220KvGIS设备讲解及操作

断路器 DES/FES 交接验收值 运行中 交接验收值 运行中
单位 参数值
MPa 0.62
MPa 0.58 MPa 0.55 MPa 0.58
MPa 0.53 MPa 0.5
pc 5 pc 3 次2 次 10000 次 5000
µL/L µL/L µL/L µL/L
≤150 ≤250 ≤300 ≤500
三工位实体机构箱1
三工位机构箱实体
三工位实体机构箱2
三工位机构箱实体
三工位的工作原理
• 本操动机构具有电动和手动两种驱动方式。机构对隔离接地开关提 供的旋转运动，是通过齿轮、丝杠螺母组、槽轮等运动付之实现。
• 本机构有两台电机，一台用于驱动隔离开关，一台用于驱动接地开 关。在手动情况下，摇手柄通过驱动丝杠来实现操作动作。
弹簧操动机构原理
• 弹簧操动机构的作原理为:电动机通过减速装置和储能 机构的动作，使合闸弹簧储存机械能，储能完毕后通过 合闸闭锁装置使弹簧保持在储能状态，然后切断电动机 电源。当接收到合闸信号时，将解脱合闸闭锁装置以释 放合闸弹簧储存的能量。这部分能量中一部分通过传动 机构使断路器的动触头动作，进行合闸操作;另娜分则通 过传动机构使分闸弹簧储能，为合闸状态做准备。另一 方面，当合闸弹簧释放能量、触头合闸动作完毕后，电 动机立即接通电源动作，通过储能机构使合闸弹簧重新 储能，以便为下一次合闸动作做准备。当接收到分闸信 号时，将解脱分闸自由脱扣装置以释放分闸弹簧储存的 能量，并使触头进行分闸动作。
会滑落在合闸保持掣子的滚子上，并被滚子挡住，不能倒转，使分闸弹簧保持在储能
状态，从而完成了分闸弹簧的储能。在合闸过程的最后，合闸缓冲器上的滚子沿着储
能轴上的小凸轮运动，吸收合闸弹簧多余的能量，随后滚子在小凸轮的后面，防止了
储能轴的回摆。
合闸操作
• 当内输出大拐臂与大凸轮分开时，它才向分闸方 向反转回去一点，直到合闸驱动块被限制在合闸 保持掣子的滚子上，通过合闸保持掣子和分闸掣 子，使断路器保持在合闸状态。当合闸操作发生 的时候，储能电机就接通了，合闸弹簧进行储能。 接着储能轴与已储能合闸弹簧在过死点后被扣住。 合闸电磁铁的重复启动是由机构连锁装置（即储 能保持掣子与机构内输出拐臂上的滚子组成）防 止的，此时断路器处于合闸储能状态。合闸弹簧 和分闸弹簧储能完成后，断路器就做好了进行一 次O-C-O操作顺序的准备。
220Kv升压站设备讲解及操作培训
20Kv断路器结构特点
双压式灭弧室 单压式灭弧室
1降低操作功； 2降低操作冲击强度 ； 3减少零件磨损 ； 4增强断路器可靠性和 寿命。
热压气式灭弧室
混合式灭弧室
自能式灭弧室
220Kv断路器结构特点
• 弹簧操作机构
三工位隔离接地开关DES
检修接地开关 构
电动机操动机
标准间隔距（含波纹管） 1700mm
技术参数
序号 参数名称
1
SF6气体压力（20℃）
2 局部放电(80%工频耐受电压下) 3 额定短路电流关合次数(FES) 4 机械寿命
5
气室内的SF6气体水份含量
6
SF6气体年漏气率
气室 断路器 其它
断路器 其它气室
类别 额定压力 报警压力 闭锁压力 额定压力 一级报警 二级报警 整间隔 绝缘件
1050kV
局部放 80%工频耐压下整间隔小于
5pc
断路器气室SF6气体额定压力（20℃） 0.62MPa
机械寿命 断路器10000次，其余5000 次
整体整体结构形式 主母线及三工位 为三相共箱式，其余元件为分箱式
操动机构形式 断路器
弹簧操动机构
三工位隔离接地开关 电动机操动机 构
故障关合接地开关 弹簧操动机构
弹簧操动机构
• 由于充分利用了电弧自身的能量，所以使开断时对操作功的要求可 以大大降低，一般为“压气式”的20-30%，这样就可以配用简单的 弹簧操动机构，从根本上消除了液压或气动机构的渗露隐患，并且 大大降低机械传动系统和底架所承受的机械冲击力，使断路器的机 械可靠性得到很大的提高。
• 但是我们也应该注意到，自能式SF6断路器由于降低了操作功也会 使其某些开断性能和技术指标受到影响，从而使它的使用受到限制。 由于自能式SF6断路器主要依靠短路电弧自身的能量提高灭弧室的 压力，以达到熄弧压力，会造成燃弧时间增加、加重喷口和触头的 烧损程度、使介质强度的初始恢复速度降低，从而使自能式SF6断 路器的短路开断能力、电寿命次数、近区故障开断能力、断口耐压 水平均达不到目前生产的压气式SF6断路器的水平。为降低这些不 良因素的产生，必须使机构与本体尽量匹配。
❖机械闭锁，有效杜绝误操作。 ❖机构直连，传动效率高，耐候性好。 ❖操作机构双电机驱动，机械联锁。
各模块介绍
额定电压 252kV
额定电流 4000A
额定短路开断电流 50kA
额定短时耐受电流 50kA，3s
额定峰值耐受电流 125kA
额定工频耐受电压（对地） 460kV
