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高壓斷路器

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高壓斷路器

高壓斷路器（或稱(chēng)高壓開(kāi)關(guān)）它不僅可以切斷或閉合高壓電路中的空載電流和負(fù)荷電流，而且當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)通過(guò)繼電器保護(hù)裝置的作用，切斷過(guò)負(fù)荷電流和短路電流，它具有相當(dāng)完善的滅弧結(jié)構(gòu)和足夠的斷流能力，可分為：油斷路器（多油斷路器、少油斷路器）、六氟化硫斷路器（SF6斷路器）、真空斷路器、壓縮空氣斷路器等。

選用指南

一般原則

為保證高壓電器在正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的安全，高壓電器應(yīng)按下列條件選擇：

① 按正常工作條件包括電壓、電流、頻率、機(jī)械荷載等選擇；

② 按短路條件包括短時(shí)耐受電流、峰值耐受電流、關(guān)合和開(kāi)斷電流等選擇；

③ 按環(huán)境條件包括溫度、濕度、海拔、地震等選擇；

④ 按承受過(guò)電壓能力包括絕緣水平等選擇；

⑤ 按各類(lèi)高壓電器的不同特點(diǎn)包括開(kāi)關(guān)的操作性能、熔斷器的保護(hù)特性配合、互感器的負(fù)荷及準(zhǔn)確等級(jí)等選擇。

正常工作

①按工作電壓選擇選用的高壓電器，其額定電壓應(yīng)符合所在回路的系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓，其允許最高工作電壓Umax不應(yīng)小于所在回路的最高運(yùn)行電壓Uy，即Umax ≥ Uy。

② 按工作電流選擇高壓電器的額定電流In不應(yīng)小于該回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流Ig，即In ≥ Ig。

短路穩(wěn)定

① 短路穩(wěn)定性校驗(yàn)的一般要求

② 短路電流的熱效應(yīng)

③ 短路穩(wěn)定性校驗(yàn)

環(huán)境條件

① 選擇電器的環(huán)境溫度

② 選擇電器的環(huán)境濕度

③ 高海拔對(duì)高壓電器的影響

④ 地震對(duì)高壓電器的影響?、?額定短路開(kāi)斷電流的選擇

② 額定短路關(guān)合電流的選擇

③ 額定操作順序的選擇

④ 額定失步開(kāi)斷電流的選擇

⑤ 額定異相接地故障電流、發(fā)展性故障電流及關(guān)于開(kāi)斷電流的選擇

⑥ 額定近區(qū)故障開(kāi)斷電流的選擇

⑦ 額定線路充電開(kāi)斷電流、額定電纜充電開(kāi)斷電流、額定電

容器組開(kāi)斷電流、額定電容器組關(guān)合涌流、額定感應(yīng)電動(dòng)

機(jī)開(kāi)斷電流、額定空載變壓器開(kāi)斷電流、額定電抗器開(kāi)斷

電流等的選擇。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)上述各項(xiàng)開(kāi)斷電流和關(guān)合電流未

作規(guī)定，但使用中應(yīng)按制造廠給出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)選用。

施工安裝

1.電力系統(tǒng)的細(xì)節(jié)，即系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓和最高運(yùn)行電壓、頻率、相數(shù)和中性點(diǎn)接地的詳情。[1]

2.運(yùn)行條件，包括最低和最高周?chē)諝鉁囟?，后者是否高于額定值；海拔是否超過(guò)1000m；以及可能存在或出現(xiàn)的任何特殊條件，例如過(guò)度地暴露在水蒸氣、濕氣、煙霧、爆炸性氣體、過(guò)量的灰塵或含鹽的空氣中的條件。

3.斷路器的特性。

① 極數(shù)；

② 戶內(nèi)或戶外；

③ 額定電壓；

④ 額定絕緣水平；

⑤ 額定頻率；

⑥ 額定電流；

⑦ 額定線路充電開(kāi)斷電流（如果采用）；

⑧ 額定電纜充電開(kāi)斷電流（如果采用）；

⑨ 額定單個(gè)電容器組開(kāi)斷電流（如果采用）；

⑩ 額定背對(duì)背電容器組開(kāi)斷電流（如果采用）；

額定電容器組關(guān)合涌流（如果采用）；

額定小感性開(kāi)斷電流（如果采用）；

額定短路開(kāi)斷電流和電壽命；

首開(kāi)極因數(shù)；

額定出線端故障瞬態(tài)恢復(fù)電壓；

額定近區(qū)故障特性；

額定短路關(guān)合電流；

額定操作順序；

額定短路持續(xù)時(shí)間；

額定失步開(kāi)斷電流（如果采用）；

額定開(kāi)斷時(shí)間；

在特殊要求下規(guī)定的型式試驗(yàn)（人工污穢和無(wú)線電干擾

試驗(yàn)）；

操作頻率；

其他，如額定時(shí)間參量，異相接地開(kāi)合特性。

4.斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)及其專(zhuān)用附屬裝置的特性。

① 操作方式：手力或動(dòng)力的；

② 備用的輔助開(kāi)關(guān)的數(shù)量和型式；

③ 額定電源電壓和額定電源頻率。

(5) 有關(guān)壓縮空氣的使用要求和壓力容器的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)要求。

