常用高压开关设施简介

发布时间: 2019-07-18

  常用高压开关设备简介 内容简介 ? 1 领会常用开关设备的感化、功能、分类 ? 2 领会常用开关设备次要机能取参数的寄义 ? 3 领会常用开关设备的工做道理 第一节 高压断器 1 用处和布局 断器正在电力系统中起着两方面的感化:一是节制感化,即按照 电力系统运转需要,将一部门电力设备或线投入或退出运转;二是 感化,即正在电力设备或线发生毛病时,通过继电安拆感化 于断器,将毛病部门从电力系统中敏捷切除,电力系统无毛病 部门的一般运转。 高压断器的类型良多,但就其布局来讲,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根基部门构成,如图1 所 示。开断元件是断器的焦点元件,节制、等方面的使命都需由 它来完成。其他构成部门都是共同开断元件,为完成上述使命而设置 的。 第一节 高压断器 ? 2 类型和合用场合 断器按其所采用的灭弧介质,可分为下列几品种型: (1)油断器:采用变压器油做灭弧介质的断器,称 为油断器,如断器的油还兼做开断后的绝缘和带电 部门取接地外壳之间的绝缘介质,称为多油断器;油 仅做为灭弧介质和触头开断后的绝缘介质,而带电部门 对地之间的绝缘介质采用瓷或其他介质的,称为少油断 器。次要用正在不需屡次操做及不要求高速开断的各级 电压电网中。 第一节 高压断器 ? 2 类型和合用场合 (2)六氟化硫(SF6)断器:采器具有优秀灭弧机能和绝缘机能的 SF6气体做为灭弧介质的断器,称为SF6断器,正在电力系统中普遍应 用。合用于屡次操做及要求高速开断的场所,正在我国保举正在7.2—40.5 选用SF6断器,出格是126KV以上几乎全数选用SF6断器。但不合用 于高海拔地域。 (3)实空断器:操纵实空的高介质强度来灭弧的断器,称空 断器,现已大量使用正在7.2—40.5KV电压品级的供(配)电收集上也 次要用于屡次操做及要求高速开断的场所,但正在海边地域利用时,应注 意防凝露,由于会使断器灭弧室灭弧能力下降。 目前,正在电力系统中次要利用以上三种形式的断器,而一些旧式断 器,如空气断器等,已逐渐被裁减。 第一节 高压断器 ? 3 型号暗示方式(GB尺度) 高压断器的型号是由字母和数字构成,暗示如下: 第一节 高压断器 ? 4 次要手艺参数 (1)额定电压。额定电压是指断器能承受的一般工做线电 压。目前,我国电力系统中缀器采用的额定电压品级为 (10KV、35KV、66KV、110KV、220KV、330KV、500KV)。 (2)额定电流。额定电流是指断器能够持久通过的工做电 流。断器持久通过额定电流时,其各部门的发烧温度不超 过答应值。我国额定电流为:200、400、630、(1000)、 1250、1600、(1500)、2000、3150、4000、5000、6300、8000、 10000、12500、16000、20000A (3)额定开断电流。正在额定电压下,的时间内断器能 靠得住堵截的最大电流的无效值,称为额定开断电流Ik,它表 示断器的断能力。我国额定开断电流为:1.6、3.15、 6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100kA等 第一节 高压断器 ? 5 次要手艺参数 (4)动不变电流。断器正在闭应时,所能通过的最大短 电流,称为动不变电流,亦称额定峰值耐受电流,它表 明断器正在冲击短电流感化下,承受电动力的能力。这 个值的大小由导电及绝缘等部门的机械强度所决定 (5)热不变电流。热不变电流是断器正在时间内,答应 通过的最大电流,它暗示断器承受短电流热效应的 能 力。以短电流的无效值暗示。断器的铭牌必然 时间(1、2、4秒)的热不变电流。 第一节 高压断器 ? 6 灭弧道理 ? (1)、油断器的灭弧 这类断器用油做灭弧介质,电弧正在油中燃烧时,油受 电弧的高温感化而敏捷分化、蒸发,并正在电弧四周构成气泡。 能无效地冷却电弧,降低弧隙电导率,促使电弧熄灭。