额定雷电冲击耐受电压（对地）
分闸操作
1-内输出大拐臂 2-合闸制动块
3-分闸缓冲器
4-羊角掣子
5-分闸掣子
6-分闸电磁铁
分闸脱扣过程示意图
如图所示，断路器机构装有两个相同的分闸电磁铁，分闸电磁铁接到分闸信号 后动作，通过分闸掣子使合闸保持掣子与输出拐臂上的合闸制动块脱开，从而 使合闸保持解除。分闸弹簧释放能量，通过分闸弹簧拉杆，带动机构的内、外 输出拐臂运动至分闸位置，同时灭弧室中的触头由机构输出连杆带着运动到分 闸位置。最后分闸运动的动能通过内输出拐臂由分闸缓冲器吸收。分闸缓冲器 也起最后止住分闸运动的功能。
弹簧操动机构
• 弹簧操动机构，是用事先储存在弹簧内的位能作为合闸 能源，一般由合闸能源系统和分、合闸传动系统两大部分 组成。它的动作时间不受天气变化和电压变化的影响，保 证了合闸性能的可靠性，工作比较稳定，且合闸速度较快。 由于采用小功率的交流或直流电动机为弹簧储能，因此， 对电源要求不高，也能较好的适应当前国际上对自动化操 作的要求。另外，它的动作时间和工作行程比较短，运行 维护也比较简单。其存在的主要问题是:输出力特性与断路 器负载特性配合较差，和其他类型机构相比，需要较大的 能量，随着操作功的增大，重量显著增加。
弹簧操动机构分闸已储能状态示意 图
合闸弹簧的储能
1-储能限位板 2-储能驱动棘爪 3-偏心轮 4-大齿轮 5-储能电机
储能限位板功能示意图
★在储能轴越过死点之后，随即行程开关切断电动机电 源，电机带着齿轮一道减速至静止，合闸弹簧储能完毕。
合闸操作
1-合闸电磁铁 2-合闸掣子 3-储能保持掣子 4-储能轴
弹簧操动机构的基本原理
• 弹簧操动机构是由电动机驱动储能机构使弹簧储能，并利 用弹簧释放的能量对断路器进行分、合闸操作的机构。通 常，除了电气控制部分外，这种操动机构是由储能机构、 传动机构和控制机构(脱扣机构和缓冲器)三部分组成的
• 储能模块：就是给(主要指合闸弹簧)赋予能量的机构; • 传动模块：(主要是由弹簧向触头)传递运动和动力的机构; • 控制模块：则是控制分、合闸动作和起缓冲作用的机构。
合闸脱扣过程
★如上图所示合闸电磁铁接到合闸命令后动作，推动合闸掣子顺时针转动，从 而使储能保持掣子一起被释放，从而使储能保持解除。在合闸弹簧的作用下，储 能轴顺时针转动。
合闸操作
1-合闸电磁铁 2-合闸掣子 3-内输出大拐臂 4-分闸掣子 5-分闸缓冲器 6-分闸电磁铁 7-储能保持掣子 8-小凸轮 9-凸轮 10-滚子 11-合闸制动块 12-合闸保持掣子 13-合闸缓冲器 合闸制动块沿着合闸保持掣子上的滚子运动，在此运动曲线的末端，合闸制动块
手动操作
• 在调试或维护期间，或者 发生控制电源故障或者弹 簧机构故障等紧急情况下， 可通过手动按下分闸电磁 铁铁芯、合闸电磁铁铁芯 使断路器分、合闸。当断 路器合闸弹簧已储能，且 断路器处于分闸位置时， 用力压合闸电磁铁铁芯， 可使断路器合闸。当断路 器分闸弹簧已经储能时， 用力压分闸电磁铁铁芯， 可使断路器分闸。操作力 20N左右。
三工位导电路径
隔离开关合闸位置
接地开关合闸位置 接地开关隔离开关均在分闸位置
三工位操作机构结构
三工位操作驱动模块结构
• 1、电动机 • 2、齿轮 • 3、丝杠螺母组 • 4、槽轮 • 5、行程开关 • 6、输出轴
1、电动机 2、齿轮 3、丝杠螺母组 4、槽轮 5、行程开关 6、输出轴
驱动模块结构
合、分闸电磁铁
手动操作
如果由于电源或者储能电机故障导致不 能对合闸弹簧进行储能，可以通过专门的 储能手柄进行手动储能。如左图所示,将 手柄插到伞形齿轮的上，逆时针方向转动， 储能轴通过最高点后，大齿轮和储能轴分 离，凸轮和储能保持掣子发生撞击，发出 “砰”的一声响，储能完成。
注意：只有经过培训的人员才能进行手 动操作；在手动操作前，请切断储能和控 制回路电源；检查并确保断路器气室压力 超过闭锁压力，如果压力过低，则不能进 行断路器分、合闸操作。
断路器内部导电回路由 导体和灭弧室组件构成。灭 弧室组件内部结构如图所示。 该灭弧室采用自能式灭弧原 理，当断路器接到分闸命令 后，以活塞、动弧触头、拉 杆等组成的刚性运动部件在 分闸弹簧的作用下向左运动。 在运动过程中，静主触头与 动主触头分离，电流转移至 仍闭合的两个弧触头上，随 后弧触头分离形成电弧。
1-三角板 、 2-棘爪 3-伞形齿轮、 4-手动储能手柄
三工位的外部结构
三工位隔离接地开关外部结构 1、电动操动机构 2、本体
三工位隔 离接地开关模 块组合了隔离 开关和接地开 关的功能。得 益于该三工位 开关结构的特 殊设计，可实 现接地开关和 隔离开关之间 的有效互锁。
三工位的内部结构
1、盆式绝缘子 2、隔离触头座 3、外壳 4、动触头座 5、接地触头座 三工位隔离接地开关结构