可以對(duì)高壓斷路器檢測(cè)機(jī)構(gòu)有蘇州電器科學(xué)研究院、西高所、武高所等！

常用標(biāo)準(zhǔn)

GB 10963-1989|家用及類(lèi)似場(chǎng)所用斷路器

GKC-E型高壓開(kāi)關(guān)機(jī)械特性測(cè)試儀

GB 14048.2-1994|低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低壓斷路器

GB 16916.1-1997|家用和類(lèi)似用途的不帶過(guò)電流保護(hù)的剩余電流動(dòng)作斷路器(RCCB) 第1部分：一般規(guī)則

GB 16916.21-1997|家用和類(lèi)似用途的不帶過(guò)電流保護(hù)的剩余電流動(dòng)作斷路器(RCCB) 第2.1部分：一般規(guī)則對(duì)動(dòng)作功能與線路電壓無(wú)關(guān)的RCCB的適用性

GB 16916.22-1997|家用和類(lèi)似用途的不帶過(guò)電流保護(hù)的剩余電流動(dòng)作斷路器(RCCB) 第2.2部分：一般規(guī)則對(duì)動(dòng)作功能與線路電壓有關(guān)的RCCB的適用性

GB 16917.1-1997|家用和類(lèi)似用途的帶過(guò)電流保護(hù)的剩余電流動(dòng)作斷路器(RCBO) 第1部分：一般規(guī)則

GB 16917.21-1997|家用和類(lèi)似用途的帶過(guò)電流保護(hù)的剩余電流動(dòng)作斷路器(RCBO) 第2.1部分：一般規(guī)則對(duì)動(dòng)作功能與線路電壓無(wú)關(guān)的RCBO的適用性

GB 16917.22-1997|家用和類(lèi)似用途的帶過(guò)電流保護(hù)的剩余電流動(dòng)作斷路器(RCBO) 第2.2部分：一般規(guī)則對(duì)動(dòng)作功能與線路電壓有關(guān)的RCBO的適用性

GB 1984-1989|交流高壓斷路器

GB 4876-1985|交流高壓斷路器的線路充電電流開(kāi)合試驗(yàn)

GB 7675-1987|交流高壓斷路器的開(kāi)合電容器組試驗(yàn)

測(cè)試功能

（1）合（分）閘順序	（2）合（分）閘最大時(shí)間
（3）三相不同期	（4）同相不同期
（5）合（分）閘時(shí)間	（6）動(dòng)作時(shí)間
（7）彈跳時(shí)間	（8）彈跳次數(shù)
（9）彈跳幅度	（10）行程
（11）開(kāi)距	（12）超行程
（13）過(guò)行程	（14）剛合（分）速度
（15）最大速度	（16）平均速度
（17）金短時(shí)間	（18）無(wú)流時(shí)間
（19）電流波形曲線（動(dòng)態(tài)）	(20) 時(shí)間行程速度動(dòng)態(tài)曲線(ms)
(21) 時(shí)間速度行程動(dòng)態(tài)曲線(mm)

單位均為: 時(shí)間ms 速度 m/s 距離 mm

特點(diǎn)

（1）可做電動(dòng)操作和手動(dòng)操作;

（2）適且500KV電壓等級(jí)以?xún)?nèi)各種高壓斷路器的機(jī)械動(dòng)特性測(cè)試；

（3）可實(shí)測(cè)行程和自定義行程；

（4）能夠?qū)崿F(xiàn)斷路器的單合、單分、合分、重合,重分操作；

（5）接線方便，操作簡(jiǎn)單，操作時(shí)只需一次合（分）動(dòng)作便可得到合（分）全部數(shù)據(jù)，可選擇保存50組數(shù)據(jù)，提供后期查詢(xún)和上傳電腦永久保存,也可現(xiàn)場(chǎng)調(diào)閱打印所有數(shù)據(jù)及運(yùn)動(dòng)曲線圖；

