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以密封的绝缘油作为开断故障的灭弧介质的一种开关设备,有多油断路器和少油断路器两种形式;它较早应用于电力系统中,技术已经十分成熟,价格比较便宜,广泛应用于各个电压等级的电网中,油断路器用来切断和接通电源,并在短路时能迅速可靠地切断电流的 一种高压开关设备。
多油和少油断路器都要充油,其作用是灭弧,散热和绝缘。它的危险性不仅是在发生故障时可能引起爆炸,而且爆炸后由于油断路器内的高温油发生喷溅,形成大面积的燃烧,引起相间短路或对地短路,破坏电力系统的正常运行,使事故扩大,甚至造成严重的人身伤亡事故。
电弧熄灭过程:
当断路器的动触头和静触头互相分离的时候产生电弧,电弧高温使其附近的绝缘油蒸发气化和发生热分解,形成灭弧能力很强的气体(主要是氢气)和压力较高的气泡,使电弧很快熄灭。
油断路器的爆炸燃烧原因有以下几个方面:
(1)油面过低 油断路器触点至油面的油层过薄,油受电弧作用而分解的可燃气体冷却不良,这部分可燃气体进入顶盖下面的空间而与空气混合,形成爆炸性气体,在自身的高温下就有可能爆炸燃烧。
(2)油箱内的油面过高 析出的气体在油箱内得不到空间缓冲,形成过高的压力,也可能引起油箱爆炸起火。
(3)油的绝缘强度劣化 杂质或水分过多,引起油断路器内部闪络。
(4)操作机构调整不当 部件失灵,会使操作时动作缓慢或合闸后接触不良。当电弧不能及时被切断和熄灭时,在油箱内产生过多的可燃气体,便可能引起爆炸和燃烧。
(5)遮断容量小 油开关的遮断容量对输配电系统来说是个很重要的参数。当遮断容量小于系统的短路容量时,断路器无能力切断系统强大的短路电流,致使断路器燃烧爆炸,造成输配电系统的重大事故。
(6)其他 油断路器的进、出线都通过绝缘套管,当绝缘套管与油箱盖、油箱盖与油箱体密封不严时,油箱进水受潮,或油箱不洁,绝缘套管有机械损伤都可造成对地短路引起爆炸或火灾事故。
因此,断路器在安装前应严格检查,是否符合制造厂的技术要求。断路器的遮断容量必须大于装设该断路器回路的短路容量。检修时,应进行操作试验,保证机件灵活可靠,并且调整好三相动作的同期性。断路器与电气回路的连接要紧密,并可用试温蜡片观察温度,触头损坏应调换。检修完毕应进行绝缘测试,并有专人负责清点工具,以防工具掉入油箱内发生事故。投入运行前,还应检查绝缘套管和油箱盖的密封性能,以防油箱进水受潮,造成断路器爆炸燃烧。断路器切断严重短路故障后,即应进行检查触点损坏情况和油质情况。
在运行时应经常检查油面高度,油面必须严格控制在油位指示器范围之内。发现异常,如漏油、渗油、有不正常声音等时,应采取措施,必要时须立即降低负载或停电检修。当故障跳闸重复合闸不良,而且电流变化很大,断路器喷油有瓦斯气味时,必须停止运行,严禁强行送电,以免发生爆炸。
由绝缘材料制成并装设在触头周围,用以限制电弧、并产生高速气流对电弧进行强烈气吹而使电弧熄 灭。按照产生气吹的能源,灭弧室可以分为3类。①自能气吹式灭弧室:利用电弧自身的能量使油分解出气体,提高灭弧室中的压力,当吹弧口打开时,由于灭弧室内外的压力差而在吹弧口产生高速油气流,对电弧进行气吹而使之熄灭。②外能气吹式灭弧室:利用外界能量(通常是由油断路器合闸过程中被贮能的弹簧提供)在分断过程中推动活塞,提高灭弧室的压力驱动油气吹弧而熄灭电弧。也有称此为强迫油吹式灭弧室。③综合式灭弧室:它综合了自能吹弧和外能吹弧的优点,利用电弧自身的能量来熄灭大电流电弧,利用外界能量来熄灭小电流电弧,并可改善分断特性。这种灭弧室结构稍复杂,但分断性能好。超高压少油断路器中大多数采用这种灭弧室。
