断路器培训材料 一?基本概念 ■高压电器：高压电器是高压电网中实现线路切合、保护、控制、调节和测量功能的各种电器设 备的统称。 ■断路器（GCB）：断路器是指能开断、关合和承载运行线路的正常电流（负荷），并能在规定的时间 内承载、关合开断规定的异常电流（如短路电流的开关），称为断路器（在这里注意与隔离开关概 念及功能的区别）。 ■高压断路器：高压断路器是指额定电压为3kV以上，主要用于开断或关合电路的高压电器 ■额定值：通常为制造厂对元件、装置或设备在规定的操作条件下规定的参数值。 ■额定电流：开关设备和控制设备的额定电流是指在规定的使用和性能条件下，开关设备和控制 设备应该能够持续通过的电流的有效值。国家标准为：200 400、630、1000、1250、1600、2000 2500、3150、4000A ■额定短路开断电流：是指在规定条件下，断路器能保证止常开断的最大短路电流。标准规定的额定短路电流值:1.6、3.15 6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、lOOkAo ■合闸时间：处于分闸位置的断路器，从合闸回路带电吋刻到所有极的弧触头都接触时刻的吋间 间隔。 ■分闸时间：是指按到分闸指令开始到所有极的弧触头都分离瞬间的时间间隔。 ■合分时间（金属短接时间）：合闸操作过程中第一极触头接触时刻到随后的分闸操作中冇所极弧 触头都分离时刻的时间间隔。 ■分合时间：所有极弧触头分离吋刻到重合闸操作过程中的第一极触头接触时刻的吋间间隔。 ■无电流时间：分闸操作中所冇各极的电弧熄灭时刻到随后的合闸操作中任一极首先重新出现电 流时刻的时间间隔。 ■关合时间：处于分闸位置的断路器，从合闸回路带电时刻起到笫一极中电流出现时刻的时间间 隔。 ■燃弧时间：-?极中起弧瞬间到该极中电弧最终熄灭瞬间为止的吋间间隔。 ■全开断时间：是指从开关接到分闸指令瞬间起到各极电弧最终熄灭为止的时间间隔，实际上就 是分闸时间与燃弧时间的总和。 ■高压断路器所执行的标准（最新标准中的主要标准） GB/T11022-1999《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》 GB1984-2003《高压交流断路器》 DUT402-1999《高压交流断路器订货技术》 IEC62271-100： 2001《高压交流断路器》（国际标准） 电网对高压电器设备的要求 ■有可靠的耐受电压的能力 ■有可靠的耐受电流的能力（额定电流与额定短路电流） ■有可靠的短路保护功能 ■具有良好的操作特性（具有较高的机械寿命与电寿命） ■对自然环境良好的适应性 海拔高度：海拔高的地区空气稀薄，对产品的外绝缘带来不利的影响，通常用提高试验电压的方法来 考核产胡对髙海拔的适应能力，标准中所规定的绝缘水平祁是海拔1000m以下的要求，当超过1000m 时应考虑绝缘水平的修正系数，一般情况海拔高度每增加1000m,试验电压提高10%,如K2000=1.13、 K3000=1.28o另外高海拔地区因空气稀薄，使产品的散热条件差，因此当产品的温升裕度很小时应适当 降低额定工作电流。 环境温度 湿度 地震 风速 污秽：GB/T5582规定，污秽等级分为以下5级（爬电比距mm/kV）： 0： 14.5； I : 16、II： 20、 m： 25、IV： 31 爬电比距：即是爬电距离与最高电压的比值。 高压断路器的主要功能 ■在关合状态时应为良好的导体，不仅对?正常电流而且对规定的短路电流也能承受其发热和电动 力的作用。 ■对地及断口间具有良好的绝缘性能。 ■在关合状态的任何时刻，应能在尽可能短的时间内开断额定短路电流以下的电流。 ■在分闸状态下，短时间内应能关合规定的短路电流。 ■对变电系统进行控制与保护。 断路器的分类及型号表示方法 （一） 分类 按绝缘及灭弧介质分为： 油断路器： 多油断路器D 少油断路器S 空气断路器（压缩空气K） SF6断路器L 压气式： 双压式 单压式： LW8-40.5 自能式:a.热膨胀+辅助压气 LW36-126、 LW36-40.5 旋弧+辅助压气 LW 16-40.5 真空断路器Z 按使用场合分： 户内型N 户外型W （二） 型号及表示方法 □ □ (□) / □ □ — 口 示例： L W 36-126 （W） /T 3150 —40 额定短路开断电流KA 额定电流A 弹费机构 防污型 额定电压kV 设计序号 户夕卜 六氟化硫断路器 （三）操动机构的分类 根据操动类型分为：手动机构S、弹簧机构T、气动机构Q、液压机构Y、电动机构J 型号表示方法： □（操动机构C） □（机构类型如手动S、弹簧机构T）——□（设计序号）口（特殊说明） 示例： CT （弹簧机构）一一10 （设计序号）A （改进型） 五?六氟化硫断路器 SF6气体作为绝缘和灭弧介质至今约40多年，我公司开始研制与生产SF6断路器也有10多年。目 前的 SF6 产品有 LW36?126、LW36-72.5 LW36-40.5、LW8-40.5,其中： LW36-126：采用自能式灭弧原理即热膨胀+辅助压气，为瓷柱式结构，该产品是国家九五科技攻 关项目，国家级新产品 LW36-72.5：采用白能式火弧原理即热膨胀+辅助压气，为瓷柱式结构。 LW36-40.5：采用自能式灭弧原理即热膨胀+辅助压气，为瓷柱式结构，可内附或外附CT。 