（6）采用漢字提示以人機(jī)對(duì)話的方式操作；

（7）數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，抗干擾性強(qiáng)，體積小，重量輕，美觀大方；

（8）機(jī)內(nèi)配有時(shí)鐘電路，可顯示當(dāng)前年、月、日、時(shí)、分、秒，即使斷電，也能自動(dòng)保存設(shè)置數(shù)據(jù)及測(cè)試數(shù)據(jù)；

（9）機(jī)內(nèi)帶有延時(shí)保護(hù)功能，斷路器動(dòng)作后能自動(dòng)切斷動(dòng)作電源，很好的保護(hù)了斷路器設(shè)備和高壓開(kāi)關(guān)測(cè)試儀；

（10）儀器內(nèi)置直流電源,可選擇范圍:30-270V/10A),不存在常規(guī)整流電源輸出瞬間的電壓跌落,用以試驗(yàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作電壓非常精確.

（11）能動(dòng)態(tài)地為您分析出斷路器每1ms時(shí)間內(nèi)的、行程、速度之間的關(guān)系；

（12 可配置上傳軟件，實(shí)現(xiàn)電腦存檔和網(wǎng)上查閱, 打印。

技術(shù)指標(biāo)

環(huán)境組別：屬GB6587.1-1986《電子測(cè)量?jī)x器環(huán)境試驗(yàn)總綱》中的Ш組儀器.

型式：便攜式包裝：鋁合金箱

尺寸與重量：:

主機(jī)： 440×300×150(mm) 5 (kg)

附件： 440×300× 80(mm) 3 (kg)

工作電源：AC220V ±10% 頻率：50Hz ±5%

環(huán)境溫度：-10°C~40°C 相對(duì)濕度：≤85%

絕緣電阻：≤2MΩ

介電強(qiáng)度：電源進(jìn)線對(duì)機(jī)殼能承受1.5KV1分鐘的耐壓測(cè)試。

時(shí)間測(cè)試范圍：1~499.9ms 分辯率：0.01ms 精度≤0.1ms

速度測(cè)試范圍：15m/s 分辯率：0.01m/s 精度±1%讀數(shù)+2個(gè)字

行程測(cè)試范圍：不限分辯率：0.01mm 精度±1%讀數(shù)+2個(gè)字

直流電源選擇范圍: 25-265V/10A 分辯率：1V：精度≤±1%

用途介紹

高壓斷路器在高壓電路中起控制作用，是高壓電路中的重要電器元件之一。斷路器用于在正常運(yùn)行時(shí)接通或斷開(kāi)電路，故障情況在繼電保護(hù)裝置的作用下迅速斷開(kāi)電路，特殊情況（如自動(dòng)重合到故障線路上時(shí))下可靠地接通短路電流。高壓斷路器是在正?；蚬收锨闆r下接通或斷開(kāi)高壓電路的專(zhuān)用電器。

斷路器的工作狀態(tài)（斷開(kāi)或者閉合）是由他的操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制的。

高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)、高壓隔離開(kāi)關(guān)和高壓斷路器的區(qū)別：

1、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)是可以帶負(fù)荷分?jǐn)嗟?，有自滅弧功能，但它的開(kāi)斷容量很小很有限。

2、高壓隔離開(kāi)關(guān)一般是不能帶負(fù)荷分?jǐn)嗟?，結(jié)構(gòu)上沒(méi)有滅弧罩，也有能分?jǐn)嘭?fù)荷的高壓隔離開(kāi)關(guān)，只是結(jié)構(gòu)上與負(fù)荷開(kāi)關(guān)不同，相對(duì)來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單一些。

3、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)和高壓隔離開(kāi)關(guān)，都可以形成明顯斷開(kāi)點(diǎn)，大部分高壓斷路器不具隔離功能，也有少數(shù)高壓斷路器具隔離功能。

4、高壓隔離開(kāi)關(guān)不具備保護(hù)功能，高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的保護(hù)一般是加熔斷器保護(hù)，只有速斷和過(guò)流。

5、高壓斷路器的開(kāi)斷容量可以在制造過(guò)程中做的很高。主要是依靠加電流互感器配合二次設(shè)備來(lái)保護(hù)。可具有短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、漏電保護(hù)等功能。[2]

作用

(1)控制作用。根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的需要，將部分或全部電氣設(shè)備，以及部分或全部線路投入或退出運(yùn)行。

(2)保護(hù)作用。當(dāng)電力系統(tǒng)某一部分發(fā)生故障時(shí)，它和保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置相配合，將該故障部分從系統(tǒng)中迅速切除，減少停電范圍，防止事故擴(kuò)大，保護(hù)系統(tǒng)中各類(lèi)電氣設(shè)備不受損壞，保證系統(tǒng)無(wú)故障部分安全運(yùn)行。