油断路器灭弧室中吹弧形式主要有4种(见图)。①纵吹:油气沿电弧轴线方向吹过电弧表面。②横吹:油气垂直于电弧轴线方向吹弧。③纵横吹:既利用横吹又利用纵吹的复合吹弧形式。④环吹:油气从四周垂直于电弧轴线方向吹弧。按照主要吹弧形式可将油断路器的灭弧室分别称为纵吹灭弧室、横吹灭弧室、纵横吹灭弧室和环吹灭弧室等。
触头在油介质中闭合和断开的一种断路器。最早在1895年就已制成了这种断路器。1930年以前,用油作为灭弧介质来提高断路器的开断能力是最有成效的方法。油断路器中通常采用的是矿物油(如变压器油),它具有较高的介质强度和较强的熄灭电弧的能力。
过去35kv和110kv使用多油断路器的不少,现在已经逐步淘汰。少油断路器在6kv,10kv还有应有,110kv以上已经很少使用。
绝缘灭弧冷却
SF6和SW系列的断路器是CY3系列的液压机构来实现工作的,CQ6,CQ7也就是三菱型号AM25和AM32,采用的是LW15-252气动机构断路器的区别就是看采用的是什么形式的操纵机构来完成断路器的工...
当油断路器开断电路时,只要电路中的电流超过0.1A,电压超过几十伏,在断路器的动触头和静触头之间就会出现电弧,而且电流可以通过电弧继续流通,只有当触头之间分开足够的距离时,电弧熄灭后电路才断开。10kV少油断路器开断20KA时的电弧功率,可达一万千瓦以上,断路器触头之间产生的电弧弧柱温度可达六七千度,甚至超过1万度。
油断路器按对地绝缘介质的不同,可分为接地箱壳多油断路器(简称多油断路器)和带电箱壳少油断路器(简称少油断路器)两种。
其灭弧室装在一个接地金属箱中,通常用油量较多,油既用作灭弧介质又用作对地绝缘。多油断路器结构简单,性能可靠,可以制成超高压等级(如362kV),并可方便地带电流互感器,配套性强,户外使用时受大气条件的影响小。多油断路器的使用历史悠久,使用和制造技术成熟,曾在电力系统中起过重要作用。但多油断路器也有很多的缺点,特别是在超高压等级时,体积庞大,消耗大量的钢材和变压器油,运输和安装均有较大困难,引起爆炸和火灾的危险性大。所以多油断路器已趋于淘汰。
其灭弧室装在与大地绝缘的油箱中。油箱既可用金属做成,也可以用绝缘材料制成。油仅作为灭弧介质和断口间绝缘用,而不作对地绝缘用,用油量少。
少油断路器主要由底架、绝缘子、传动系统、导电系统、触头、灭弧室、油气分离器、缓冲器及油面指示器等部分组成。合闸时,操动机构通过传动拐臂连杆(见开关机构),把力传到主轴,主轴带动3根绝缘拉杆使三极动触杆向上作直线运动,最后插入静触头中,操动机构扣住触杆,使断路器保持在闭合位置。在这一过程中,开断弹簧拉伸贮能,为分闸作准备。分闸是当操作机构脱扣时,由于开断弹簧力的作用,使主轴转动带动拉杆,从而使动触杆向下运动。最后因开断弹簧的预拉力作用,主轴拐臂紧靠在分闸定位件上,从而使断路器保持在断开的位置上。
110kV 及以上电压等级的户外式少油断路器多采用开断电弧的单元断口(或称开断单元)串联、积木式组合的落地式总体结构。标准开断单元的电压为55~110kV。例如SW6型少油断路器,开断单元为55kV,属于这一系列的220kV和330kV的少油断路器将取双柱四断口和三柱六断口的结构,每极由四个和六个开断单元串联而成,各断口上均并联电容器以均匀开断时断口的电压分布;每极各用一个单独的液压操动机构操作。SW7-220型220kV少油断路器,因开断单元为110kV,所以每极取单柱双断口的结构。
