断路器培训

工业配电系统主要是交流系统，所以电弧也 主要是交流电弧，其性质是半个周期要经过零 值一次，而电流过零时，电弧要暂时熄灭。因 此，大多数交流开关电器的灭弧方法中，都利 用了交流电流过零时电弧暂时熄灭这一特性。
10.3 灭弧方法
1．速拉灭弧 当交流电流经过零值的瞬间，拉大触 头间距离，当触头间所加电压不足以击 穿其间距时，电弧就不会重新点燃。触 头的分离速度越快，电弧熄灭就越快， 通常在高压断路器中装设强力的跳脱弹 簧来加快触头分开的速度。
N─户内 W─户外
额定断流容量，MVA 额定电流，A 派生标志
C─带有手车装置 G─改进型 D─带有电磁操作结构 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ─断流容量 额定电压，kV 设计序号
10.1.3 断路器的分类
1．多油断路器：利用绝缘油作为灭弧介质、相间及 相对地绝缘介质。
2．少油断路器：绝缘油只作灭弧介质。载流部分是 借空气和陶器绝缘材料或有机绝缘材料来绝缘，灭弧 方式多为横向吹动电弧。
10.1.2 断路器的功能
断路器开断电路时，充分利用交流电弧 电流每半周过零一次自然熄弧的特点，加 强去游离使电弧不再复燃。其介质强度恢 复主要由断路器灭弧装置和介质特性所决 定。 系统电压恢复过程可能是周期性的或非同 期性的。取决于被开断电路的参数。
10.1.3 断路器的分类
-/
型号特征
S─少油断路器 D─多油断路器 K─空气断路器 Q─产气断路器 Z─真空断路器 L─六氟化硫断路器 C─磁吹断路器 安装条件
10.3 灭弧方法
2．吹弧灭弧法 利用外力（如气流、油流或电磁力） 来吹动电弧，使电弧加速冷却，同时拉 长电弧，降低电弧中的电场强度，加速 电弧的熄灭，按吹弧的方向来分，有横 吹和纵吹两种。
a）横吹 b）纵吹
10.3 灭弧方法
当低压刀开关迅速拉开刀阐时，不仅迅速拉长 了电弧，同时使本身回路电流产生的电动力作用 于电弧，吹动电弧，使其拉长电弧直到电弧熄灭。
10.2 断路器的主要性能与参数
（2）把额定条件下的开断能力称为额定 断流容量。三相电路的额定断流容量，以 SNkd 3UN INkd（MVA）表示。
我国根据国际电工委员会（IEC）的规 定，现只把额定开断电流作为表征开断能 力的唯一参数，而断流容量仅作为描述断 路器特性的一个数值。
10.2 断路器的主要性能与参数
如果开关利用专门吹弧线圈来吹动电弧，使电 弧移动，电弧移动的力实际上是电弧电流在线圈 磁场中产生的电动力。
也有的开关利用铁磁物质（钢片等），来吸动 电弧。
10.3 灭弧方法
3．冷却灭弧法
降低电弧的温度，使正负离子的复合增强，有 助于电弧迅速熄灭，这是一种基本的灭弧方法。
4．短弧灭弧法
利用金属片将长弧切成若干短弧，则电弧上的 压降将近似地增大若干倍。当外施电压小于电弧 上的压降时，则电弧就不能维持而迅速熄灭。通 常采用钢灭弧栅，让电弧进入钢片，一是利用了 电动力吹弧，二是利用了铁磁吸弧，同时钢片对 电弧还有冷却作用。
（3）严禁将有拒跳或合闸不可靠的断路器投入运行。
10.4.2 高压断路器的异常运行
1. 油断路器 （1）油断路器声音异常 （2）油断路器油位异常 （3）油断路器油质发黑 （4）断路器过热 （5）跳合闸线圈冒烟 （6）断路器跳合闸不同期
10.4.2 高压断路器的异常运行
2．真空断路器常见异常运行 （1）电动合不上闸 （2）合闸合空 （3）电动不脱扣 （4）分合闸不可靠 （5）合闸线圈烧毁 （6）分闸线圈烧毁 （7）辅助开关烧毁
（5）油断路器的油色应正常，油位应在油位指示的上、下限油 位监视线中，绝缘油牌号和性能应满足当地最低气温的要来，油 质合格。
பைடு நூலகம்
（6）六氟化硫断路器，为监视其气体压力，应装有密度继电器
或压力表，并附有压力表和压力温度关系曲线 气接口。
，其有SF6气体补
（7）真空断路器应配有限制操作过电压的保护装置。
10.4.1 高压断路器的操作要求
（4）液压操作机构应具有防“失压慢分”装置，并 用有防“失压慢分”的机构卡具。所谓“失压慢分”是 指液压操作机因某种原因压力降到零，然后重新启动油 泵打压时，造成断路器缓慢分闸、采用液压或气动机构 时，其工作压力大于1MPa（表压）时，应有压力释放 装置。
10.4.1 高压断路器的操作要求
3．故障状态下的操作要求：
10.2 断路器的主要性能与参数
（2）额定电流 指在额定频率下长期通过此电流时，断路 器无损伤，且各部分发热不超过长期工作时 最高允许发热温度。 我国规定额定电流为：200、400、630、 （1000）、1250、1600、（1500）、2000、 3150、4000、5000、6300、8000、10000、 12500、16000、20000A。
变电运行系列培训
断路器基础知识
