操動機構(gòu)動作時間 燃弧時間燃弧時間 ：從觸頭剛分離開始至三相電弧完全熄滅為止。：從觸頭剛分離開始至三相電弧完全熄滅為止。 表明斷路器滅弧能力的大小。表明斷路器滅弧能力的大小。 低速動作斷路器低速動作斷路器 0.12s中速動作斷路器中速動作斷路器 = 0.080.12s高速動作斷路器高速動作斷路器 0.08sgtgtgt3.關(guān)合短路故障關(guān)

7、合短路故障預(yù)伏故障：電力系統(tǒng)中的電器設(shè)備或輸電線路有可能在未預(yù)伏故障：電力系統(tǒng)中的電器設(shè)備或輸電線路有可能在未投入運行前就已存在絕緣故障，甚至處于短路狀態(tài)。投入運行前就已存在絕緣故障，甚至處于短路狀態(tài)。 在這種預(yù)伏故障狀態(tài)下關(guān)合電路，將發(fā)生斷路器關(guān)合短在這種預(yù)伏故障狀態(tài)下關(guān)合電路，將發(fā)生斷路器關(guān)合短路的嚴重情況。出現(xiàn)關(guān)合短路電流時在斷路器的動靜觸頭路的嚴重情況。出現(xiàn)關(guān)合短路電流時在斷路器的動靜觸頭還沒有接觸閉合下，觸頭間隙即可被擊穿而形成電弧。由還沒有接觸閉合下，觸頭間隙即可被擊穿而形成電弧。由于短路電流強大的電動力，可使動觸頭因受阻力作用而不于短路電流強大的電動力，可使動觸頭因受阻力作用而不

8、能與靜觸頭吻合，造成持續(xù)燃燒著的電弧。能與靜觸頭吻合，造成持續(xù)燃燒著的電弧。 因此，斷路器應(yīng)具有足夠的關(guān)合短路電流的能力。因此，斷路器應(yīng)具有足夠的關(guān)合短路電流的能力。 標志關(guān)合短路電流能力的參數(shù)是：標志關(guān)合短路電流能力的參數(shù)是：額定短路關(guān)合電流額定短路關(guān)合電流 (kA，峰值，峰值)斷路器在額定電壓以及規(guī)定的使用和性能條件下，能保證斷路器在額定電壓以及規(guī)定的使用和性能條件下，能保證正常關(guān)合的最大短路峰值電流。正常關(guān)合的最大短路峰值電流。合閘時間：在額定操作電壓下，從斷路器合閘線圈通電開合閘時間：在額定操作電壓下，從斷路器合閘線圈通電開始至主觸頭剛接觸為止。始至主觸頭剛接觸為止。4.自動重合閘自動

9、重合閘 在線路保護中，通常都安裝有自動重合閘裝置，在輸電線路發(fā)生故障后，在線路保護中，通常都安裝有自動重合閘裝置，在輸電線路發(fā)生故障后，首先由繼電保護裝置動作驅(qū)動斷路器跳開輸電線路，然后經(jīng)過延時，由自動重首先由繼電保護裝置動作驅(qū)動斷路器跳開輸電線路，然后經(jīng)過延時，由自動重合閘裝置驅(qū)動斷路器把輸電線路合上，如果線路中已經(jīng)不存在故障，則開關(guān)不合閘裝置驅(qū)動斷路器把輸電線路合上，如果線路中已經(jīng)不存在故障，則開關(guān)不在動作，輸電線路正常輸電，如果線路中故障仍然存在，則繼電保護裝置再次在動作，輸電線路正常輸電，如果線路中故障仍然存在，則繼電保護裝置再次動作驅(qū)動斷路器跳開輸電線路。動作驅(qū)動斷路器跳開輸電線路。

10、 從這一過程來看，斷路器的動作情況可能是以下兩種情況之一：從這一過程來看，斷路器的動作情況可能是以下兩種情況之一：a. 斷路器跳閘（輸電線路出現(xiàn)故障）斷路器跳閘（輸電線路出現(xiàn)故障）斷路器合閘（自動重合閘裝置驅(qū)動）斷路器合閘（自動重合閘裝置驅(qū)動）b. 斷路器跳閘（輸電線路出現(xiàn)故障）斷路器跳閘（輸電線路出現(xiàn)故障）斷路器合閘（自動重合閘裝置驅(qū)動）斷路器合閘（自動重合閘裝置驅(qū)動）斷路器跳閘（線路還存在故障）斷路器跳閘（線路還存在故障） 顯然，對于以上兩種情況，斷路器都面臨著在短時間內(nèi)進行多次操作，顯然，對于以上兩種情況，斷路器都面臨著在短時間內(nèi)進行多次操作，特別是后一種情況，斷路器更是在短時間內(nèi)多次分

