内容简介 • 1 了解常用开关设备的作用、功能、分类 • 2 了解常用开关设备主要性能与参数的含义 • 3 了解常用开关设备的工作原理
断路器在电力系统中起着两方面的作用:一是控制作用,即根据 电力系统运行需要,将一部分电力设备或线路投入或退出运行;二是 保护作用,即在电力设备或线路出现故障时,通过继电保护设施作用 于断路器,将故障部分从电力系统中迅速切除,保证电力系统无故障 部分的正常运行。
电压。目前,我国电力系统中隔离开关采用的额定电压等级 为(10KV、35KV、66KV、110KV、220KV、330KV、500KV)。 (2)额定电流。额定电流是指隔离开关可以长期通过的工作 电流。隔离开关长期通过额定电流时,其各部分的发热温度 不超过允许值。我国规定额定电流为:200、400、630、
• (3) 国产ZN12系列户内 线户内线Hz电力系统中, 本断路器来弧室为瓷质结构,采用 纵向磁场触头,具有体积小,开断 时产生的扩散电弧电流在触头上分 布一致,不会出现局部熔融现象, 还具有低电弧能量电压(20-200V) 及低截流值(4-5A),并配有高可 靠性的操作机构。
(4)动稳定电流。断路器在闭合位置时,所能通过的最大短 路电流,称为动稳定电流,亦称额定峰值耐受电流,它表 明断路器在冲击短路电流作用下,承受电动力的能力。这 个值的大小由导电及绝缘等部分的机械强度所决定
(1)油断路器:采用变压器油作灭弧介质的断路器,称 为油断路器,如断路器的油还兼作开断后的绝缘和带电 部分与接地外壳之间的绝缘介质,称为多油断路器;油 仅作为灭弧介质和触头开断后的绝缘介质,而带电部分 对地之间的绝缘介质采用瓷或其他介质的,称为少油断 路器。主要用在不需频繁操作及不要求高速开断的各级 电压电网中。
短路电流; 负载或空载线路电流; 电容器组,电动机 负载或空载的发电机和变 压器。
• 7 国内外知名断路器简介 • (2) ABB公司的HD4系列户内SF6断路器
HD4断路器可用于三相交流40.5KV配 电系统中控制和保护线路,变压器、电机、 电缆和电容器组等。由于采用SF6自能开断 技术,操作的流程中不会产生过电压,因此 特别适合于绝缘薄弱的场合,同时电路器 主要金属部件都进行了电镀处理,可用于 湿热及盐雾较重的地区。
高压断路器的类型很多,但就其结构来讲,都是由开断元件、支 撑绝缘件、传动元件、基座及操动机构五个基本部分所组成,如图1 所 示。开断元件是断路器的核心元件,控制、保护等方面的任务都需由 它来完成。其他组成部分都是配合开断元件,为完成上述任务而设置 的。
• 7 国内外知名断路器简介 • (2) ABB公司的HD4系列户内SF6断路器
HD4断路器可用于三相交流40.5KV配 电系统中控制和保护线路,变压器、电机、 电缆和电容器组等。由于采用SF6自能开断 技术,操作的流程中不会产生过电压,因此 特别适合于绝缘薄弱的场合,同时电路器 主要金属部件都进行了电镀处理,可用于 湿热及盐雾较重的地区。
(b) SF6气体的强负电性 就是这种气体分子或原子生成负离子的倾向性强。由电
弧电离所产生的电子,被SF6气体和由它分解产生的卤族分子 和原子强烈的吸附,因而带电粒子的移动性明显降低,并由 于负离子与正离子极易复合还原为中性分子和原子。因此, 弧隙空间导电性的消失过程非常迅速。弧隙电导率很快降低,
(3)动稳定电流。隔离开关在闭合位置时,所能通过的最大 短路电流,称为动稳定电流,亦称额定峰值耐受电流,它 表明隔离开关在冲击短路电流作用下,承受电动力的能力。 这个值的大小由导电及绝缘等部分的机械强度所决定
SF6断路器用SF6气体作为灭弧介质。SF6气体是理想的灭 弧介质,它拥有非常良好的热化学性与强负电性。 (a)热化学性,即SF6气体有良好的热传导特性
由于SF6气体有较高的导热率,电弧燃烧时,弧心表面具 有很高的温度梯度,冷却效果非常明显,所以电弧直径比较小, 有利于灭弧。同时SF6在电弧中热游离作用强烈,热分解充分, 弧心存在着大量单体的S、F及其离子等,电弧燃烧过程中, 电网注入弧隙的能量比空气和油等作灭弧介质的断路器低得
