高鐵變電所高壓電器的運(yùn)行與維護(hù)-高壓開關(guān)電器認(rèn)知

學(xué)校：高壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)高壓斷路器的用途即根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求，接通或斷開工作電路控制作用當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，在繼電保護(hù)裝置的作用下，斷路器自動斷開故障部分，以保證系統(tǒng)中無故障部分的正常運(yùn)行。保護(hù)作用高壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)高壓斷路器的基本要求123654工作可靠具有足夠的開斷能力具有盡可能短的切斷時(shí)間具有自動重合閘性能具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、良好的穩(wěn)定性能結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉高壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)高壓斷路器的分類按安裝地點(diǎn)分類按所采用的滅弧介質(zhì)分類屋內(nèi)式屋外式油斷路器六氟化硫(SF6)氣體斷路器真空斷路器高壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)學(xué)校：高壓斷路器技術(shù)參數(shù)高壓斷路器技術(shù)參數(shù)高壓斷路器的特性和工作性能，可用它的基本參數(shù)來表征。斷路器的基本參數(shù)有：額定電壓是指斷路器長時(shí)間運(yùn)行時(shí)能承受的正常工作電壓。

由于電網(wǎng)不同地點(diǎn)的電壓可能高出額定電壓10％左右，故制造廠規(guī)定了斷路器的最高工作電壓。對于220kV及以下設(shè)備，其最高工作電壓為額定電壓的1.15倍；對于330kV的設(shè)備，規(guī)定為1.1倍。最高工作電壓高壓斷路器的特性和工作性能，可用它的基本參數(shù)來表征。斷路器的基本參數(shù)有：額定電流是指銘牌上標(biāo)明的斷路器可長期通過的工作電流。

由于額定開斷電流是指斷路器在額定電壓下能正常開斷的最大短路電流的有效值。

高壓斷路器技術(shù)參數(shù)高壓斷路器的特性和工作性能，可用它的基本參數(shù)來表征。斷路器的基本參數(shù)有：保證斷路器能關(guān)合短路而不致于發(fā)生觸頭熔焊或其它損傷，所允許接通的最大短路電流。

高壓斷路器技術(shù)參數(shù)ＳNK＝UNINKＳNK＝UNINK額定斷流容量也表征斷路器的開斷能力。在三相系統(tǒng)中，它和額定開斷電流的關(guān)系為

高壓斷路器的特性和工作性能，可用它的基本參數(shù)來表征。斷路器的基本參數(shù)有：動穩(wěn)定電流是指斷路器在合閘位置時(shí)，允許通過的短路電流最大峰值。