11、斷故障電流。特別是后一種情況，斷路器更是在短時間內(nèi)多次分斷故障電流。 對于進行自動重合閘的開關(guān)，沒有具體的指標描述，但在進行開關(guān)選擇時，對于進行自動重合閘的開關(guān)，沒有具體的指標描述，但在進行開關(guān)選擇時，多選擇開斷容量大或開斷電流大的斷路器。多選擇開斷容量大或開斷電流大的斷路器。5.分合各種空載、負載電路分合各種空載、負載電路 斷路器在分合各種空載線路、容性負載和感性負載時，在斷路器在分合各種空載線路、容性負載和感性負載時，在分合過程中會遇到電壓和電流的過渡過程，通常影響到開關(guān)分合過程中會遇到電壓和電流的過渡過程，通常影響到開關(guān)的是分合過程中的過電壓。的是分合過程中的過電壓。標志這方面分合能力的

12、主要參數(shù)標志這方面分合能力的主要參數(shù)是額定電壓是額定電壓 ，分合架空輸電線路和電纜的長度（，分合架空輸電線路和電纜的長度（km）以）以及變壓器、電容器組的容量等。及變壓器、電容器組的容量等。6.允許分合次數(shù)允許分合次數(shù) 一般斷路器允許空載分合次數(shù)（也稱機械壽命）為一般斷路器允許空載分合次數(shù)（也稱機械壽命）為2000次。次。eU(二二)一般電氣性能方面一般電氣性能方面 1.電壓電壓 高壓斷路器除了要能長期承受相應(yīng)的最大工作電壓外，高壓斷路器除了要能長期承受相應(yīng)的最大工作電壓外，還應(yīng)耐受高于額定電壓的各種過電壓作用，而不會導(dǎo)致絕還應(yīng)耐受高于額定電壓的各種過電壓作用，而不會導(dǎo)致絕緣的損壞。緣的損壞。

13、 標志這方面性能的參數(shù)是：工頻試驗電壓、全波和截波標志這方面性能的參數(shù)是：工頻試驗電壓、全波和截波沖擊試驗電壓、操作波試驗電壓。沖擊試驗電壓、操作波試驗電壓。 2.電流電流(1)額定電流額定電流 (A，有效值，有效值): 斷路器在閉合狀態(tài)下導(dǎo)電系統(tǒng)能長期通過的電流。在額斷路器在閉合狀態(tài)下導(dǎo)電系統(tǒng)能長期通過的電流。在額定頻率下通過這一電流時，各個金屬部位和絕緣的溫升不定頻率下通過這一電流時，各個金屬部位和絕緣的溫升不能超過國家標準中規(guī)定的數(shù)值。額定電流在某種程度上決能超過國家標準中規(guī)定的數(shù)值。額定電流在某種程度上決定了導(dǎo)體及觸頭的尺寸。定了導(dǎo)體及觸頭的尺寸。 (2)額定峰值耐受電流或動穩(wěn)定電流額

14、定峰值耐受電流或動穩(wěn)定電流 (kA，峰值，峰值) (Peak Withstand Current)是斷路器在閉合位置所能允許通過的最大電流峰值。表征是斷路器在閉合位置所能允許通過的最大電流峰值。表征開關(guān)導(dǎo)電部分及支持絕緣部分的機械強度，在通過這一電開關(guān)導(dǎo)電部分及支持絕緣部分的機械強度，在通過這一電流后開關(guān)不應(yīng)損壞且能繼續(xù)正常工作。流后開關(guān)不應(yīng)損壞且能繼續(xù)正常工作。(3)額定短時耐受電流或熱穩(wěn)定電流額定短時耐受電流或熱穩(wěn)定電流 (kA，有效值，有效值) 是在規(guī)定的短時間內(nèi)，斷路器在閉合位置所能耐受的電流。是在規(guī)定的短時間內(nèi)，斷路器在閉合位置所能耐受的電流。流過這一電流期間，斷路器的溫升，不應(yīng)超過

15、標準規(guī)定的流過這一電流期間，斷路器的溫升，不應(yīng)超過標準規(guī)定的短時發(fā)熱允許溫度。短時發(fā)熱允許溫度。 額定電流額定電流額定短路開斷電流額定短路開斷電流額定熱穩(wěn)定電流額定熱穩(wěn)定電流額定動穩(wěn)定電流額定動穩(wěn)定電流額定短路關(guān)合電流額定短路關(guān)合電流 除額定電流外，額定動穩(wěn)電流、額定關(guān)合電流、額定開除額定電流外，額定動穩(wěn)電流、額定關(guān)合電流、額定開斷電流、額定熱穩(wěn)電流都是同一短路電流在不同工況下或斷電流、額定熱穩(wěn)電流都是同一短路電流在不同工況下或不同時刻出現(xiàn)的電流峰值或有效值，但各有其特指的表征不同時刻出現(xiàn)的電流峰值或有效值，但各有其特指的表征含義。含義。dwireIekIeI幾個電流之間的關(guān)系為：幾個電流之間