少油断路器的突出特点是结构简单,易于制造和维修、价格低、使用方便。与多油断路器相比,少油断路器体积小、重量轻、用油量少,能采用积木式组装成超高压少油断路器,并在电力系统中被广泛应用。其缺点是燃弧时间长,动作较慢,检修周期短,维修工作量大,受单元断口的电压限制,发展特高压等级有困难等。
高压油断路器
DW8-35型高压多油断路器 DW10-10型柱上多油断路器 DW10-10柱上多油断路器系三相交流 50Hz,额定电压为 10KV的三相电力系 统中作为分、合负荷电流,过载电流及短路保护之用。 本产品装在户外电杆上,用钩棒或绳索在地面操作。 额定电 压 (KV) 最高工 作电压 (KV) 额定电 流(A) 额定断 流容量 (MVA) 额定开 断电流 (KA) 产品重量 外型尺 寸(mm) 安装尺 寸(mm)不带 油 KG 油重 KG 10 11.5 50 50 3.15 96 35 760x 510x860 380x260 100 200 400 600 DW10-10/G系列户外交流高压多油断路器 DW10-10 I、II 、 III 、G型户外高压多油断路器是系三相交流 50Hz的高压 开关设备,适用于城市或农村额定电压为 10KV的电力系统中,作为电力设备和
少油断路器是以欧洲国家为主发展起来的,目的是省油。在20世纪40年代,少油断路器的开断能力和使用寿命都很有限。自从采用了纵横吹式灭弧室后,其开断电流逐步上升。
从世界范围来看,少油断路器的发展进程已接近尾声。虽然在少油灭弧室中增加内压力还可获得更佳的参数,但它已逐渐被新发展起来的敞开式六氟化硫断路器所取代。
在中国,自60年代发展220kV少油断路器开始,少油断路器的开断电流由最初的16kA发展到40 kA。少油断路器在中国的110~220kV级的系统中仍占主导地位,并做到330kV级。10kV级的少油断路器在中国更是使用得相当普遍。
少油断路器一般均须解体检查,但油箱铅封或说明书规定不解体者除外。外观检查合格且手动、电动合闸、分闸试验正常,四项全部满足要求者,可不解体。制造厂规定不作解体且有具体保证的10kV油断路器,可进行抽查。当对铅封的少油断路器解体检查时。应有制造厂人员参加。
少油断路器解体检查的内容和标准为:各部件应清洁,无油泥杂物;消弧筒及隔弧片完整,装配正确;导电杆无明显的弯曲,导电杆、定触头及导电滚轮的合金及镀银层完整,定触头弹力均匀,导电杆和定触头接触良好;传动拐臂、连杆动作灵活无卡涩,垫圈、开口销齐全,开口销(开口处)无裂纹;油封及密封件完整无损;油缓冲器的油孔和活塞配合适宜,缓冲作用良好;检查后,按解体相反的次序逐件按原方位装复,但顶罩与定触头暂不装上。
油断路器按对地绝缘介质的不同,可分为接地箱壳多油断路器(简称多油断路器)和带电箱壳少油断路器(简称少油断路器)两种。
多油断路器:
其灭弧室装在一个接地金属箱中,通常用油量较多,油既用作灭弧介质又用作对地绝缘。多油断路器结构简单,性能可靠,可以制成超高压等级(如362kV),并可方便地带电流互感器,配套性强,户外使用时受大气条件的影响小。多油断路器的使用历史悠久,使用和制造技术成熟,曾在电力系统中起过重要作用。但多油断路器也有很多的缺点,特别是在超高压等级时,体积庞大,消耗大量的钢材和变压器油,运输和安装均有较大困难,引起和火灾的危险性大。所以多油断路器已趋于淘汰。