第二章-高压断路器的构造及工作原理 PPT

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断路器精品PPT课件

高
压
开
关
开关柜（又称成套开关或成套配电装置）：它
柜
是以断路器为主的电气设备；是指生产厂家根
据电气一次主接线图的要求，将有关的高低压
电器（包括控制电器、保护电器、测量电器）
以及母线、载流导体、绝缘子等装配在封闭的
或敞开的金属柜体内，作为电力系统中接受和
分配电能的装置。
二、高压开关柜的分类
结构类型
铠装式各室间用金属板隔离且接地，如KYN型和KGN型间隔式各室间是用一个或多个非金属板隔离，如JYN型箱式断路器手车本身落地，推入柜内；
断路器的置放
落地式断路器手车本身落地，推入柜内；中置式手车装于开关柜中部，手车的装卸需要装载车。
绝缘类型
空气绝缘金属封闭开关柜 SF6气体绝缘金属封闭开关设备(充气柜)
分支母线
上口静触头盒
包括：母线套管（支持、固定母线排，并使母线排对柜体绝缘）；
主母线（汇集、分配电能）；分支母线（从主母线引出的
分支至断路器上口静触头）静触头盒（支持、固定断路
器上口静触头，并使上口静触头对柜体绝缘）
电
缆
室电流互感器、出线高压
结构
电缆、过电压保护器
（避雷器）、电压传感
路 ③ 液压机构，指以高压油推动活塞实现分合闸的操作机构。器的 ④ 气动机构，指以高压力的压缩空气推动活塞实现分合闸的操作机构。
分 ⑤ 操作机构还有组合式的，例如气动弹簧机构是由气动机构实现合闸，由弹簧机构分
类
闸。
操作机构一般为独立产品，一种型号的操作机构可以配几种型号的断路器，一种型号的
断路器可以配几种型号的操作机构。
断路器基础知识运行培训

第二章-高压断路器的构造及工作原理27493ppt课件

少油：油量较少，仅作为灭弧介质
SF6断路器
真空断路器
一、高压断路器的型号表示和含义：
S-少油 D-多油 Z-真空 L-SF6 N-户内 W-户外
安装地点设计序号
额定开断电流(kA) 额定电流(A)
其他标志
G-改进型 I、II、III-断流能力代号
额定电压(kV)
I型：断流容量300MVA II型：500MVA III型：750MVA
额定开断电流 I ek (kA，有效值)：
(Rated Short-Circuit Breaking Current) 在额定电压下，断路器能够可靠开断的最大电流为额定开断电流。它主要表征断路器熄灭大电流电弧的能力。
通常以触头分离瞬间短路电流交流分量有效值和直流分量的百分数表示。如果直流分量不超过20%，额定短路开断电流仅由交流分量有效值来表征。
额定短路关合电流 ieg (kA，峰值)(Making Current) 断路器在额定电压以及规定的使用和性能条件下，能保
证正常关合的最大短路峰值电流。
合闸时间：在额定操作电压下，从断路器合闸线圈通电开始
至主触头刚接触为止。
触头运动
合闸位置
分闸位置关合时间
合闸时间
电流流过合闸操作预击穿时间
时间
在这种预伏故障状态下关合电路，将发生断路器关合短路的严重情况。出现关合短路电流时在断路器的动静触头还没有接触闭合下，触头间隙即可被击穿而形成电弧。由于短路电流强大的电动力，可使动触头因受阻力作用而不能与静触头吻合，造成持续燃烧着的电弧。
因此，断路器应具有足够的关合短路电流的能力。
标志关合短路电流能力的参数是：
断路器开断可能更加困难，这种故障称为近区故障。