16、的關(guān)系為：都以短路發(fā)生后約半個工頻周期處出現(xiàn)的沖擊電流峰值表示都以短路發(fā)生后約半個工頻周期處出現(xiàn)的沖擊電流峰值表示(三三)自然環(huán)境方面自然環(huán)境方面1.海拔高度海拔高度 海拔高度對高壓電器主要有兩方面的影響：海拔高度對高壓電器主要有兩方面的影響：(1)對外部絕緣的影響。對外部絕緣的影響。(2)對電器發(fā)熱溫度的影響對電器發(fā)熱溫度的影響2.環(huán)境溫度環(huán)境溫度3.濕度濕度4.地震地震5.污穢污穢6.風(fēng)力風(fēng)力7.覆冰覆冰四、少油斷路器四、少油斷路器1.SN10-10少油斷路器少油斷路器1-鋁帽鋁帽2-上接線端子上接線端子3-油標油標4-絕緣筒絕緣筒5-下接線端子下接線端子6-基座基座7-主軸主軸8-框架框

17、架9-斷路彈簧斷路彈簧外形結(jié)構(gòu)圖外形結(jié)構(gòu)圖DL在合閘位置時，在合閘位置時，形成的導(dǎo)電回為：形成的導(dǎo)電回為：上接線端子上接線端子靜觸頭靜觸頭導(dǎo)電桿導(dǎo)電桿中間觸頭中間觸頭下接端子下接端子分閘時，導(dǎo)電桿與靜觸頭分開，分閘時，導(dǎo)電桿與靜觸頭分開，導(dǎo)電回路即被切斷而產(chǎn)生電弧，導(dǎo)電回路即被切斷而產(chǎn)生電弧，油在高溫下蒸發(fā)分解成大量氣體，油在高溫下蒸發(fā)分解成大量氣體，油壓增高。隨著動觸頭繼續(xù)下移，油壓增高。隨著動觸頭繼續(xù)下移，在滅弧室內(nèi)油氣混合物對電弧進行在滅弧室內(nèi)油氣混合物對電弧進行橫吹和附加縱吹，使電弧熄滅。橫吹和附加縱吹，使電弧熄滅。圖2.13 SN10-10少油斷路器滅弧過程：從動、靜觸頭分開產(chǎn)生電弧

18、到第一吹弧道打開，稱為封閉氣滅弧過程：從動、靜觸頭分開產(chǎn)生電弧到第一吹弧道打開，稱為封閉氣泡階段。在此階段電弧處在靜止的氣泡中，冷卻作用差，電弧難以熄滅。泡階段。在此階段電弧處在靜止的氣泡中，冷卻作用差，電弧難以熄滅。動觸頭繼續(xù)向下運動，第一、第二、三吹弧道相繼打開，滅弧室內(nèi)的高動觸頭繼續(xù)向下運動，第一、第二、三吹弧道相繼打開，滅弧室內(nèi)的高壓氣體經(jīng)吹弧道向外排出，對電弧橫向吹拂，使電弧強力冷卻與去游離。壓氣體經(jīng)吹弧道向外排出，對電弧橫向吹拂，使電弧強力冷卻與去游離。滅弧室由幾種不同形狀滅弧室由幾種不同形狀的滅弧片疊裝而成的滅弧片疊裝而成操動機構(gòu)接到分、操動機構(gòu)接到分、合閘信號后，在合閘信號后，

19、在外界能源作用下，外界能源作用下，使主軸使主軸2轉(zhuǎn)動，再轉(zhuǎn)動，再通過連桿通過連桿5帶動斷帶動斷路器主軸路器主軸1和導(dǎo)電和導(dǎo)電桿完成斷路器的桿完成斷路器的分、合閘操作。分、合閘操作。 高壓斷路器的可以進行手動操作和電動操作，無論何種操高壓斷路器的可以進行手動操作和電動操作，無論何種操作方式，都要通過操作機構(gòu)完成開關(guān)的分合閘操作。操作機構(gòu)作方式，都要通過操作機構(gòu)完成開關(guān)的分合閘操作。操作機構(gòu)一般地由以下幾個部分組成：一般地由以下幾個部分組成：1）能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)）能量轉(zhuǎn)換機構(gòu) 高壓開關(guān)的分、合閘的最后完成都要依靠機械能來實現(xiàn)，因此存在著把電能高壓開關(guān)的分、合閘的最后完成都要依靠機械能來實現(xiàn)，因此存在著

