高壓開關(guān)設備

第二章建筑供配電系統(tǒng)的主要電氣設備28765341建筑供配電系統(tǒng)電氣設備的分類電氣設備中的電弧問題高低壓熔斷器高低壓開關(guān)設備電流互感器和電壓互感器高低壓成套配電裝置電力變壓器與柴油發(fā)電機思考題第三、四節(jié)重點難點高低壓電氣設備及其滅弧方法舉一反三、觸類旁通高低壓開關(guān)設備一、概述高低壓開關(guān)設備用于電路的通、斷。但由于其結(jié)構(gòu)的不同，有的不能帶負荷操作，只能用來隔離電源以保證安全檢修，例如高壓隔離開關(guān)和低壓刀開關(guān)等；有的雖可帶負荷操作但不能斷開短路電流，例如高壓負荷開關(guān)和帶滅弧罩的低壓刀開關(guān)等；還有的既能帶負荷操作又能斷開短路電流，例如高、低壓斷路器等。因此，對于各種開關(guān)設備，應結(jié)合其結(jié)構(gòu)特點了解其功能和操作要求，并逐漸熟悉其型號、規(guī)格及用途。04

第四節(jié)高低壓開關(guān)設備一、高壓開關(guān)設備(一)高壓隔離開關(guān)——文字符號：QS1.主要功能隔離高壓電源，以保證對其他電器設備及線路的安全檢修及人身安全。因此其結(jié)構(gòu)特點是斷開后具有明顯可見的斷開間隙，且斷開間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的。2.使用特點隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，所以不容許帶負荷操作。但可容許通斷一定的小電流。3.類型1)按安裝地點分戶內(nèi)式和戶外式；2)按有無接地開關(guān)分不接地、單接地、雙接地；高壓隔離開關(guān)第四節(jié)高低壓開關(guān)設備

圖2-11

GN19-10/600型高壓隔離開關(guān)第四節(jié)高低壓開關(guān)設備圖2-12

CS6型手力操動機構(gòu)與GN8型隔離開關(guān)配合的一種安裝方式第四節(jié)高低壓開關(guān)設備(2)高壓負荷開關(guān)大多還具有隔離高壓電源，保證其后的電氣設備和線路安全檢修的功能，這種負荷開關(guān)又稱“功率隔離開關(guān)”或“負荷隔離開關(guān)”。(二)高壓負荷開關(guān)——文字符號QL(1)能通斷一定的負荷電流和過負荷電流，但是不能用它來斷開短路電流。(1)只具有簡單的滅弧裝置，必須借助熔斷器來切斷短路電流，故負荷開關(guān)常與熔斷器一起使用。(2)負荷隔離開關(guān)斷開后通常有明顯的斷開間隙，與高壓隔離開關(guān)一樣。(2)按安裝場所分：戶內(nèi)式和戶外式兩種。作用特點分類(1)根據(jù)所采用的滅弧介質(zhì)不同分：固體產(chǎn)氣式、壓氣式、油浸式、真空式和六氟化硫。第四節(jié)高低壓開關(guān)設備

圖2-13

FN3-10RT型高壓負荷開關(guān)第四節(jié)高低壓開關(guān)設備

圖2-14

FN3-10型高壓負荷開關(guān)壓氣式滅弧裝置工作示意圖第四節(jié)高低壓開關(guān)設備負荷開關(guān)不便配用保護短路的繼電保護裝置來自動跳閘，但熱脫扣器在過負荷時能使負荷開關(guān)自動跳閘。圖2-15是CS2型手力操動機構(gòu)的外形結(jié)構(gòu)及它與FN3型負荷開關(guān)配合的一種安裝圖。在10kV高壓環(huán)網(wǎng)柜中裝設的高壓熔斷器與負荷開關(guān)之間有聯(lián)鎖機構(gòu)，當熔斷器熔斷時，會帶動負荷開關(guān)自動打開。當開關(guān)自動跳閘時，CS2型手力操動機構(gòu)的跳閘指示牌會轉(zhuǎn)到水平位置，以此告知值班人員。若要重新合閘，需先將手柄向下扳到分閘位置，這時指示牌掉下，然后才能合閘。第四節(jié)高低壓開關(guān)設備