正在油 断器中设置了灭弧安拆(室),使油和电弧的接触慎密, 气泡压力获得提高。当灭弧室喷口打开后,气体、油和油蒸 气本身构成一股气流和液流,按照具体的灭弧安拆布局,可 垂曲于电弧横向吹弧,平行于电弧纵向吹弧或纵横连系等方 式吹向电弧,对电弧实行强力无效的吹弧,如许,就加快去 逛离过程,缩短燃弧时间,从而提高了断器的开断能力, 电流过零时灭弧。 第一节 高压断器 (2)、SF6断器的灭弧道理 SF6断器用SF6气体做为灭弧介质。SF6气体是抱负的灭 弧介质,它具有优良的热化学性取强负电性。 (a)热化学性,即SF6气体有优良的热传导特征 因为SF6气体有较高的导热率,电弧燃烧时,弧心概况具 有很高的温度梯度,冷却结果显著,所以电弧曲径比力小, 有益于灭弧。同时SF6正在电弧中热逛离感化强烈,热分化充实, 弧心存正在着大量单体的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做灭弧介质的断器低得 多。因而,触头材料烧损较少,电弧也就比力容易熄灭。 第一节 高压断器 (b) SF6气体的强负电性 就是这种气体或原子生成负离子的倾向性强。由电 弧电离所发生的电子,被SF6气体和由它分化发生的卤族 和原子强烈的吸附,因此带电粒子的挪动性显著降低,并由 于负离子取正离子极易复合还原为中性和原子。因而, 弧隙空间导电性的消逝过程很是敏捷。弧隙电导率很快降低, 从而促使电弧熄灭。 第一节 高压断器 ? (3) 实空断器的灭弧道理 实空断器使用实空做为绝缘和灭弧介质。断器开断 时,电弧正在实空灭弧室触头材料所发生的金属蒸气中燃烧, 简称空电弧。当开断实空电弧时,因为弧柱表里的压力 取密度不同都很大,所以弧柱内的金属蒸气取带电质点会不 断向外扩散。弧柱内部处正在一面向外扩散,一面处于电极不 断蒸发出新质点的动态均衡中。跟着电流减小,金属蒸气密 度取带电质点的密度都下降,最初正在电流接近零点时消逝, 电弧随之熄灭。此时,弧柱的质点继续向外扩散,断口 间的介质绝缘强度敏捷恢复,只需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。 第一节 高压断器 ? 7 国表里出名断器简介 ? 目宿世界上断器的出产次要集中正在欧洲的几大出产厂 家如Siemens、ABB、Alstom 、Schneider和日本的几大公 司如三菱、东芝、日立。上述几家大公司产物集全、几乎都 能出产各个电压品级的产物,根基上代表了世界上最先辈技 术程度。我国的断器出产厂家通过手艺引进和取外国出名 厂商的合做,此中的5大出名开关出产厂商(西安开关厂、 沈阳高压开关无限义务公司、平顶山天鹰集团无限公司、上 海华通开关厂、开关厂)曾经有出产126—550KV断 器和GIS封锁式组合电器的能力。我公司用量比力大的是户 内中压断器(7.2~40.5KV)目前国内用得比力多的是ABB 公司的HD4、VD4系列, Siemens公司的3AH系列,国产的 ZN12、ZN18、VS1等系列。 第一节 高压断器 ? 7 国表里出名断器简介 ? (1) ABB公司的VD4系列户内线系列户内实空断器为 ABB厦门开关无限公司出产, 该系列断器被普遍使用于国 内各类品牌的开关柜中,次要 分为固定式和手车式两类。适 用于以下情况的开合电流: 短电流; 负载或空载线电流; 电容器组,电动机 负载或空载的发电机和变 压器。 第一节 高压断器 ? 7 国表里出名断器简介 ? (2) ABB公司的HD4系列户内SF6断器 HD4断器可用于三订交流40.5KV配 电系统中节制和线,变压器、电机、 电缆和电容器组等。因为采用SF6自能开断 手艺,操做过程中不会发生过电压,因而 出格适合于绝缘亏弱的场所,同时电器 次要金属部件都进行了电镀处置,可用于 湿热及盐雾较沉的地域。 第一节 高压断器 ? 7 国表里出名断器简介 ? (2) ABB公司的HD4系列户内SF6断器 HD4断器可用于三订交流40.5KV配 电系统中节制和线,变压器、电机、 电缆和电容器组等。