20、把電能轉(zhuǎn)換為機械能的轉(zhuǎn)換機構(gòu)，這種把電能轉(zhuǎn)化為機械能的機構(gòu)有電磁鐵（早期斷轉(zhuǎn)換為機械能的轉(zhuǎn)換機構(gòu)，這種把電能轉(zhuǎn)化為機械能的機構(gòu)有電磁鐵（早期斷路器多采用這種操作機構(gòu)，特點是分、合閘電流很大，特別是合閘電流，可達路器多采用這種操作機構(gòu)，特點是分、合閘電流很大，特別是合閘電流，可達7090安培）、電動機（多應(yīng)用于隔離開關(guān)）、液壓傳動機構(gòu)和壓縮空氣工作安培）、電動機（多應(yīng)用于隔離開關(guān)）、液壓傳動機構(gòu)和壓縮空氣工作缸（目前斷路器采用比較多的操作機構(gòu)）。缸（目前斷路器采用比較多的操作機構(gòu)）。2）聯(lián)動機構(gòu)）聯(lián)動機構(gòu)用于把能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)中的機械能轉(zhuǎn)換為開關(guān)動作，一般由四邊形連桿機用于把能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)中的機械能轉(zhuǎn)

21、換為開關(guān)動作，一般由四邊形連桿機構(gòu)、拐臂和拉桿組成。構(gòu)、拐臂和拉桿組成。3）保持機構(gòu)）保持機構(gòu)把操作過程保持在進行中的狀態(tài)，防止命令消失引起的操作失敗。把操作過程保持在進行中的狀態(tài)，防止命令消失引起的操作失敗。4）釋放機構(gòu)）釋放機構(gòu)在操作完成后實現(xiàn)對機構(gòu)狀態(tài)的返回。在操作完成后實現(xiàn)對機構(gòu)狀態(tài)的返回。 在進行分、合閘操作時，操作機構(gòu)可能出現(xiàn)的各種工作情在進行分、合閘操作時，操作機構(gòu)可能出現(xiàn)的各種工作情況都要綜合考慮到，對開關(guān)操作機構(gòu)提出以下要求：況都要綜合考慮到，對開關(guān)操作機構(gòu)提出以下要求：1）合閘）合閘 對于合閘操作，希望開關(guān)能迅速動作把電路接通，避免電弧對觸頭的燒對于合閘操作，希望開關(guān)能迅速

22、動作把電路接通，避免電弧對觸頭的燒傷，因此，對操作機構(gòu)要求有足夠的合閘能量，具體到不同的操作機構(gòu)有不傷，因此，對操作機構(gòu)要求有足夠的合閘能量，具體到不同的操作機構(gòu)有不同的要求，如液壓操作機構(gòu)的液壓要保持在適當(dāng)?shù)姆秶?，氣動操作機構(gòu)的氣同的要求，如液壓操作機構(gòu)的液壓要保持在適當(dāng)?shù)姆秶?，氣動操作機構(gòu)的氣壓要保持在適當(dāng)?shù)姆秶瑥椈蓛δ軝C構(gòu)在合閘前要預(yù)先完成儲能工作等，如壓要保持在適當(dāng)?shù)姆秶瑥椈蓛δ軝C構(gòu)在合閘前要預(yù)先完成儲能工作等，如果液壓、氣壓等不符合要求，將自動啟動油泵、風(fēng)機等機械加壓。果液壓、氣壓等不符合要求，將自動啟動油泵、風(fēng)機等機械加壓。2）保持合閘）保持合閘 開關(guān)的合閘和分閘，可以有以下幾

23、種操作方式：由操作人員通過開關(guān)的合閘和分閘，可以有以下幾種操作方式：由操作人員通過控制屏（一般設(shè)在主控制室）或開關(guān)跟前的端子箱通過操作把手或按控制屏（一般設(shè)在主控制室）或開關(guān)跟前的端子箱通過操作把手或按鈕完成，也可以由操作人員通過遠動系統(tǒng)的調(diào)度端下達操作命令，通鈕完成，也可以由操作人員通過遠動系統(tǒng)的調(diào)度端下達操作命令，通過遠動系統(tǒng)的信道把命令傳送到設(shè)在變電所的執(zhí)行端，執(zhí)行端對命令過遠動系統(tǒng)的信道把命令傳送到設(shè)在變電所的執(zhí)行端，執(zhí)行端對命令進行處理后發(fā)出分閘或合閘脈沖。無論是何種操作方式，都應(yīng)該有相進行處理后發(fā)出分閘或合閘脈沖。無論是何種操作方式，都應(yīng)該有相應(yīng)的電路對分閘或合閘脈沖進行保持，同時