熱穩(wěn)定電流是指在規(guī)定的某一段時(shí)間內(nèi)，允許通過斷路器的最大短路電流。

高壓斷路器技術(shù)參數(shù)高壓斷路器的特性和工作性能，可用它的基本參數(shù)來表征。斷路器的基本參數(shù)有：

合閘時(shí)間合閘時(shí)間是指從操動機(jī)構(gòu)接到合閘命令瞬間起到斷路器接通為止所需的時(shí)間。合閘時(shí)間決定于斷路器的操動機(jī)構(gòu)及中間傳動機(jī)構(gòu)。一般合閘時(shí)間大于分閘時(shí)間。高壓斷路器技術(shù)參數(shù)開斷元件支持絕緣件傳動元件基座操動機(jī)構(gòu)高壓斷路器的結(jié)構(gòu)高壓斷路器技術(shù)參數(shù)學(xué)校：高壓開關(guān)電器分類及結(jié)構(gòu)高壓開關(guān)電器分類及結(jié)構(gòu)高壓開關(guān)電器的作用1234正常工作情況下可靠地接通或斷開電路在改變運(yùn)行方式時(shí)進(jìn)行切換操作當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)迅速切除故障部分，以保證非故障部分的正常運(yùn)行設(shè)備檢修時(shí)隔離帶電部分，以保證工作人員的安全高壓開關(guān)電器分類及結(jié)構(gòu)高壓開關(guān)電器的分類按電壓等級分按安裝地點(diǎn)分按功能分低壓開關(guān)電器高壓開關(guān)電器屋內(nèi)式屋外式隔離開關(guān)負(fù)荷開關(guān)熔斷器自動重合器開關(guān)電器斷路器高壓開關(guān)電器分類及結(jié)構(gòu)高壓斷路器高壓斷路器的作用控制作用保護(hù)作用系統(tǒng)正常情況系統(tǒng)故障情況斷路器能通斷任何性質(zhì)的電流電路高壓開關(guān)電器分類及結(jié)構(gòu)高壓斷路器的分類按安裝地點(diǎn)分類屋內(nèi)式斷路器屋外式斷路器按采用的滅弧介質(zhì)分類壓縮空氣斷路器（空氣即作滅弧介質(zhì)又作絕緣介質(zhì)，20×105Pa空氣壓力）真空斷路器（真空的介電強(qiáng)度高）SF6斷路器（SF6即為滅弧介質(zhì)又為絕緣介質(zhì)）油斷路器（油即作滅弧介質(zhì)又作絕緣介質(zhì)）多油斷路器少油斷路器高壓開關(guān)電器分類及結(jié)構(gòu)SF6斷路器的結(jié)構(gòu)110kV瓷柱式SF6斷路器結(jié)構(gòu)示意圖上出線端下出線端真空滅弧室環(huán)氧樹脂壁動出線桿軟連接絕緣拉桿動導(dǎo)電桿導(dǎo)向套波紋管動蓋板波紋管屏蔽罩瓷殼屏蔽管觸頭系統(tǒng)靜導(dǎo)電桿靜蓋板真空斷路器的結(jié)構(gòu)高壓開關(guān)電器分類及結(jié)構(gòu)高壓開關(guān)電器分類及結(jié)構(gòu)接通或切斷小電流電路隔離電源，保證安全倒閘操作拉合電壓互感器、避雷器電路。拉合母線和直接與母線相連設(shè)備的電容電流。拉合勵(lì)磁電流小于2A的空載變壓器（電壓35KV、容量為1000KVA及以下；電壓110KV、容量3200KVA及以下）拉合電容電流不超過5A的空載線路（電壓10KV、長度5KM及以下的架空線路；電壓35KV、長度10KM及以下的架空線路）。隔離開關(guān)的作用高壓開關(guān)電器分類及結(jié)構(gòu)高壓隔離開關(guān)分類按裝設(shè)地點(diǎn)分：戶內(nèi)式和戶外式按絕緣支柱分：單柱式，雙柱式和三柱式按動觸頭運(yùn)動方式分：水平旋轉(zhuǎn)式，垂直旋轉(zhuǎn)式擺動式和插入式按有無接地刀閘分：無接地刀閘，一側(cè)有接地刀閘，兩側(cè)有接地刀閘按操動機(jī)構(gòu)分：手動式，電動式，氣動式，液動式按極數(shù)分：單極，雙極，三極主觸頭閘刀接線端接地刀觸頭接地刀棒式絕緣子GW4型隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)圖隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)高壓開關(guān)電器分類及結(jié)構(gòu)高壓開關(guān)電器分類及結(jié)構(gòu)高壓熔斷器的結(jié)構(gòu)高壓熔斷器由金屬熔體、觸頭、滅弧裝置、絕緣底座。高壓開關(guān)電器分類及結(jié)構(gòu)高壓熔斷器的分類戶外式按使用地點(diǎn)分：非限流式按是否有限流作用：具體的型號：RN1型、RN2型、RN5型、RN6型RW1型、RW3~RW7型、RW10-10型、PRWG1型、PRWG3型RXW0-35/0.5型、RXW0-35/2~10型注意：戶內(nèi)式限流式RN2型熔斷器用于電壓互感器保護(hù)用，其額定電流很小，即IN=0.5A。高壓開關(guān)電器分類及結(jié)構(gòu)高壓負(fù)荷開關(guān)作用能關(guān)合一定的短路電流，但不能開斷短路電流。具有斷路器的一部分功能。具有熔斷器的全部功能（帶熔斷器）FN7-12系列戶內(nèi)交流高壓負(fù)荷開關(guān)