2-高压断路器的操作机构讲解

North China Electric Power University
液压机构常见故障及处理方法
常见故障
1）油压异常升高
可能原因
1）储压筒的活塞密封或筒壁磨损，致使液压油进入氮气
2）控制停泵的微动断路器失灵，使电机在储压筒活塞达到规定位置时未停止
3）压力表失灵 4）接触器卡住，电源未断开 5）机构箱内温度异常增加
3）液压泵启动频繁
1)储压筒的活塞杆密封不良 2）各管路接头密封处漏油 3）高压放油阀钢球密封不严 4）高压安全阀密封不良 5）工作缸与活塞杆润滑动密封不良 6）液压泵逆止阀密封不良 7）断路器只在合闸位置漏油
合闸二级阀活塞的锥形面密封不良合闸一级阀阀针过长，密封不良
8）断路器只在分闸位置漏油
North China Electric Power University
8)工作缸渗油
1）工作缸胶圈的压盖螺塞松动 2）密封圈损坏
在压盖螺塞处加垫更换密封圈
HV & EMC Laboratory
North China Electric Power University
三、气动操动机构
使用范围结构组成
操动机构的分类
液压操动机构气动操动机构弹簧操动机构液压弹簧操动机构电机操动机构
HV & EMC Laboratory
North China Electric Power University
液压差原理
HV & EMC Laboratory
North China Electric Power University
5）管路堵塞 6）储油筒压力太低造成电气回路闭锁 7）传动系统卡住 8）操作电源熔断器熔断 9）截流阀慢分、慢合后忘记打开

高压断路器PPT幻灯片课件

真空度一般要求在1.33×10-3～1.33×10-7Pa之间。
3、真空电弧：触头电极蒸发出来的金属蒸汽导电 4．真空电弧的熄灭：在真空电弧中生成带电粒子
和金属蒸汽具有很高扩散速度的特性，在电弧电流过零，电弧暂时熄灭时，使触头间隙介质强度能很快恢复而实现灭弧的。
17
真空容器，绝缘体。
真空灭弧室的基本结构
13
常见高压断路器介绍
真空断路器
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ZN28-10真空断路器
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ZW32-12真空断路器
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真空断路器灭弧原理
1、在真空容器中进行电流开断与关合的断路器。 2、真空间隙内气体稀薄，分子的自由行程大，发
生碰撞机率很小，击穿电压高，绝缘强度高。。 2．真空度
真空的程度，用气体的绝对压力值来表示，绝对压力值越低表示真空度越高。
1. 开断电流大，开断次数多，使用寿命长。 2. 触头行程小，整机体积小，重量轻。 3．介质不会老化，不更换，维护工作量小。 4．无油化，适用于危险场所。
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真空断路器的特点 2、缺点
1. 对密封工艺、制造工艺要求高，价格较高。 2．触头采用对接式结构，操动机构使用弹簧，
容易产生合闸弹跳与分闸反弹。 3．易引起过电压。
油断路器，L—六氟化硫（SF6）断 G－改进型，W－防污额定开断电
路器，Z—真空断路器，K—压缩空型，Q－防震型
流（kA）
气断路器
123 45
67
安型装，地W点－；户N－外户型内设计序额号作定电电压压）（（或k最额V高定）工电流（A）
例如：ZN28－12/1250－25 表示户内式真空断路器，设计序号为28，最高工作电
材料：硬质玻璃、氧化铝陶瓷或微晶玻璃作用：支持动静触头和屏蔽罩等金属部