24、，在操作完畢且相應(yīng)的操應(yīng)的電路對分閘或合閘脈沖進行保持，同時，在操作完畢且相應(yīng)的操作信號撤消后，開關(guān)觸頭仍應(yīng)該保持在操作后位置，以上兩個功能的作信號撤消后，開關(guān)觸頭仍應(yīng)該保持在操作后位置，以上兩個功能的實現(xiàn)全賴操作機構(gòu)的保持功能完成。實現(xiàn)全賴操作機構(gòu)的保持功能完成。3）分閘）分閘 斷路器在合閘過程中，需要在外力的作用下，把四邊形連桿機構(gòu)推動到一個斷路器在合閘過程中，需要在外力的作用下，把四邊形連桿機構(gòu)推動到一個位置，在這個位置上，四邊形連桿機構(gòu)達到一個平衡，因此進行開關(guān)的合閘操位置，在這個位置上，四邊形連桿機構(gòu)達到一個平衡，因此進行開關(guān)的合閘操作所需要的力是比較大的（與分閘相比），與合閘過程不

25、同，分閘則是需要一作所需要的力是比較大的（與分閘相比），與合閘過程不同，分閘則是需要一個外力打破四邊形連桿機構(gòu)的平衡，因此，所需外力要小一些。一般來說，斷個外力打破四邊形連桿機構(gòu)的平衡，因此，所需外力要小一些。一般來說，斷路器的合閘和分閘操作都要經(jīng)外力實現(xiàn)。路器的合閘和分閘操作都要經(jīng)外力實現(xiàn)。4）自由脫扣）自由脫扣 自由脫扣指的是在斷路器合閘過程中接收到分閘命令時，機構(gòu)終止執(zhí)自由脫扣指的是在斷路器合閘過程中接收到分閘命令時，機構(gòu)終止執(zhí)行合閘命令而改為執(zhí)行分閘命令。行合閘命令而改為執(zhí)行分閘命令。 如果沒有自由脫扣功能，則斷路器在把設(shè)備合閘到故障上時，繼電如果沒有自由脫扣功能，則斷路器在把設(shè)備合閘

26、到故障上時，繼電保護將無法快速跳開斷路器，同樣地斷路器在把設(shè)備合閘到故障上而保護將無法快速跳開斷路器，同樣地斷路器在把設(shè)備合閘到故障上而合閘命令尚未解除（保持），則會出現(xiàn)斷路器重復(fù)進行合閘合閘命令尚未解除（保持），則會出現(xiàn)斷路器重復(fù)進行合閘-分閘的分閘的動作（跳躍現(xiàn)象）。動作（跳躍現(xiàn)象）。5）防止跳躍）防止跳躍6）復(fù)位）復(fù)位 在完成開關(guān)操作后，操作機構(gòu)能進入相應(yīng)狀態(tài)預(yù)備進行下一次操作。在完成開關(guān)操作后，操作機構(gòu)能進入相應(yīng)狀態(tài)預(yù)備進行下一次操作。7）連鎖）連鎖 開關(guān)位置連鎖：利用開關(guān)之間的位置信號實現(xiàn)；開關(guān)位置連鎖：利用開關(guān)之間的位置信號實現(xiàn)； 操作機構(gòu)狀態(tài)閉瑣：在開關(guān)和操作機構(gòu)出現(xiàn)異常狀態(tài)時，

27、對開關(guān)操作命令進操作機構(gòu)狀態(tài)閉瑣：在開關(guān)和操作機構(gòu)出現(xiàn)異常狀態(tài)時，對開關(guān)操作命令進行閉瑣。行閉瑣。2.SW-110型斷路器型斷路器 SW-110型斷路器由三個獨立的型斷路器由三個獨立的Y形單元組成，每個形單元組成，每個Y形形單元構(gòu)成一相的斷路單元。單元構(gòu)成一相的斷路單元。1-底架底架2-提升桿提升桿3-支持套管支持套管5-中間機構(gòu)箱中間機構(gòu)箱6-滅弧室滅弧室3.六氟化硫六氟化硫(SF6)斷路器斷路器一、氣體特性：一、氣體特性：SF6由由F原子與原子與S原子結(jié)合而成，分子結(jié)構(gòu)是個完全對稱的八原子結(jié)合而成，分子結(jié)構(gòu)是個完全對稱的八面體，面體，S原子居中，六個角上是原子居中，六個角上是F原子，原子，

28、F與與S原子間以共價原子間以共價鍵聯(lián)結(jié)。鍵聯(lián)結(jié)。物理性能：無色、無臭、無毒、不可燃的惰性氣體；物理性能：無色、無臭、無毒、不可燃的惰性氣體；化學(xué)性能：在常溫下是極為穩(wěn)定的氣體，其惰性遠遠超過化學(xué)性能：在常溫下是極為穩(wěn)定的氣體，其惰性遠遠超過氮氣；氮氣；絕緣性能：在三個大氣壓時，它與變壓器油的絕緣強度相絕緣性能：在三個大氣壓時，它與變壓器油的絕緣強度相等，壓力越高，絕緣性能越好。在均勻電場及相同壓力下，等，壓力越高，絕緣性能越好。在均勻電場及相同壓力下，它的絕緣性能為空氣它的絕緣性能為空氣23倍；倍；滅弧性能：滅弧性能：SF6具有很強的滅弧能力，在自由開斷的情況下，具有很強的滅弧能力，在自由開斷