熔斷器控制作用能開斷正常的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流；保護(hù)作用具有隔離開關(guān)的全部功能。高壓開關(guān)電器分類及結(jié)構(gòu)高壓負(fù)荷開關(guān)分類FZN21-12D/T630-20型戶內(nèi)高壓真空負(fù)荷開關(guān)。開關(guān)具有關(guān)合、承載、開斷負(fù)荷及過負(fù)荷電流的能力；亦可開斷、關(guān)合空載長線、空載變壓器及電容器。戶外型。壓氣式壓縮空氣式油浸式真空式六氟化硫式按滅弧方式分：產(chǎn)氣式按使用地點(diǎn)分戶內(nèi)型不帶熔斷器按是否帶熔斷器：帶熔斷器高壓開關(guān)電器分類及結(jié)構(gòu)重合器的作用與特點(diǎn)重合器特點(diǎn)重合器是一種高智能化設(shè)備，它自動化程度高，可靠性好，是一種斷路器與保護(hù)裝置相結(jié)合的新產(chǎn)品，其控制系統(tǒng)引入計(jì)算機(jī)技術(shù)，能按預(yù)先確定的重合閘順序，自行完成程序操作，并能自動實(shí)現(xiàn)復(fù)位、閉鎖、判斷故障性質(zhì)及范圍，實(shí)現(xiàn)隔離或恢復(fù)送電等功能。系統(tǒng)正常工作時(shí)起作用系統(tǒng)非正常工作時(shí)起作用保護(hù)功能重合器作用控制功能高壓開關(guān)電器分類及結(jié)構(gòu)自動重合器的分類雙液壓系統(tǒng)分布式重合器三相重合器真空重合器SF6重合器液壓控制重合器又有單液壓系統(tǒng)液壓控制重合器按相數(shù)分：單相重合器按滅弧介質(zhì)分：油重合器按結(jié)構(gòu)形式分：整體式重合器按控制方式分：電子控制重合器高壓開關(guān)電器分類及結(jié)構(gòu)分段器的分類過流脈沖計(jì)數(shù)型分段器電壓—時(shí)間型分段器學(xué)校：開關(guān)電器中常用的滅弧方法方法1提高觸頭的分閘速度

迅速拉長電弧，有利于迅速減小弧柱中的電位梯度，增加電弧與周圍介質(zhì)的接觸面積，加強(qiáng)冷卻和擴(kuò)散的作用。因此，現(xiàn)代高壓開關(guān)中都采取了迅速拉長電弧的措施滅弧，如采用強(qiáng)力分閘彈簧，其分閘速度已達(dá)16m/s以上。開關(guān)電器中常用的滅弧方法方法2采用多斷口每一相有兩個(gè)或多個(gè)斷口相串聯(lián)。在熄弧時(shí)，多斷口把電弧分割成多個(gè)相串聯(lián)的小電弧段。多斷口使電弧的總長度加長，導(dǎo)致弧隙的電阻增加。開關(guān)電器中常用的滅弧方法方法2采用多斷口在觸頭行程、分閘速度相同的情況下，電弧被拉長的速度成倍增加，使弧隙電阻加速增大，提高了介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)速度，縮短了滅弧時(shí)間。