高压断路器全解PPT课件

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四、高压断路器的型号含义和技术参数
• 合闸时间：合闸时间是指从断路器合闸回路接到合闸命令（合闸线圈电路接通）开始到所有极触头都接触瞬间的时间间隔。
• 分闸时间：分闸时间是指从断路器分闸回路接到分闸命令到所有极的触头都分离瞬间的时间间隔。
• 电弧持续时间：电弧持续时间是指从断路器某极触头首先起弧瞬间至各极均熄弧瞬间的时间间隔。
2）落地罐式SF6断路器。其总体结构类似于箱式多油断路器，它的灭弧装置用绝缘件支撑在接地金属罐的中心，借助于套管引线，基本上不改装就可以用于全封闭组合电器之中。这种结构便于加装电流互感器，抗震性好，但系列性差，且造价昂贵。
（3）3—35KV六氟化硫断路器。有旋弧式、气自吹式和压气式三种，用于配电开关柜中，常常做成小车式。
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三、SF6断路器结构分类
断路器结构分类（1）瓷柱式SF6断路器。其灭弧装置在支持瓷套的顶部，由绝缘杆进行操动。这种结构的优点是系列性好，
用不同个数的标准灭弧单元和支柱瓷套，即可组成不同电压等级的产品；其缺点是稳定性差，不能加装电流互感器。
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三、SF6断路器机构分类
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四、高压断路器的型号含义和技术参数
• 额定开断容量：额定开断容量也是表征断路器开断能力的一个参数，它是由开断电流通过计算而
得出的，对于三相断路器，额定断流容量公式为：
•
额定开断容量=√3×额定开断电流×额定线电压
• 额定短时耐受（热稳定）电流：额定短时耐受电流反映的使断路器承受短路电流热效应的能力。它是在规定的使用和性能条件下，在规定的时间内断路器在合闸位置能够承载的电流的有效值，数值上就等于断路器的额定短路开断电流

《高压断路器》PPT课件

着电力系统的迅猛发展， 10KV 真空断路
器在我国已经大批量编辑地ppt 生产和使用。
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真空断路器主要包含三大部分：真空灭弧室、电磁或弹簧操动机构、支架及其他部件。因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名；其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点。
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油断路器的动触头和静触头分离时，灭弧室会高速排出绝缘油，电弧的高温会使其周围的绝缘油蒸发气化并发生热分解，形成以氢气为主的混合性气体及高压气泡，而这些气体和气泡有着很强的灭弧能力，会使电弧迅速熄灭。
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2、油断路器的危险性
油断路器可以分为多油断路器和少油断路器，但是无论是何种油断路器，都是要使用绝缘油作为灭弧介质的，只是油断路器在灭弧时喷出的绝缘油多少有所区别而已。油断路器排出的油量是取决于灭弧室的结构。
标准时间为0.3S或0.5S，也即重合闸动作时间。
t——为运行人员强送电时间，标准时间为
180S
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断路器的型号及含义
1 、 2 、 3 ---- 4 、 5 / 6
1:断路器名称：
S：少油式 D：多油式 Q：产气式 Z：真空式； L：SF6式 C: 磁吹式
2:使用环境：
N：户内式；
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LW9-72.5型断路器
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一、结构:
此断路器的三相组装在一个金属框架上，每相单柱单断口，配有CTI5型弹簧操动机构。三相灭弧室的所有可动部件都机械地连接到弹簧操动机构上。
断路器由接线端子板、灭弧室、支持瓷柱、框架、控制箱、支架、电缆管等组成。