29、的情況下，它的滅弧能力要比空氣大約它的滅弧能力要比空氣大約100倍。倍。(二二)六氟化硫斷路器的典型結(jié)構(gòu)六氟化硫斷路器的典型結(jié)構(gòu)瓷瓶支持敞開式結(jié)構(gòu)，如圖所示。瓷瓶支持敞開式結(jié)構(gòu)，如圖所示。滅弧室被密封在瓷套管滅弧室被密封在瓷套管1內(nèi)，內(nèi)，并固定在支持瓷瓶上。并固定在支持瓷瓶上。斷路器出線端和靜觸頭座斷路器出線端和靜觸頭座2相連，動觸桿相連，動觸桿3通過通過傳動機構(gòu)傳動機構(gòu)4、連桿、連桿5和和斷路器的操作箱斷路器的操作箱14相連接。相連接。操作箱內(nèi)裝有氣動操作操作箱內(nèi)裝有氣動操作機構(gòu)。機構(gòu)。滅弧室內(nèi)由主動、靜頭滅弧室內(nèi)由主動、靜頭6、7組成主導(dǎo)組成主導(dǎo)電回路，以及由輔助動、靜觸頭電回路，以及由輔

30、助動、靜觸頭8、9組成的弧觸頭回路，前者僅通過電流，組成的弧觸頭回路，前者僅通過電流，而電弧的燃燒與熄滅是在輔助觸頭上，而電弧的燃燒與熄滅是在輔助觸頭上，這樣可以提高主觸頭的載流能力和使這樣可以提高主觸頭的載流能力和使用壽命。用壽命。13-密度繼電器密度繼電器可以直接反映氣體的泄漏情況?？梢灾苯臃从硽怏w的泄漏情況。在發(fā)生氣體泄漏密度降低時發(fā)出信號，在發(fā)生氣體泄漏密度降低時發(fā)出信號，真實的反映氣體的泄漏情況真實的反映氣體的泄漏情況 1 1安全閥安全閥 22箱體箱體 33觀察窗觀察窗 44箱蓋箱蓋 55操作機構(gòu)操作機構(gòu) 66車架車架 77電流互感器電流互感器 88絕緣套管絕緣套管 99隔離觸指隔離

31、觸指1010氣壓表氣壓表4.真空斷路器真空斷路器五、熔斷器與高壓負荷開關(guān)五、熔斷器與高壓負荷開關(guān)1.熔斷器熔斷器 熔斷器是一種最簡單的保護電器，串接在電路中使用。熔斷器是一種最簡單的保護電器，串接在電路中使用。當(dāng)電路中通過短路電流或過載電流時，利用熔體產(chǎn)生的熱當(dāng)電路中通過短路電流或過載電流時，利用熔體產(chǎn)生的熱量使其本身熔斷，從而切斷電路。量使其本身熔斷，從而切斷電路。 它不能用以正常切斷或接通電路，而必須和其它電器配它不能用以正常切斷或接通電路，而必須和其它電器配合使用；當(dāng)熔斷器熔體熔化后必須更換，需短時停電。合使用；當(dāng)熔斷器熔體熔化后必須更換，需短時停電?；窘Y(jié)構(gòu)：基本結(jié)構(gòu)： 金屬熔體、支持

32、熔體的觸頭裝置和外殼金屬熔體、支持熔體的觸頭裝置和外殼參數(shù)和型號：參數(shù)和型號：額定電壓、額定電流、熔體的額定電流、極限分斷能力額定電壓、額定電流、熔體的額定電流、極限分斷能力熔體的額定電流不得超過熔斷器的額定電流。熔體的額定電流不得超過熔斷器的額定電流。型號表示方式：型號表示方式：2.高壓負荷開關(guān)高壓負荷開關(guān) 有簡單的滅弧裝置和明顯的斷開點，可通斷負荷電流和有簡單的滅弧裝置和明顯的斷開點，可通斷負荷電流和過負荷電流，有隔離開關(guān)的作用，但不能斷開短路電流。過負荷電流，有隔離開關(guān)的作用，但不能斷開短路電流。 負荷開關(guān)常與熔斷器一起使用，借助熔斷器來切除故障負荷開關(guān)常與熔斷器一起使用，借助熔斷器來切