開關(guān)電器中常用的滅弧方法方法2采用多斷口采用多斷口時(shí)，加在每一斷口上的電壓成倍減少，降低了弧隙的恢復(fù)電壓，亦有利于熄滅電弧。在要求將電弧拉到同樣的長度時(shí)，采用多斷口結(jié)構(gòu)成倍減小了觸頭行程，也就減小了開關(guān)電器的尺寸。開關(guān)電器中常用的滅弧方法方法3吹弧開關(guān)電器中常用的滅弧方法吹弧氣流產(chǎn)生的方法用油氣吹弧產(chǎn)氣管吹弧用壓縮空氣或六氟化硫氣體吹弧用新鮮而且低溫的介質(zhì)吹拂電弧時(shí)，可以將帶電質(zhì)點(diǎn)吹到弧隙以外，加強(qiáng)了擴(kuò)散，由于電弧被拉長變細(xì)，使弧隙的電導(dǎo)下降。吹弧還使電弧的溫度下降，熱游離減弱，復(fù)合加快。按吹弧氣流的產(chǎn)生方法和吹弧方向的不同，吹弧可分為以下幾種。按吹弧的方法可分為縱吹縱橫吹橫吹方法3吹弧開關(guān)電器中常用的滅弧方法方法4短弧原理滅弧滅弧裝置是一個(gè)金屬柵滅弧罩，利用將電弧分為多個(gè)串聯(lián)的短弧的方法來滅弧。由于受到電磁力的作用，電弧從金屬柵片的缺口處被引入金屬柵片內(nèi)，一束長弧就被多個(gè)金屬片分割成多個(gè)串聯(lián)的短弧。如果所有串聯(lián)短弧陰極區(qū)的起始介質(zhì)強(qiáng)度或陰極區(qū)的電壓降的總和永遠(yuǎn)大于觸頭間的外施電壓，電弧就不再重燃而熄滅。采用缺口鐵質(zhì)柵片，是為了減少電弧進(jìn)入柵片的阻力，縮短燃弧時(shí)間。開關(guān)電器中常用的滅弧方法方法5利用固體介質(zhì)的狹縫狹溝滅弧滅弧裝置的滅弧片是由石棉水泥或陶土制成的。觸頭間產(chǎn)生電弧后，在磁吹裝置產(chǎn)生的磁場作用下，將電弧吹入又滅弧片構(gòu)成的狹縫中，把電弧迅速拉長的同時(shí)，使電弧與滅弧片內(nèi)壁緊密接觸，對電弧的表面進(jìn)行冷卻和吸附，產(chǎn)生強(qiáng)烈的去游離。開關(guān)電器中常用的滅弧方法方法5利用固體介質(zhì)的狹縫狹溝滅弧石英砂熔斷器中的熔絲熔斷時(shí)，在石英砂的狹溝中產(chǎn)生電弧。由于受到石英砂的冷卻和表面吸附作用，使電弧迅速熄滅。同時(shí)，熔絲氣化時(shí)產(chǎn)生的金屬蒸汽滲入石英砂中遇冷而迅速凝結(jié)，大大減少了弧隙中的金屬蒸汽，使得電弧容易熄滅。開關(guān)電器中常用的滅弧方法方法6采用耐高溫金屬材料制作觸頭觸頭材料對電弧中的去游離也有一定影響，用熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量大的耐高溫金屬觸頭，可以減少熱電子發(fā)射和電弧中的金屬蒸汽，從而減弱了游離過程，有利于熄滅電弧。開關(guān)電器中常用的滅弧方法學(xué)校：氣體電弧原理氣體電弧原理當(dāng)開關(guān)電器開斷電路時(shí)，電壓和電流達(dá)到一定值時(shí)，觸頭剛剛分離后，觸頭之間就會產(chǎn)生強(qiáng)烈的白光，稱為電弧。電弧的概念電弧的本質(zhì)