• (1) ABB公司的VD4系列户内线系列户内真空断路器为 ABB厦门开关有限公司生产, 该系列断路器被大范围的应用于国 内各种品牌的开关柜中,主要 分为固定式和手车式两类。适 用于以下状况的开合电流:
(4)热稳定电流。热稳定电流是隔离开关在规定时间内,允 许通过的最大电流,它表示隔离开关承受短路电流热效应 的 能力。以短路电流的有效值表示。隔离开关的铭牌规定 一定 时间(1、2、4秒)的热稳定电流。
(3)真空断路器:利用真空的高介质强度来灭弧的断路器,称为真空 断路器,现已大量应用在7.2—40.5KV电压等级的供(配)电网络上也 大多数都用在频繁操作及要求高速开断的场合,但在海边地区使用时,应注 意防凝露,因为会使断路器灭弧室灭弧能力下降。
目前,在电力系统中主要使用以上三种形式的断路器,而一些旧式断 路器,如空气断路器等,已逐步被淘汰。
(2)六氟化硫(SF6)断路器:采用具有优良灭弧性能和绝缘性能的 SF6气体作为灭弧介质的断路器,称为SF6断路器,在电力系统中广泛应 用。适用于频繁操作及要求高速开断的场合,在我国推荐在7.2—40.5 选用SF6断路器,特别是126KV以上几乎全部选用SF6断路器。但不适用 于高海拔地区。
本断路器结构相对比较简单、开断能力 强、寿合长、操作功能齐全无爆炸 危险、维修简单,适用于发电厂、 变电站等配电系统的控制或保护开 关,非常适合于开断重要负荷及频 繁操作的场所。
真空断路器应用真空作为绝缘和灭弧介质。断路器开断 时,电弧在真空灭弧室触头材料所产生的金属蒸气中燃烧, 简称为真空电弧。当开断真空电弧时,由于弧柱内外的压力 与密度差别都很大,所以弧柱内的金属蒸气与带电质点会不 断向外扩散。弧柱内部处在一面向外扩散,一面处于电极不 断蒸发出新质点的动态平衡中。随着电流减小,金属蒸气密 度与带电质点的密度都下降,最后在电流接近零点时消失, 电弧随之熄灭。此时,弧柱残余的质点继续向外扩散,断口 间的介质绝缘强度迅速恢复,只要介质绝缘强度的恢复速度 大于电压恢复上升速度,电弧最终熄灭。
(3)额定开断电流。在标称电压下,规定的时间内断路器能 可靠切断的最大电流的有效值,称为额定开断电流Ik,它表 示断路器的断路能力。我国规定额定开断电流为:1.6、3.15、
压。目前,我国电力系统中断路器采用的额定电压等级为 (10KV、35KV、66KV、110KV、220KV、330KV、500KV)。 (2)额定电流。额定电流是指断路器可以长期通过的工作电 流。断路器长期通过额定电流时,其各部分的发热温度不超 过允许值。我国规定额定电流为:200、400、630、(1000)、
高压隔离开关主要是用来隔离高压电源、以保证安全 检修,因此其结构特点是断开后具有显而易见的断开间隙。 它的另一结构特点是没有专门的灭弧装置,因此它不能带 负荷操作。但它允许通断一定的小电流,如励磁电流不大 于2A 的空载变压器,充电电容电流不大于5A 的空载线路 以及电压互感器回路等。开关柜用的户内隔离开关主要有 GN19系列、GN6、GN9系列。
(5)热稳定电流。热稳定电流是断路器在规定时间内,允许 通过的最大电流,它表示断路器承受短路电流热效应的 能 力。以短路电流的有效值表示。断路器的铭牌规定一定 时间(1、2、4秒)的热稳定电流。
这类断路器用油作灭弧介质,电弧在油中燃烧时,油受 电弧的高温作用而迅速分解、蒸发,并在电弧周围形成气泡。 能有效地冷却电弧,降低弧隙电导率,促使电弧熄灭。在油 断路器中设置了灭弧装置(室),使油和电弧的接触紧密, 气泡压力得到提高。当灭弧室喷口打开后,气体、油和油蒸 气本身形成一股气流和液流,按照具体的灭弧装置结构,可 垂直于电弧横向吹弧,平行于电弧纵向吹弧或纵横结合等方 式吹向电弧,对电弧实行强力有效的吹弧,这样,就加速去 游离过程,缩短燃弧时间,来提升了断路器的开断能力, 电流过零时灭弧。