33、除故障電流。電流。六、直流快速開關(guān)六、直流快速開關(guān) 由前面分析知，直流電弧是非線性電阻，其電弧的熄滅由前面分析知，直流電弧是非線性電阻，其電弧的熄滅過程和交流電弧不同，其電弧電流在時間上不過零點，屬過程和交流電弧不同，其電弧電流在時間上不過零點，屬于非周期變化，要使直流電弧熄滅較為困難。于非周期變化，要使直流電弧熄滅較為困難。 除了在直流開關(guān)中加強各種熄弧措施外，最有效的方法除了在直流開關(guān)中加強各種熄弧措施外，最有效的方法是采用固有動作時間很小的快速開關(guān)，加速斷開短路的過是采用固有動作時間很小的快速開關(guān)，加速斷開短路的過負荷電流。負荷電流。 為了說明直流開關(guān)快速動作的必要性，可從對直流牽引為了

34、說明直流開關(guān)快速動作的必要性，可從對直流牽引網(wǎng)短路電流增長特性的分析中得到解答。網(wǎng)短路電流增長特性的分析中得到解答。 直流牽引網(wǎng)是含電感直流牽引網(wǎng)是含電感L和電阻和電阻R的路，特別是在近處短路的路，特別是在近處短路時，時，R很小，如網(wǎng)壓為很小，如網(wǎng)壓為U，穩(wěn)態(tài)短路電流則極大。，穩(wěn)態(tài)短路電流則極大?？杀磉_為：可表達為：它是按指數(shù)曲線增長的。它是按指數(shù)曲線增長的。 短路電流的增長迅速，為了避免對電氣設(shè)備的損壞，短路電流的增長迅速，為了避免對電氣設(shè)備的損壞，并改善直流開關(guān)的熄弧條件，必須在其在到危險值這前快并改善直流開關(guān)的熄弧條件，必須在其在到危險值這前快速斷路。速斷路。曲線曲線1穩(wěn)態(tài)短路電流曲線穩(wěn)

35、態(tài)短路電流曲線曲線曲線2快速開關(guān)的電流整定值和全分斷時間的關(guān)系曲線快速開關(guān)的電流整定值和全分斷時間的關(guān)系曲線 -快速開關(guān)的電流整定值快速開關(guān)的電流整定值T全分斷時間全分斷時間其中其中T包括：包括：t1電流達到整定值所需的時間；電流達到整定值所需的時間；t2開關(guān)斷路的固有時間，它由快速開關(guān)的結(jié)構(gòu)所決定；開關(guān)斷路的固有時間，它由快速開關(guān)的結(jié)構(gòu)所決定；t3電弧燃燒時間，它與熄弧措施和結(jié)構(gòu)所決定。電弧燃燒時間，它與熄弧措施和結(jié)構(gòu)所決定。變壓器常用于儀器測量用途，以使電壓或電流匹配儀表和變壓器常用于儀器測量用途，以使電壓或電流匹配儀表和其它儀器的量程，例如，大多數(shù)電力系統(tǒng)的測量儀器，電其它儀器的量程，例

36、如，大多數(shù)電力系統(tǒng)的測量儀器，電壓以壓以0120V有效值為量程，電流以有效值為量程，電流以05A有效值為量程。有效值為量程。由于電力系統(tǒng)的線由于電力系統(tǒng)的線-線電壓高達線電壓高達110kV，電流可能為數(shù)十，電流可能為數(shù)十kA，就需要一些方法，將這些信號以精確而又低量級的形，就需要一些方法，將這些信號以精確而又低量級的形式，提供給測量儀器。式，提供給測量儀器。一個通用的方法是采用專用變壓器：一個通用的方法是采用專用變壓器：電壓互感器電壓互感器電流互感器電流互感器七、互感器七、互感器互感器在電力系統(tǒng)中的作用是：互感器在電力系統(tǒng)中的作用是：將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐藴实牡碗妼⒁淮位芈返?/p>

37、高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐藴实牡碗妷汉托‰娏鳎箿y量儀表和繼電器標準化、小型化，電壓壓和小電流，使測量儀表和繼電器標準化、小型化，電壓為為100V、100/ V，電流為，電流為5A或或1A； 使二次系統(tǒng)設(shè)備與高壓側(cè)隔離，且互感器二次側(cè)均接地，使二次系統(tǒng)設(shè)備與高壓側(cè)隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。從而保證了設(shè)備和人身的安全。(一一)電壓互感器電壓互感器工作原理與工作狀態(tài)：工作原理與工作狀態(tài)： 電壓互感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、繞組的連接方式都電壓互感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、繞組的連接方式都與電力變壓器相同。與電力變壓器相同。一次側(cè)繞組并聯(lián)在線路上，一次側(cè)繞組并聯(lián)在線路上，