学习的目的 10.1 掌握断路器的作用、功能、分类 10.2 了解断路器的主要性能与参数的含 义 10.3 了解断路器常用的灭弧方法 10.4 了解断路器的运行和维护工作要点
10.1.1 断路器的作用
高压断路器在正常运行时用它接通或 切断负荷电流；
在电气设备或线路发生短路故障或严 重过负荷时，由继电保护装置控制其自 动迅速地切断故障电流，切断发生短路 故障的设备或线路，以防止扩大事故范 围。
10.2 断路器的主要性能与参数
2．额定开断电流和额定断流容量 （1）断路器在开断操作时，首先起弧 的某相电流称为开断电流。在额定电压 下，能保证正常开断的最大短路电流称 为额定开断电流。它是标志断路器开断 能力的一个重要参数。
我国规定额定开断电流为：1.6、3.15、 6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、 40、50、63、80、100kA等。
动力的耐受性能，它决定断路器的导电部分和绝缘支撑 件的机械强度以及触头的结构形式。
10.2 断路器的主要性能与参数
5．操作性能
（1）全开断时间 是指断路器接到分闸命令瞬间起到 电弧熄灭为止的时间间隔。即
tkd tgf th
（4-10-4）
式中 tkd ——全开断时间，s；
tgf ——分闸时间，s；从断路器接到分闸命令瞬间到 所有相的触头都分离的时间间隔，亦称为断
短时热电流（或短时耐受电流），断路器标准中规定
（4-10-2）
I r I Nkd
短时热电流通过断路器时，各零部件的温度不应超过
短时发热最高允许温度，且不致出现触头熔接或软化变
形，以及其它妨碍正常运行的异常现象。允许发热最高
温度数值随材料而异。
10.2 断路器的主要性能与参数
（2）峰值耐受电流 峰值耐受电流亦称动稳定电流， 即在规定的使用条件和性能下，断路器在合闸位置时所
真空具有较高的绝缘强度，如果将开 关触头装置置于真空容器，则在电流过 零时，即能熄灭电弧。为防止产生过电 压，应当不使触头分开时，电流突变为 零。一般应在触头间产生少量金属蒸汽， 形成电弧通道。当交流电流自然下降过 零前后，这些等离子态的金属蒸汽便在 真空中迅速飞散而熄灭电弧。
10.4.1 高压断路器的操作要求
能经受的电流峰值。它与关合电流不同的是，峰值耐受
电流是断路器处于合闸位置时通过的短路电流，而关合 电流则是由于断路器关合短路故障所产生的短路电流。 峰值耐受电流也是以短路电流的第一个大半波峰值电流 来表示，且
I dw I Ng 2.55 I Nkd
（4-10-3）
峰值耐受电流反映了断路器承受由于短路电流产生电
3．空气断路器：利用压缩空气的吹动来熄灭电弧的。 和控制断路器的分合阐动作。
4．SF6断路器：用SF6气体作绝缘和灭弧介质。 5．磁吹式断路器：当电弧电流通过吹弧线圈以产生 磁束来吹弧及消弧。
6．真空断路器：利用真空灭弧和绝缘，灭弧时间一 般只有半个周波。
10.2 断路器的主要性能与参数
1．额定电压及额定电流 （1）额定电压 指断路器长期工作的标准电压（对三相系统指 线电压）。电力系统在运行中允许有±5％的波 动，断路器必须适应在电压变化范围内能长期工 作，为此断路器出厂时都以最高工作电压进行鉴 定。如：对3～220kV范围内，其最高工作电压 较额定电压约高15％左右；对330kV以上，规定 最高工作电压较额定电压高10%。
断路器关合短路电流的能力除与灭弧装置性能有关外，
还与断路器操动机构的合闸功率的大小有关。
10.2 断路器的主要性能与参数
4．耐受性能
断路器应具有足够的耐受短时短路电流作用的能力， 简称耐受能力。
（1）短时热电流（热稳定电流） 在规定的时间内
（规定标准时间为2s，需要大于2s时推荐4s）断路器在
合闸位置，可能经受的短时热电流有效值（kA），称为
到合闸命令瞬间起到所有相的触头均接触为止的
时间称为合闸时间。
10.2 断路器的主要性能与参数
6．自动重合闸性能
自动重合闸的操作循环：分— —合分— t — 合分。 为断路器开断故障电路，从电弧熄灭起
到电路重新接通的时间，称为无电流间隔时间，
一般为0.3s或0.5s； t 为强送电时间，一般为
180s。
3．关合能力
说明断路器关合短路故障能力的参数为额定关合电流。
其数值以关合操作时，瞬态电流第一个大半波峰值来表
示，制造部门对关合电流一般取额定开断电流的 1.8 2 倍
即
I Ng 1.8 2I Nkd 2.55I Nkd
（4-10-1）
式中 I Ng——额定关合电流，kA； I Nkd——额定开断电流，kA。
断路器开断时间与无电流间隔时间之和称为自 动重合闸时间。
金属短接时间系指断路器重合闸操作后，触头 闭合到第二次触头分开所需用的时间。
10.3 灭弧方法
当高压断路器开断高压有载电路时之所以产 生电弧，原因在于触头本身及其周围的介质中 含有大量可被游离的电子。当分断的触头间存 在足够大的外施电压条件下，电路电流也达到 最小生弧电流时，会因强烈的游离而产生电弧。