LW8-40.5：采用压气式灭弧原理，为小型罐式产品； （一）?SF6气体的基本特性 作为绝缘气体，不但应具有高耐电强度，还要有良好的理化特性，如绝缘气体用作灭弧介质，则还 应具有优良的灭弧性能。 SF6气体是迄今最理想的绝缘和灭弧介质，其主要优点如下： 1 ?化学稳定性好： 2?耐电强度高，绝缘能力强 3 ?灭弧能力强 4 ?通常无液化问题 气压（20°C） 液化温度 0.75MPa ■25 °C 0.45MPa -40 °C 0.60MPa ?28°C ?-30 °C 1.2MPa 0°C 2.0 MPa 20 °C 所以一般坏境卜?无液化问题，只有在高寒地区，需采取一定的防液化措施，如采用SF6+N2混合气体、 加热等措施。 （二）.SF6气体的管理 SF6气体本身是无色、无味、无臭、无毒的，但是在高温下将会产生分解，部分分解物对生物是有 毒性的，因此对SF6气体应加强管理。 1?新鲜的SF6气体杂质的控制: 按GB/T12022-1989《工业六氟化硫》中规定，SF6屮气体杂质含量如下： 水分：W8ppm(m/m) ( 1体积比V/V=8?l重量比m/m) 空气：W().()5%(m/m) CF4： W0.05%(m/m) 可水解氟化物(以 HF 计)^1.0 ppm(m/m)(1.0X 10-6 ) 矿物汕：W10ppm(m/m) (1.0X 10-6 ) 毒性试验：79%的SF6与21%的02混合气体中，小白鼠染毒24h,应无界常 2.SF6气体中的水分管理 .水分进入产品的途径 SF6本身水分含量大 产品零部件(尤其是绝缘件吸附的水分) 充气时，系统干燥不好带入水分 产品密封环节不好，外界水分渗入内部 产品安装时从产品中带入水分 .水分对开关性能的影响 绝缘性能的影响(主要是在绝缘件表面产生凝露) 对开断性能的影响(水分的存在对SF6分解物的复合和断I I间的介质强度的恢复起阻碍作用) c.对内部零部件的腐蚀作用 (3).水分的控制值 一般情况下，水分控制值如下：(v/v) 断路器 GIS中无电弧间隙、SF6互感器 充气24h后测量 150X10-6 300X10-6 运行中产品 300X10-6 600X10-6 注：v/v表示体枳比：即一定量气体中所含水蒸气体积与总气体积Z比10-6 m/m表示重量比：即一定量气体中所含水蒸气重量与总气重量Z比10-6 控制水分的方法： 零部件在装配之前必须进行清洗，烘干处理。 加装吸附剂F?03(过去采用4A、5A吸附效果不好)。吸附剂在装入之前必须进行活化处理，一般 活化温度500?600°C 2小时。 线?lh),以排除水分。但该种方式对装配环境的要 求较高，需高度密封净化，同吋水分处理得不彻底。一?般情况下的牛:产企业不可能达到完全净化的要求, 需采取一定的特殊处理工艺。我公司的真空处理工艺在国内处于领先水平，因此产品出厂时水分控制 得较低。在行业里得到用户的好评。 .水分的测量方法:鉤点法、重量法、电解法 3.SF6气体的密封管理 一般要求产晶的年漏气率为1 %(年漏气率即是相对漏气率,它是设备或隔室在额定充气压力下,在 一定的时间内测得的漏气量换成一年时间内漏气量与总充气量之比，以百分率表示。 绝对漏气率简称漏气率，它是单位时间漏气量，以MPa.m3/s为单位) 检漏方法： 定量检漏：扌II罩法与局部包扎法或挂瓶法 定性检漏： SF6气体密度的监控：SF6密度的监控是通过监控SF6的压力來实现的，即是通过SF6气体密 度继电器来进行监控。 目前使用较多的密度继电器为指针式带温度补偿功能结构的。 六?公司断路器产品的总体结构、工作原理与性能特点（演示文件） 七??断路器试验 （一）?型式试验： 型式试验是指为鉴定某种产站是否符合标准，能否定型牛产而进行的试验。进行型式试验的 产品应与产品的技术条件与图样相符。在下列情况下断路器应进行型式试验： 新产品 转厂试制的产品 当断路器所配机构或规格改变时，作相应的试验 当产品在设计、工艺或所使用的材料作重要改变时，作相应的试验 型式试验项目（强制性的项目）： ■绝缘试验 ■温升试验 ■主回路电阻测量 ■机械试验（由2000次操作循环组成的机械寿命试验，即Ml级断路器） ■短吋耐受电流试验 ■短路开断与关合能丿J试验 型式试验项目（强制性的项目人 ■无线干扰试验（仅适用于额定电压126RV及以上的开关设备） ■密封试验 EMC试验 ■线路充电电流开合试验（容性电流开合试验：72.5kV及以上产品） ■电缆充电电流开合试验（容性电流开合试验：40.5kV及以下产品） 以上项目为强制试验项目，冇时按供需双方的要求还必须进行一些相关项FI的试验。 适用时强制的型式试验项目： ■防护等级试验 ■特殊使用条件下断路器延长的机械寿命试验（M2级断路器，由10000次操作循环组成） ■低温与高温试验 ■湿度试验 ■端子静负荷试验（仅适用于额定电压72?5kV及以上的户外断路器） ■临界电流试验 ■近区故障试验（仅适用于直接和架空线RV及以上且额定短路开断电流 超过12.5RA的三极断路器，这相应于在中性点接地系统中开断单相接地故障） ■失步关合、开断试验 适用时强制的型式试验项目： ■电寿命试验（仅适用于40?5kV及以下产品，有E1级与E2级断路器类别） ■严重冰冻条件下的操作验证试验 ■单相（中性点固定接地系统）和片相接地（中性点非固定接地系统）故

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