38、儀表的電壓線圈與二次繞組并聯(lián)儀表的電壓線圈與二次繞組并聯(lián)要求將一次側(cè)的高壓，要求將一次側(cè)的高壓，變換為測量儀表需要的電壓變換為測量儀表需要的電壓(100V)，則則PT相當(dāng)于一個降壓變壓器，相當(dāng)于一個降壓變壓器，N1N2一次繞組多而細，二次繞組少而粗。一次繞組多而細，二次繞組少而粗。特點：特點：容量小，類似一臺小容量變壓器；容量小，類似一臺小容量變壓器；額定變壓比：額定變壓比： 其中原繞組額定電壓是電網(wǎng)額定電壓，已標準化，副繞其中原繞組額定電壓是電網(wǎng)額定電壓，已標準化，副繞組額定電壓則統(tǒng)一設(shè)計為組額定電壓則統(tǒng)一設(shè)計為100V，所以，所以Ke也標準化。也標準化。三相三相PT為一、二次側(cè)線電壓之比。

39、為一、二次側(cè)線電壓之比。二次負荷恒定，在理想條件下可認為電壓互感器是電壓源。二次負荷恒定，在理想條件下可認為電壓互感器是電壓源。電壓互感器的誤差：電壓互感器的誤差：1.電壓誤差：電壓誤差：電壓誤差能引起所有儀表和繼電器產(chǎn)生誤差。電壓誤差能引起所有儀表和繼電器產(chǎn)生誤差。2.角誤差：角誤差：原邊電壓相量原邊電壓相量 與旋轉(zhuǎn)過與旋轉(zhuǎn)過180的副邊電壓相量的副邊電壓相量 之間之間的夾角的夾角 稱為角誤差。稱為角誤差。角誤差對功率型儀表和繼電器及反映相位保護裝置都有影角誤差對功率型儀表和繼電器及反映相位保護裝置都有影響。響。 電壓互感器在正常運行中，電壓互感器在正常運行中，其副繞組所接測量儀表和繼電器的

40、電壓線圈阻抗很大，其副繞組所接測量儀表和繼電器的電壓線圈阻抗很大，二次電流很小，二次電流很小，電壓互感器副邊工作在近似開路狀態(tài)，電壓互感器副邊工作在近似開路狀態(tài)，相當(dāng)于變壓器副邊空載運行。相當(dāng)于變壓器副邊空載運行。 通常通常0.1、0.2級互感器用于實驗室精密測量，級互感器用于實驗室精密測量，0.5級用于供電給級用于供電給瓦時計，瓦時計，1級和級和3級用于一般測量儀表。級用于一般測量儀表。電壓互感器使用注意事項：電壓互感器使用注意事項：電壓互感器在工作時，其一、二次側(cè)不得短路。電壓互感器在工作時，其一、二次側(cè)不得短路。一次側(cè)短路時會造成供電線路短路；一次側(cè)短路時會造成供電線路短路；二次回路中，

41、由于阻抗較大近于開路狀態(tài)，發(fā)生短路時，二次回路中，由于阻抗較大近于開路狀態(tài)，發(fā)生短路時，將在副繞組中流過一個很大的短路電流，有可能造成電壓將在副繞組中流過一個很大的短路電流，有可能造成電壓互感器燒損?；ジ衅鳠龘p。因此，應(yīng)在一、二次側(cè)裝設(shè)熔斷器進行短路保護。因此，應(yīng)在一、二次側(cè)裝設(shè)熔斷器進行短路保護。電壓互感器二次側(cè)有一端必須接地。電壓互感器二次側(cè)有一端必須接地。目的是為了防止一、二次繞組的絕緣擊穿時，一次側(cè)的高目的是為了防止一、二次繞組的絕緣擊穿時，一次側(cè)的高壓竄入二次回路中，危及設(shè)備及人身安全，通常將公共端壓竄入二次回路中，危及設(shè)備及人身安全，通常將公共端接地。接地。 隨著電網(wǎng)電壓的提高，電

42、磁式電壓互感器的體積將越來隨著電網(wǎng)電壓的提高，電磁式電壓互感器的體積將越來越大，造價也越來越高，因此需尋求其他型式的電壓互感越大，造價也越來越高，因此需尋求其他型式的電壓互感器來代替電磁式電壓互感器。器來代替電磁式電壓互感器。 電容式電壓互感器：體積小，重量輕，制造簡單，造價低。電容式電壓互感器：體積小，重量輕，制造簡單，造價低。在在110kV及以上中性點直接接地系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。及以上中性點直接接地系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。其實質(zhì)：電容分壓器其實質(zhì)：電容分壓器型號：型號：(二二)電流互感器電流互感器一次側(cè)繞組串聯(lián)在線路上，一次側(cè)繞組串聯(lián)在線路上，儀表的電流線圈與二次繞組串聯(lián)儀表的電流線圈與二次繞組串聯(lián)要求將一次側(cè)的大電流，要求將一次側(cè)的大電流，變換為測量儀表需要的小電流變換為測量儀表需要的小電流(5A)，N1N2一次繞組匝數(shù)少，二次繞組匝數(shù)多。一次繞組匝數(shù)少，二次繞組匝數(shù)多。工作原理與工作狀態(tài)：工作原理與