圖2-15

CS2型手力操動機構(gòu)及其與FN3型負荷開關(guān)配合的一種安裝方式第四節(jié)高低壓開關(guān)設備(三)高壓斷路器—文字符號QF1．高壓斷路器的功能和類型功能（1）通斷正常的負荷電流和過負荷電流（2）通斷一定的短路電流（3）在保護裝置作用下，自動跳閘，切斷短路電流類型油斷路器六氟化硫(SF6)斷路器真空斷路器壓縮空氣斷路器磁吹斷路器第四節(jié)高低壓開關(guān)設備2.真空斷路器分類按使用場合分有戶內(nèi)式和戶外式。根據(jù)其結(jié)構(gòu)分有落地式、懸掛式、手車式三種形式；是利用“真空”作為絕緣和滅弧介質(zhì)，滅弧能力強、無爆炸、低噪音、體積小、重量輕、壽命長、電磨損少、結(jié)構(gòu)簡單、無污染、可靠性高、維修方便，屬高速斷路器，是實現(xiàn)無油化改造的理想設備。因此，雖然價格較貴，在要求頻繁操作和高速開斷的場合，尤其是安全要求較高的工礦企業(yè)、住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)等被廣泛采用。高壓真空斷路器第四節(jié)高低壓開關(guān)設備ZN63A-12（即VS1-12）型真空斷路器1)主要用途和適用范圍

ZN63A-12型戶內(nèi)交流高壓真空斷路器是三相交流50HZ，額定電壓12KV的戶內(nèi)高壓開關(guān)設備。主要用于工礦企業(yè)、發(fā)電廠及變電站等場合，作為電氣設施的控制和保護之用，并可投切各種不同性質(zhì)的負荷，尤其適用于需要頻繁操作的場所。2)結(jié)構(gòu)特點真空斷路器總體結(jié)構(gòu)是由彈簧操動機構(gòu)和真空滅弧室組成統(tǒng)一整體的形式。采用銅鉻觸頭材料，杯狀縱磁場觸頭結(jié)構(gòu)，觸頭具有電磨損速率小、電壽命長、耐壓水平高、介質(zhì)絕緣強度穩(wěn)定且弧后恢復迅速、截流水平低、開斷能力強等優(yōu)點。第四節(jié)高低壓開關(guān)設備

真空斷路器的核心部件為真空滅弧室，它縱向安裝在一個橢圓形管狀絕緣筒內(nèi)，絕緣筒為高爬電比距結(jié)構(gòu)，由環(huán)氧樹脂經(jīng)APG工藝澆注或SMC材料壓制而成。這種安裝方式，可減少粉塵等在真空滅弧室表面的聚積，同時可防止真空滅弧室受到損壞，并且可確保在濕熱及嚴重污穢環(huán)境下，也可對電壓效應呈現(xiàn)出高阻態(tài)。優(yōu)點：由于高度的真空具有極高的絕緣強度，因而真空斷路器只需很小的觸頭開距就能滿足絕緣的要求。圖2-17和圖2-18分別是ZN63A-12型真空斷路器的結(jié)構(gòu)簡圖（一）和（二）。真空滅弧室是以真空作為滅弧和絕緣介質(zhì)的電真空器件。3)滅弧原理第四節(jié)高低壓開關(guān)設備

