第八章 高压开关设备的试验及故障诊断.ppt

第八章 高压开关设备的试验与故障诊断 第一节 高压开关设备的构成及检测 高压开关设备是指3kV及以上的开关设备，它用于电力设备的开断和关合，起到控制、保护、安全隔离的作用。对其的基本要求是：① 可靠性高。② 有足够的遮断能力。③动作时间快。 高压开关设备是下列一些设备及其组合的总称。包括断路器、熔断器、隔离开关、接地短路器、负荷开关等。现代的成套配电装置中还包括电压、电流互感器、避雷器、电缆头及继电保护装置等设备。 由于开关的种类很多，涉及面广，故本章主要介绍高压断路器。 断路器是开关设备中的最主要的设备，它用于直接开断故障电流，直接开合电动机、变压器的回路。如果由于质量和维修问题，在线路发生故障时，断路器不能正常动作则将使事故扩大而造成大面积的停电，因此，它的正常动作是安全供电的重要条件。;图8—1 某变???站500kv SF6断路器;一、主要参数 1、 额定电压（即最高电压）。表示长期承受系统中的最高电压，应等于或大于系统最高电压。 2、 额定电流。在规定条件下，可长期通过的工作电流（有效值）。 3、 额定短路开断电流（kA）。指额定短路电流中的交流分量有效值，它应大于或等于计算的最大短路电流。 4、 额定短路关合电流。指额定短路电流中的最高峰值，它等于额定短路开断电流的2.5倍。 5、 额定短时耐受电流及持续时间额定值。它等于额定短路电流，也就是热稳定电流。 6、 额定峰值耐受电流。它等于额定短路关合电流，也就是动稳定电流。 7、 额定频率。开关设备正常工作的电网频率（中国为50Hz）。 8、 额定绝缘水平。按照过电压和绝缘配合的要求而规定绝缘耐电压的大小。我国是根据DL/T 593-1996《高压开关设备共用订货技术导则》来要求的。 9、 分闸时间（s）。从接到指令起到主回路动触头刚脱离静触头为止的时间。 10、合闸时间（s）。从接到指令起到各相触头均接触时为止的时间。 11、额定操作循环。以o-t-co-t-co来表示。其中，o为一次分闸操作。co为一次合闸操作后立即紧跟一次分闸操作，t、t为时间间隔。 12、机械寿命。即连续合分操作次数。 13、断路器的特殊参数： （1）对SF6断路器有工作压力、年漏气率的要求。 （2）对真空断路器有真空度及操作过电压的要求。 （3）压缩空气断路器有工作压力、年漏气率的要求。;二、高压断路器的灭弧介质 由于断路器本身的开合功能，在开断过程中电流很大，从而产生温度很高的电弧。由于系统的短路容量不断增大，对开关的开断能力要求不断地增高，同时也要求在开断过程中不产生危及系统绝缘的过电压。下面从性能和应用方面对各种灭弧介质作简单的介绍。 1、 油 这是一种较普遍采用的介质，既作为灭弧用，又作为绝缘介质用。但额定电流及开断能力不能很大，其中少油断路器应用最多。 2、 压缩空气 这是用高压空气以高速气流来灭弧。额定电流和开断能力较大。但需要配备空压机系统。 3、 真空 这是利用弧柱区和真空的压力差使弧柱等离子体向空间迅速扩散，从而有利于介质绝缘强度的迅速恢复。用于35kV及以下变电所及频繁操作的场合。 4、 六氟化硫（SF6）气体 这是目前最理想的灭弧介质，它是利用几个至十几个压力以高速气流灭弧，由于其电弧压降小，电弧能量也小，易于灭弧。其额定电流和开断能力大，在国内外已较普遍采用。 5、固体产气 这是利用固体产气物质（如有机玻璃聚氯乙烯硬塑料等），在电弧高温作用下分解出气体进行灭弧，但额定电流及开断能力小，较多使用于农村电网。;三、高压断路器的类型 断路器的总体结构随电压、电流等级和所用灭弧原理而异，其形式多样。但就其对地绝缘方式来讲大体可划分为以下两种类型。 1、 接地金属箱（或罐）型 如图8-2所示，这一类型断路器的结构特点是触头和灭弧室装于接地的金属箱中导电回路靠绝缘套管引入。它的主要优点是可以在进出线套管上装设电流互感器以提供电流信号和利用出线套管的电容制成电容式分压器以提供电压信号，这种类型的断路器在使用时不需要再配专用的电流和电压互感器。 2、 套管支持型 这一类型断路器的结构特点是安置触头和灭弧室的容器（可以是金属筒，也可以是绝缘筒）处于高电位，靠支持套管对地绝缘，如图8-3。它的主要优点是可以用串联若干个开断元件和加高对地绝缘尺寸的方法组成更高电压等级的断路器。用断路器来关合和开断电力系统某些元件时，会出现电弧。关合与开断的电流愈大，电弧就愈强烈，其工作条件也就愈严重。虽然从理论上来说，开断过程中出现的电弧可能在交流电流过零点时自然熄灭，但由于电弧一经形成，断口间的绝缘不能立即恢复，此时，只要在断口上加上一个比较低的电压，电弧就会重新形成，所以断路器的设计主要是围绕如何灭弧进行的。 ;图8-2 1-套管式电流互感器 2-灭弧室 3-