因为采用SF6自能开断 手艺,操做过程中不会发生过电压,因而 出格适合于绝缘亏弱的场所,同时电器 次要金属部件都进行了电镀处置,可用于 湿热及盐雾较沉的地域。 第一节 高压断器 ? 7 国表里出名断器简介 ? (3) 国产ZN12系列户内 线户内线Hz电力系统中,本 断器来弧室为瓷质布局,采用纵向磁 场触头,具有体积小,开断时发生的扩 散电弧电流正在触头上分布分歧,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), 并配有高靠得住性的操做机构。 本断器布局简单、开断能力强、 寿合长、操做功能齐备无爆炸、维 修简单,合用于发电厂、变电坐等配电 系统的节制或开关,特别合用于开 断主要负荷及屡次操做的场合。 第一节 高压断器 ? 7 国表里出名断器简介 ? (4) 国产ZN28,ZN28A 系列户内实空断器 第一节 高压断器 ? (5)瓷柱式取落地罐式 第二节 隔分开关 1 用处和布局 高压隔分开关次要是用来隔离高压电源、以平安 检修,因而其布局特点是断开后具有较着可见的断开间隙。 它的另一布局特点是没有特地的灭弧安拆,因而它不克不及带 负荷操做。但它答应通断必然的小电流,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 以及电压互感器回等。开关柜用的户内隔分开关次要有 GN19系列、GN6、GN9系列。 隔分开关次要由导电部门、绝缘部门、传动部门和底 座部门构成。 一 隔分开关 第二节 隔分开关 ? 2 型号(GB尺度) 第二节 隔分开关 ? 3 次要手艺参数 (1)额定电压。额定电压是指隔分开关能承受的一般工做线 电压。目前,我国电力系统中隔分开关采用的额定电压品级 为(10KV、35KV、66KV、110KV、220KV、330KV、500KV)。 (2)额定电流。额定电流是指隔分开关能够持久通过的工做 电流。隔分开关持久通过额定电流时,其各部门的发烧温度 不跨越答应值。我国额定电流为:200、400、630、 (1000)、1250、1600、(1500)、2000、3150、4000、5000、 6300、8000、10000、12500、16000、20000A 第二节 隔分开关 ? 3 次要手艺参数 (3)动不变电流。隔分开关正在闭应时,所能通过的最大 短电流,称为动不变电流,亦称额定峰值耐受电流,它 表白隔分开关正在冲击短电流感化下,承受电动力的能力。 这个值的大小由导电及绝缘等部门的机械强度所决定 (4)热不变电流。热不变电流是隔分开关正在时间内,允 许通过的最大电流,它暗示隔分开关承受短电流热效应 的 能力。以短电流的无效值暗示。隔分开关的铭牌 必然 时间(1、2、4秒)的热不变电流。 第二节 隔分开关 ? 4 常用隔分开关简介 ? (1) GW4—12~252系列隔分开关 第二节 隔分开关 ? 4 常用隔分开关简介 ? (1) GW4—12~252系列隔分开关 第二节 隔分开关 ? 手艺参数 第二节 隔分开关 ? 4 常用隔分开关简介 ? (1) GN19系列隔分开关 第二节 隔分开关 ? GN19系列手艺参数 第二节 隔分开关 ? 使用图例 第三节 高压负荷开关 内容简介 1 2 领会负荷开关的感化、功能、分类 领会负荷开关的次要机能取参数的寄义 第三节 高压负荷开关 1 用处和布局 负荷开关的用处取它的布局特点是相对应的,从布局上看,负荷开关次要有 两品种型,一种是安拆正在墙上、架构上的,其布局雷同于隔分开关;另一种 是安拆正在高压开关柜中,出格是采用线气体的,则更接近于断器。负 荷开关的用处是包含了这两品种型的负荷开关的分析用处。 1)负荷开关正在断开时,像隔分开关一样有较着的断开点,因而可起电气 隔离感化。对于停电的设备或线供给靠得住停电的需要前提。 第三节 高压负荷开关 1 用处和布局 2)负荷开关具有简略单纯的灭弧安拆,因此可分、合负荷开关本身额定电流 之内的负荷电流。