第二章高压断路器的构造及工作原理

人工智能技术
通过人工智能技术，对高压断路器进行故障预测、模式识别和优化控制，提高设备运行的可靠性和安全性。
通信技术
借助现代通信技术，实现高压断路器的远程监控和数据共享，方便运维人员进行远程操作和管理。
环保节能型产品设计理念推广
绿色材料
选用环保、可回收的材料，降低高压断路器生产过程中的能耗和污染。
操动机构与传动系统
操动机构是高压断路器的动力来源，用于驱动触头系统进行分合操作。常见的操动机构有弹簧操动机构、液压操动机构和气动操动机构等。
传动系统是将操动机构的输出力矩传递给触头系统的部分，包括连杆、拐臂、轴承等部件。传动系统的设计应保证传动的准确性和稳定性。
操动机构与传动系统的性能直接影响高压断路器的分合速度、分合闸时间、分合闸不同期等参数。
第二章高压断路器的构造及工作原理
汇报人：XX
目录
• 高压断路器概述 • 高压断路器构造 • 高压断路器工作原理 • 高压断路器性能参数与选型 • 高压断路器维护与检修 • 高压断路器新技术发展趋势
CHAPTER 01
高压断路器概述
定义与作用
定义
高压断路器，又称高压开关，是一种用于在高压电路中切断或闭合电流的电器设备。
机械寿命和电寿命评估
机械寿命
指高压断路器在规定的操作条件下，能够完成规定次数的机械操作（如合闸、分闸）而不发生损坏或严重磨损的寿命。机械寿命的评估需考虑高压断路器的结构设计、材料选
用、制造工艺等因素。
电寿命
指高压断路器在规定的电气条件下，能够完成规定次数的开断操作而不发生电气性能下降的寿命。电寿命的评估需考虑高压断路器的灭弧性能、触头磨损、绝缘老化等因素。
绝缘支撑与外壳