電弧的實(shí)質(zhì)是一種氣體放電現(xiàn)象。電弧放電的特征電弧由三部分組成。包括陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)。1電弧溫度很高?；≈行?0000°C，弧表面3000～4000°C。2電弧是一種自持放電現(xiàn)象。動態(tài)平衡，不易熄滅。3電弧是一束游離態(tài)的氣體，易變形。4氣體電弧原理氣體電弧原理電弧的存在延長了開關(guān)電器開斷故障電路的時(shí)間，加重了電力系統(tǒng)短路故障的危害。電弧不滅，電路不斷。由于電弧在電動力、熱力作用下能移動，很容易造成飛弧短路和傷人，或引起事故的擴(kuò)大。電弧產(chǎn)生的高溫，將使觸頭表面熔化和蒸化，燒壞絕緣材料。對充油電氣設(shè)備還可能引起著火、爆炸等危險(xiǎn)。

電弧的危害

產(chǎn)生電弧的根本原因是開關(guān)觸頭在分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)，觸頭間電場強(qiáng)度很大，使觸頭本身的電子及觸頭周圍介質(zhì)中的電子被游離而形成電弧電流。電弧產(chǎn)生的根本原因（一）氣體電弧原理產(chǎn)生電弧的游離方式熱電子發(fā)射碰撞游離熱游離強(qiáng)電場發(fā)射電弧產(chǎn)生的游離方式（二）氣體電弧原理開關(guān)電弧形成的過程觸頭剛分離時(shí)突然解除接觸壓力，陰極表面立即出現(xiàn)高溫?zé)霟狳c(diǎn)，產(chǎn)生熱電子發(fā)射；同時(shí)，由于觸頭的間隙很小，使得電壓強(qiáng)度很高，產(chǎn)生強(qiáng)電場發(fā)射。從陰極表面逸出的電子在強(qiáng)電場作用下，加速向陽極運(yùn)動，發(fā)生碰撞游離，導(dǎo)致觸頭間隙中帶電質(zhì)點(diǎn)急劇增加，溫度驟然升高，產(chǎn)生熱游離并且成為游離的的主要因素，此時(shí)，在外加電壓作用下，間隙被擊穿，形成電弧。開關(guān)電弧形成的過程（三）氣體電弧原理電弧的熄滅電弧中發(fā)生游離的同時(shí)，還存在著相反的過程，即去游離。若去游離作用始終大于游離作用，則電弧電流減少，直至電弧熄滅。因此，要熄滅電弧，就必須加強(qiáng)去游離作用。氣體電弧原理復(fù)合擴(kuò)散電弧的去游離形式電弧的熄滅復(fù)合是正、負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)相互結(jié)合變成不帶電質(zhì)點(diǎn)的現(xiàn)象。由于弧柱中電子的運(yùn)動速度很快，約為正離子的1000倍，所以電子直接與正離子復(fù)合的幾率很小。氣體電弧原理復(fù)合擴(kuò)散電弧的去游離過程電弧的熄滅擴(kuò)散是弧柱中的帶電質(zhì)點(diǎn)逸出弧柱以外，進(jìn)入周圍介質(zhì)的現(xiàn)象。氣體電弧原理擴(kuò)散有三種形式：溫度擴(kuò)散利用吹弧擴(kuò)散濃度擴(kuò)散1.電弧溫度影響去游離的因素

2.介質(zhì)的特性

3.氣體介質(zhì)的壓力

4.觸頭材料電弧的熄滅電弧是由熱游離維持的，降低電弧溫度就可以減弱熱游離，減少新的帶電質(zhì)點(diǎn)的的產(chǎn)生。同時(shí)，也減小了帶電質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動速度，加強(qiáng)了復(fù)合作用。通過快速拉長電弧，用氣體或油吹動電弧，或使電弧與固體介質(zhì)表面接觸等，都可以降低電弧的溫度。氣體電弧原理影響去游離的因素

2.介質(zhì)的特性1.電弧溫度

3.氣體介質(zhì)的壓力

4.觸頭材料電弧的熄滅電弧燃燒時(shí)所在介質(zhì)的特性在很大程度上決定了電弧中去游離的強(qiáng)度，這些特性包括：導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量、熱游離溫度、介電強(qiáng)度等。若這些參數(shù)值大，則去游離過程就越強(qiáng)，電弧就越容易熄滅。氣體電弧原理影響去游離的因素

3.氣體介質(zhì)的壓力1.電弧溫度

2.介質(zhì)的特性

4.觸頭材料電弧的熄滅氣體介質(zhì)的壓力對電弧去游離的影響很大。因?yàn)?，氣體的壓力越大，電弧中質(zhì)點(diǎn)的濃度就越大，質(zhì)點(diǎn)間的距離就越小，復(fù)合作用越強(qiáng)，電弧就越容易熄滅。在高度的真空中，由于發(fā)生碰撞的幾率減小，抑制了碰撞游離，而擴(kuò)散作用卻很強(qiáng)。因此，真空是很好的滅弧介質(zhì)。氣體電弧原理影響去游離的因素

4.觸頭材料1.電弧溫度

2.介質(zhì)的特性

3.氣體介質(zhì)的壓力電弧的熄滅觸頭材料也影響去游離的過程。當(dāng)觸頭采用熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱能力強(qiáng)和熱容量大的耐高溫金屬時(shí)，減少了熱電子發(fā)射和電弧中的金屬蒸汽，有利于電弧熄滅。氣體電弧原理氣體電弧原理交流電弧的特性交流電弧的熄滅條件123弧隙介質(zhì)介電強(qiáng)度的恢復(fù)弧隙電壓的恢復(fù)過程交流電弧熄滅的條件結(jié)論氣體電弧原理交流電弧的特性

在交流電路中，電流瞬時(shí)值隨時(shí)間變化，因而電弧的溫度、直徑以及電弧電壓也隨時(shí)間變化，電弧的這種特性稱為動特性。由于弧柱的受熱升溫或散熱降溫都有一定過程，跟不上快速變化的電流，所以電弧溫度的變化總滯后于電流的變化，這種現(xiàn)象稱為電弧的熱慣性。