它可用来分、合必然容量的变压器、电容器组,必然 容量的配电线。有的车间变压器距高压配电室的断器较远,停电时 正在车间变压器室中看不到较着的断开点,往往正在变压器室的墙上加拆一 台高压负荷开关,既能够就近操做变压器的空载电流,又能够供给较着 的断开点,确保停电的平安靠得住。 3)配有高压熔断器的负荷开关,可做为断流能力无限的断器利用。这 时负荷开关本身用于分、合一般环境下的负荷电流,高压熔断器则用来 堵截短毛病电流。但这里的负荷开关多空式或六氟化硫式,整个 环网柜体积不大,最大可带容量为1250KVA的变压器。 第三节 高压负荷开关 2 分类 负荷开关品种较多,从利用上分,有户内式、户外式;从灭 弧形式和灭弧介质上分,有压气式、产气式、实空式、六氟化硫式等。 对于10KV 高压用户来说,老用户用的多为户内型压气式或产气式的; 新用户采用环网柜,用的多为六氟化硫式的。而10KV 架空线上用 的则为户外式的。 压气式 油浸式 线式 第三节 高压负荷开关 3 型号 负荷开关的型号,如FN2—10RS/400,由七个部门构成。从左 至左:第一位,是该设备的名称,F 代表负荷开关。第二位,暗示该 设备的利用,W 代表户外,N代表户内。第三位,设想序号。横 线后的第四位代表该设备的额定工做电压,以KV为单元。第五位暗示 能否带高压熔断器,用R暗示带有熔断器,不带熔断器的就不注。第 六位是进一步表白带熔断器的负荷开关其熔断器是拆正在负荷开关的上 面仍是下面,S暗示拆正在,如拆鄙人面就不注。第七位,暗示其 规格,即额定电流,以A为单元。 第三节 高压负荷开关 4 次要手艺参数 第三节 高压负荷开关 5 部门常用负荷开关技法术据 第四节 高压熔断器 1 用处和型号 高压熔断器是一种电器,当系统或电气设备发生短毛病 或过负荷时,毛病电流或过负荷电流使熔体发烧熔断、堵截电源起 到感化。高压熔断器分为限流和不限流两类。户内高压熔断器 为限流式熔断器。 高压熔断器的型号由六部门构成,从左起第一位暗示设备名称, R代表熔断器;第二位,利用,N代表户内型;第三位,设想序 号,以数字暗示;第四位(横线后面),额定电压,用数字暗示, 单元KV,第五位(空格后,斜线前),熔断器的额定电流。以数字 暗示,单元A;第六位(斜线后),熔体的额定电流,用数字暗示, 单元以A 暗示。 例如:RN1—10 20/10代表:熔断器户内型;设想序号为1,额定电 压10KV,熔断器额定电流20A,熔体额定电流10A。 第四节 高压熔断器 2 工做道理 熔断器次要元件是一种易于熔断的熔断体,简称熔体,熔体或 熔丝由熔点较低的金属制成,具有较小截面或其他布局的形式,当 通过的电流达到或跨越必然值时,因为熔体本身发生的热量,使其 温度升高,达到金属的熔点时,熔断堵截电源,因此完成过载电流 或短电流的。为了获得大的堵截能力和各类需要的特征, 熔体的设想是一个主要问题。 熔断器工做包罗以下四个物理过程: (1)流过过载或短电流时,熔体发烧以致熔化;(2)熔断体气 化,电开断;(3)电开后的间隙又被击穿,发生电弧;(4) 电弧熄灭,熔断器的堵截能力决定于最初一个过程。 熔断器的动做时间为上述四个过程的时间总和。 第四节 高压熔断器 3 特征 (1) 安秒特征 熔体熔化时间取通过电流值的关系称为 安秒特征。按照安秒特征进行熔断的选择, 就能够获得熔断器的动做选择。 (2)最小熔化电流 正在通过最小熔化电流值时,熔体必需熔化, 但熔化时间长(接近于无限大)。当电流 大于熔化电流值时,熔化时敏捷降低,熔断 系数要大于1,其值一般正在2.5 以下,分歧 品种用处的熔断器能够分歧的熔断系数。 第四节 高压熔断器 3 特征 (3) 正在熔断器中,熔断器的温度取熔体的温度纷歧样。正在最小 熔断电流时,因为发烧时间长,熔断器管的发烧最为严沉。 (4)正在分歧电流值时,国度尺度对于熔体的熔断时间有,例 如,当电流为熔体额定电流130%时,熔化时间大于1 小时;当 电流为额定电流的200%时,熔化时间应小于1小时。 (5) 过电压。