工作性能

(1) 額定電壓(標(biāo)稱(chēng)電壓)：它是表征斷路器絕緣強(qiáng)度的參數(shù)，它是斷路器長(zhǎng)期工作的標(biāo)準(zhǔn)電壓。為了適應(yīng)電力系統(tǒng)工作的要求，斷路器又規(guī)定了與各級(jí)額定電壓相應(yīng)的最高工作電壓。對(duì)3—220KV各級(jí)，其最高工作電壓較額定電壓約高15%左右;對(duì)330KV及以上，最高工作電壓較額定電壓約高10%。斷路器在最高工作電壓下，應(yīng)能長(zhǎng)期可靠地工作。[3]

(2)額定電流：它是表征斷路器通過(guò)長(zhǎng)期電流能力的參數(shù)，即斷路器允許連續(xù)長(zhǎng)期通過(guò)的最大電流。

(3)額定開(kāi)斷電流：它是表征斷路器開(kāi)斷能力的參數(shù)。在額定電壓下，斷路器能保證可靠開(kāi)斷的最大電流，稱(chēng)為額定開(kāi)斷電流，其單位用斷路器觸頭分離瞬間短路電流周期分量有效值的千安數(shù)表示。當(dāng)斷路器在、低于其額定電壓的電網(wǎng)中工作時(shí)，其開(kāi)斷電流可以增大。但受滅弧室機(jī)械強(qiáng)度的限制，開(kāi)斷電流有一最大值，稱(chēng)為極限開(kāi)斷電流。

(4)動(dòng)穩(wěn)定電流：它是表征斷路器通過(guò)短時(shí)電流能力的參數(shù)，反映斷路器承受短路電流電動(dòng)力效應(yīng)的能力。斷路器在合閘狀態(tài)下或關(guān)合瞬間，允許通過(guò)的電流最大峰值，稱(chēng)為電動(dòng)穩(wěn)定電流，又稱(chēng)為極限通過(guò)電流。斷路器通過(guò)動(dòng)穩(wěn)定電流時(shí)，不能因電動(dòng)力作用而損壞。

(5)關(guān)合電流：是表征斷路器關(guān)合電流能力的參數(shù)。因?yàn)閿嗦菲髟诮油娐窌r(shí)，電路中可能預(yù)伏有短路故障，此時(shí)斷路器將關(guān)合很大的短路電流。這樣，一方面由于短路電流的電動(dòng)力減弱了合閘的操作力，另一方面由于觸頭尚未接觸前發(fā)生擊穿而產(chǎn)生電弧，可能使觸頭熔焊，從而使斷路器造成損傷。斷路器能夠可靠關(guān)合的電流最大峰值，稱(chēng)為額定關(guān)合電流。額定關(guān)合電流和動(dòng)穩(wěn)定電流在數(shù)值上是相等的，兩者都等于額定開(kāi)斷電流的2.55倍。

(6)熱穩(wěn)定電流和熱穩(wěn)定電流的持續(xù)時(shí)間：執(zhí)穩(wěn)定電流也是表征斷路器通過(guò)短時(shí)電流能力的參數(shù)，但它反映斷路器承受短路電流熱效應(yīng)的能力。熱穩(wěn)定電流是指斷路器處于合閘狀態(tài)下，在一定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，所允許通過(guò)電流的最大周期分量有效值，此時(shí)斷路器不應(yīng)因短時(shí)發(fā)熱而損壞。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：斷路器的額定熱穩(wěn)定電流等于額定開(kāi)斷電流。額定熱穩(wěn)定電流的持續(xù)時(shí)間為2S，需要大于2S時(shí)，推薦4S。

(7)合閘時(shí)間與分閘時(shí)間：這是表征斷路器操作性能的參數(shù)。各種不同類(lèi)型的斷路器的分、合閘時(shí)間不同，但都要求動(dòng)作迅速。合閘時(shí)間是指從斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)合閘線圈接通到主觸頭接觸這段時(shí)間，斷路器的分閘時(shí)間包括固有分閘時(shí)間和熄弧時(shí)間兩部分。固有分閘時(shí)間是指從操動(dòng)機(jī)構(gòu) 分閘線圈接通到觸頭分離這段時(shí)間。熄弧時(shí)間是指從觸頭分離到各相電弧熄滅為止這段時(shí)間。所以，分閘時(shí)間也稱(chēng)為全分閘時(shí)間。