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对于进行自动重合闸的开关，没有具体的指标描述，但在进行开关选择时，多选择开断容量大或开断电流大的断路器。
四、少油断路器 1.SN10-10少油断路器
1-铝帽 2-上接线端子 3-油标 4-绝缘筒 5-下接线端子 6-基座 7-主轴 8-框架 9-断路弹簧
外形结构图
操动机构接到分、
合闸信号后，在
4.自动重合闸
在线路保护中，通常都安装有自动重合闸装置，在输电线路发生故障后，首先由继电保护装置动作驱动断路器跳开输电线路，然后经过延时，由自动重合闸装置驱动断路器把输电线路合上，如果线路中已经不存在故障，则开关不在动作，输电线路正常输电，如果线路中故障仍然存在，则继电保护装置再次动作驱动断路器跳开输电线路。
外界能源作用下，使主轴2转动，再通过连杆5带动断路器主轴1和导电杆完成断路器的分、合闸操作。
DL在合闸位置时，形成的导电回为：上接线端子—静触头—导电杆 —中间触头—下接端子分闸时，导电杆与静触头分开，导电回路即被切断而产生电弧，油在高温下蒸发分解成大量气体，油压增高。随着动触头继续下移，在灭弧室内油气混合物对电弧进行横吹和附加纵吹，使电弧熄灭。
2）保持合闸开关的合闸和分闸，可以有以下几种操作方式：由操作人员通
过控制屏（一般设在主控制室）或开关跟前的端子箱通过操作把手或按钮完成，也可以由操作人员通过远动系统的调度端下达操作命令，通过远动系统的信道把命令传送到设在变电所的执行端，执行端对命令进行处理后发出分闸或合闸脉冲。无论是何种操作方式，都应该有相应的电路对分闸或合闸脉冲进行保持，同时，在操作完毕且相应的操作信号撤消后，开关触头仍应该保持在操作后位置，以上两个功能的实现全赖操作机构的保持功能完成。
2）联动机构用于把能量转换机构中的机械能转换为开关动作，一般由四边形连杆机构、拐臂和拉杆组成。
3）保持机构把操作过程保持在进行中的状态，防止命令消失引起的操作失败。
4）释放机构在操作完成后实现对机构状态的返回。
在进行分、合闸操作时，操作机构可能出现的各种工作情况都要综合考虑到，对开关操作机构提出以下要求：
合闸位置
触头运动分闸位置
电流流过分闸时间
分闸操作
燃弧时间
时间
开断时间
所有相中电弧最终熄灭
所有相中触头分离分闸脱扣器带电
合闸时间：在额定操作电压下，从断路器合闸线圈通电开
始至主触头刚接触为止。
触头运动
合闸位置
分闸位置关合时间
合闸时间
电流流过合闸操作预击穿时间
时间
所有相中触头接触第一相中开始流过电流合闸回路带电
从这一过程来看，断路器的动作情况可能是以下两种情况之一：
a. 断路器跳闸（输电线路出现故障）→断路器合闸（自动重合闸装置驱动）
b. 断路器跳闸（输电线路出现故障）→断路器合闸（自动重合闸装置驱动）→断路器跳闸（线路还存在故障）
显然，对于以上两种情况，断路器都面临着在短时间内进行多次操作，特别是后一种情况，断路器更是在短时间内多次分断故障电流。
高压断路器的可以进行手动操作和电动操作，无论何种操
作方式，都要通过操作机构完成开关的分合闸操作。操作机构
一般地由以下几个部分组成： 1）能量转换机构
高压开关的分、合闸的最后完成都要依靠机械能来实现，因此存在着把电能转换为机械能的转换机构，这种把电能转化为机械能的机构有电磁铁（早期断路器多采用这种操作机构，特点是分、合闸电流很大，特别是合闸电流，可达70~90安培）、电动机（多应用于隔离开关）、液压传动机构和压缩空气工作缸（目前断路器采用比较多的操作机构）。
1）合闸对于合闸操作，希望开关能迅速动作把电路接通构要求有足够的合闸能量，具体到不同的操作机构有不同的要求，如液压操作机构的液压要保持在适当的范围，气动操作机构的气压要保持在适当的范围，弹簧储能机构在合闸前要预先完成储能工作等，如果液压、气压等不符合要求，将自动启动油泵、风机等机械加压。
磁吹式断路器：利用磁场的作用使电弧熄灭的一种断路
器。磁场通常由分断电流本身产生，电弧被磁场吹入灭弧片狭缝内，并使之拉长、冷却，直至最终熄灭。磁吹断路器的触头在空气中闭合和断开。
一、高压断路器的型号表示和含义：
S-少油 D-多油 Z-真空 L-SF6 N-户内 W-户外
安装地点设计序号
额定开断电流(kA) 额定电流(A)
件
传
动
元
件
操
动
机
基座
构
开断元件：
主要零部件：主灭弧室主触头系统主导电回路辅助灭弧室辅助触头系统并联电阻
功能：开断及关合电力线路，安全隔离电源
支持绝缘件：主要零部件：
瓷柱瓷套管绝缘管等构成的支柱本体拉紧绝缘子等功能：保证开断元件有可靠的对地绝缘，承受开断元件的操作力及各种外力
灭弧室由几种不同形状的灭弧片叠装而成
灭弧过程：从动、静触头分开产生电弧到第一吹弧道打开，称为封闭气泡阶段。在此阶段电弧处在静止的气泡中，冷却作用差，电弧难以熄灭。动触头继续向下运动，第一、第二、三吹弧道相继打开，灭弧室内的高压气体经吹弧道向外排图出2，.1对3 电SN弧10横-1向0少吹油拂断，路使器电弧强力冷却与去游离。
第二章-高压断路器的构造及工作原理
按其采用的灭弧介质划分：
多油：油量多一些，其油作为灭弧介质，又作为绝缘介质。因油量多、体积大，断流容量小、运行维护较困难，
油断路器现已淘汰。
少油：油量较少，仅作为灭弧介质
SF6断路器
真空断路器：因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名；其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。
其他标志
G-改进型 I、II、III-断流能力代号
额定电压(kV)
I型：断流容量300MVA II型：500MVA III型：750MVA
例如：S N 10 – 10 I 少油、户内、设计序号：10、额定电压10kV、I型
二、高压断路器的基本结构：
开断元件
支
持
主要零部件：开关本体的底架、底座
绝
功能：整台产品的基础缘
传动元件：主要零部件：
各种连杆齿轮拐臂液压管道压缩空气管道等
功能：将操作命令及操作功传递给开断元件的触头和其它部
件
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
操作机构：主要零部件：
弹簧、液压、电磁、气动及手动机构的本体及其配件功能：为开断元件分合闸操作提供能量，并实现各种规定的操作