熔断器工做的物理过程是:间隙气化后,线开 断,断点间电压升高,使间隙击穿,发生电弧。因而正在熔断器 堵截过程中,有过电压问题。这种过电压决定于线电流被切 断的环境以及被打穿间隙的长度。 第四节 高压熔断器 4 常用高压熔断器引见 (1) 常用的高压户内管形限流熔断器 国产高压管形熔断器有RN1和 RN2两种,都是户内式充有石英 砂填料的密封管熔断器,两者结 构根基不异,工做熔体采用焊有 小锡球的铜熔丝。操纵“冶金效 应”(锡是低熔点金属,过电流 时,锡受热起首熔化,熔液包抄 铜,铜锡互相渗入,构成熔点比 较低的铜锡合金,使铜丝能正在较 低的温度下熔化) 第四节 高压熔断器 4 常用高压熔断器引见断器 使熔断器能正在较小的毛病或 过负荷电流时动做。同时熔 丝采用几根熔丝并联,使它 们正在熔断时发生几条并行电 弧,使电弧取填料的接触面 增大,去逛离加强,加快电 弧的熄灭。工做熔体熔断后, 熔体接着熔断,红色指 示器弹出。 管形熔断器熔管剖面图 第四节 高压熔断器 RN1和RN2型熔断器规格表 第四节 高压熔断器 4 常用高压熔断器引见断器 (2)户外型高压熔断器的布局及工做道理 户外型高压熔断器又称为跌开式熔断 器,俗称跌落安全。一般环境下,熔管上 部的动触头借帮熔丝张力拉紧后,推上静 触头内锁紧闭合连结闭合形态。当被 的变压器或线发生毛病时,毛病电流使 熔丝熔断,正在熔管内发生电弧,消弧管正在 电弧高温感化下分化出大量气体,使熔管 内压力急剧增大,气体向外喷出,构成对 电弧无力的纵吹,使电弧敏捷拉长去逛离, 正在电流交换过零时电弧熄灭,同时因为熔 丝管拉力消逝,使锁紧机构,正在静触 头的弹力和自沉的感化下,使熔管跌落下 来,电弧被敏捷拉长,即有益于灭弧,又 构成较着的断开距离。 第四节 高压熔断器 部门RW型熔断器规格表 第四节 高压熔断器 限流式熔断器 跌落式熔断器 第五节 高压开关柜 ? 高压开关柜 ? 开关柜是金属封锁式开关设备的俗称。按 照国标GB3906的定义,金属封锁开关设备是指除进 出线外,完全被金属外壳包住的开关设备。 ? 高压开关柜(high voltage switchgear)结 构紧凑,占地面积小,安拆工做量小,利用和维修 便利,且有多种接线方案以供选择,故用户利用极 为便当。 第五节 高压开关柜 ? 1)空断气缘金属封锁开关设备(开关柜) ? 1)分类 ? 铠拆式 各室间用金属板隔离且接地,如KYN1-10 型 ? 间隔式 各室间是用一个或多个非金属板隔离,如 JYN2-10型 ? 箱式 具有金属外壳,但间隔数目少于铠拆式或隔 离式,如XGN2-10型 51 52 53 第五节 高压开关柜 ? 2)型式 ? 高压断器的置放有两种型式: ? 落地式 断器手车本身落地,推入柜内。如 KYN1-10型和JYN2-10型。 ? 中置式 手车拆于柜子中部,如KYN18型中置柜, 手车的拆卸需要拆卸车。目前中置式开关柜越来越 多。 ? 55 第五节 高压开关柜 ? 3)高压开关柜的型号寄义 ? 第五节 高压开关柜 ? 4)“五防”功能 ? 高压开关柜必需拆设防止电气误操做的拆 置,具体功能为: –防止误分、误合断器; –防止带负荷推拉小车; –防止误入带电间隔; –防止带电挂接地线或合接地开关; –防止接地开关正在接地时送电。 第五节 高压开关柜 ? (2)SF6绝缘金属封锁开关设备(充气柜) ? 以SF6气体绝缘的开关柜简称充气柜。此产物的 高压元件诸如母线、断器、隔分开关、互感器等封锁正在充 有较低压力(一般0.02~0.05MPa)的SF6气体的壳体内。最 大特点是不受前提的影响,可用正在恶劣的场合。 还有一个主要特点是:因为利用机能优异的SF6绝缘,大大 缩小了柜体的外形尺寸。取空断气缘比拟, SF6充气柜的安 拆面积为其26%,体积为其27%。同时,因为充气柜配有性 能优良的无油开关,大大削减了维修和检修工做量。


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