圖2-17

真空斷路器的結(jié)構(gòu)簡圖（一）第四節(jié)高低壓開關(guān)設備

圖2-18真空斷路器的結(jié)構(gòu)簡圖（二）第四節(jié)高低壓開關(guān)設備3.六氟化硫（SF6）斷路器原理：SF6氣體有優(yōu)異的絕緣及滅弧能力，與空氣相比，它的絕緣能力約高3倍，滅弧能力則高約100倍，因此，采用SF6作為斷路器的絕緣介質(zhì)或滅弧介質(zhì)。優(yōu)點：大大縮小電器的外形尺寸、可利用簡單的滅弧結(jié)構(gòu)達到很大的開斷能力、電弧電壓低、燃弧時間短，觸頭燒損輕微、適用于頻繁操作、延長了檢修周期。缺點：電氣性能受電場均勻程度及水分等雜質(zhì)影響特別大，對其密封結(jié)構(gòu)、元件結(jié)構(gòu)的加工精度以及SF6氣體本身質(zhì)量的要求嚴格，價格較貴。原理優(yōu)點缺點第四節(jié)高低壓開關(guān)設備

圖2-19

LN2-10型高壓SF6斷路器第四節(jié)高低壓開關(guān)設備4.操動機構(gòu)

操動機構(gòu)又稱操作機構(gòu)，是供高壓斷路器、高壓負荷開關(guān)和高壓隔離開關(guān)進行分、合閘及自動跳閘的設備。一般常用的有手動操動機構(gòu)、電磁操動機構(gòu)和彈簧儲能操動機構(gòu)。SN10-10型少油斷路器可配用CS2型手力操動機構(gòu)或CD10型電磁操動機構(gòu)或CT8等型彈簧操動機構(gòu)。真空斷路器一般配電磁或彈簧操動機構(gòu)；也有真空斷路器與操動機構(gòu)作成一體化結(jié)構(gòu)的，例如上述ZN63A-12型(VS1-12)等。SF6斷路器則主要配用彈簧或液壓操動機構(gòu)。（1）CS2型手力操動機構(gòu)CS2型手力操動機構(gòu)（見圖2-15）能手動或電動分閘，但只能手動合閘，且因操作速度所限，其所操作的斷路器開斷的短路容量不宜大于100MVA；但它結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜，且為交流操作，可使控制和保護裝置大為簡化，因此尚應用于以前設計的一些中小型供配電系統(tǒng)中。操動機構(gòu)合閘機構(gòu)分閘機構(gòu)保持合閘機構(gòu)第四節(jié)高低壓開關(guān)設備（2）CD10型電磁操動機構(gòu)CD10型電磁操動機構(gòu)能手動或遠距離電動分閘和合閘，便于實現(xiàn)自動化，但需直流操作電源。圖2-20是CD10型電磁操動機構(gòu)的外形圖和剖面圖，圖2-21是其傳動原理示意圖。跳閘時，如圖2－21a所示，跳閘鐵心上的撞頭，因手動或因遠距離控制使跳閘線圈通電而向上撞擊連桿機構(gòu)，破壞了連桿機構(gòu)原來在合閘位置時的穩(wěn)定平衡狀態(tài)，使搭在L形搭鉤上的連桿滾軸下落，于是主軸在斷路彈簧作用下轉(zhuǎn)動，使斷路器跳閘，并帶動輔助開關(guān)切換。斷路器跳閘后，跳閘鐵心下落，正對此鐵心的兩連桿也回復到跳閘前的狀態(tài)。合閘時，如圖2-21b所示，合閘鐵心因手動或因遠距離控制使合閘線圈通電而上舉，使連桿滾軸又搭在L形搭鉤上，同時使主軸反抗斷路彈簧的作用而轉(zhuǎn)動，使斷路器合閘，并帶動輔助開關(guān)切換，整個連桿機構(gòu)又處于新的穩(wěn)定平衡狀態(tài)。CD10型電磁操動機構(gòu)第四節(jié)高低壓開關(guān)設備

圖2-20

CD10型電磁操動機構(gòu)第四節(jié)高低壓開關(guān)設備圖2-21

CD10型電磁操動機構(gòu)傳動原理示意圖第四節(jié)高低壓開關(guān)設備（3）CT8型彈簧操動機構(gòu)是一種彈簧儲能式電動操動機構(gòu)。它由交直流兩用串激電動機使合閘彈簧儲能，在合閘彈簧釋放能量的過程中將斷路器合閘。彈