(8)操作循環(huán)：這也是表征斷路器操作性能的指標(biāo)。架空線路的短路故障大多是暫時(shí)性的，短路電流切斷后，故障即迅速消失。因此，為了提高供電的可靠性和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，斷路器應(yīng)能承受一次或兩次以上的關(guān)合、開(kāi)斷、或關(guān)合后立即開(kāi)斷的動(dòng)作能力。此種按一定時(shí)間間隔進(jìn)行多次分、合的操作稱(chēng)為操作循環(huán)。

主要結(jié)構(gòu)

高壓斷路器的主要結(jié)構(gòu)大體分為:導(dǎo)流部分，滅弧部分，絕緣部分，操作機(jī)構(gòu)部分。高壓開(kāi)關(guān)的主要類(lèi)型按滅弧介質(zhì)分為:油斷路器，空氣斷路器，真空斷路器，六氟化硫斷路器，固體產(chǎn)氣斷路器，磁吹斷路器。

按操作性質(zhì)可分為:電動(dòng)機(jī)構(gòu)，氣動(dòng)機(jī)構(gòu)，液壓機(jī)構(gòu)，彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)，手動(dòng)機(jī)構(gòu)。

(1)油斷路器。利用變壓器油作為滅弧介質(zhì)，分多油和少油兩種類(lèi)型。

(2)六氟化硫斷路器。采用惰性氣體六氟化硫來(lái)滅弧，并利用它所具有的很高的絕緣性能來(lái)增強(qiáng)觸頭間的絕緣。

(3)真空斷路器。觸頭密封在高真空的滅弧室內(nèi)，利用真空的高絕緣性能來(lái)滅弧。

(4)空氣斷路器。利用高速流動(dòng)的壓縮空氣來(lái)滅弧。

(5)固體產(chǎn)氣斷路器。利用固體產(chǎn)氣物質(zhì)在電弧高溫作用下分解出來(lái)的氣體來(lái)滅弧。

(6)磁吹斷路器。斷路時(shí)，利用本身流過(guò)的大電流產(chǎn)生的電磁力將電弧迅速拉長(zhǎng)而吸人磁性滅弧室內(nèi)冷卻熄滅。[4]

常見(jiàn)故障

(按發(fā)生頻率排列大致順序)：

1)密封件失效故障；

2)動(dòng)作失靈故障；

3)絕緣損壞或不良；

4)滅弧件觸頭的故障。

接線方式

斷路器的接線方式有板前、板后、插入式、抽屜式，用戶如無(wú)特殊要求，均按板前供貨，板前接線是常見(jiàn)的接線方式。

⑴板后接線方式：板后接線最大特點(diǎn)是可以在更換或維修斷路器，不必重新接線，只須將前級(jí)電源斷開(kāi)。由于該結(jié)構(gòu)特殊，產(chǎn)品出廠時(shí)已按設(shè)計(jì)要求配置了專(zhuān)用安裝板和安裝螺釘及接線螺釘，需要特別注意的是由于大容量斷路器接觸的可靠性將直接影響斷路器的正常使用，因此安裝時(shí)必須引起重視，嚴(yán)格按制造廠要求進(jìn)行安裝。

⑵插入式接線：在成套裝置的安裝板上，先安裝一個(gè)斷路器的安裝座，安裝座上6個(gè)插頭，斷路器的連接板上有6個(gè)插座。安裝座的面上有連接板或安裝座后有螺栓，安裝座預(yù)先接上電源線和負(fù)載線。使用時(shí)，將斷路器直接插進(jìn)安裝座。如果斷路器壞了，只要拔出壞的，換上一只好的即可。它的更換時(shí)間比板前，板后接線要短，且方便。由于插、拔需要一定的人力。因此目前中國(guó)的插入式產(chǎn)品，其殼架電流限制在最大為400A。從而節(jié)省了維修和更換時(shí)間。插入式斷路器在安裝時(shí)應(yīng)檢查斷路器的插頭是否壓緊，并應(yīng)將斷路器安全緊固，以減少接觸電阻，提高可靠性。

⑶抽屜式接線：斷路器的進(jìn)出抽屜是由搖桿順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的，在主回路和二次回路中均采用了插入式結(jié)構(gòu)，省略了固定式所必須的隔離器，做到一機(jī)二用，提高了使用的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)給操作與維護(hù)帶來(lái)了很大的方便，增加了安全性、可靠性。特別是抽屜座的主回路觸刀座，可與NT型熔斷路器觸刀座通用，這樣在應(yīng)急狀態(tài)下可直接插入熔斷器供電。

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