SF6断路器工作原理及日常维护.docx

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1、实现线路的分断隔离。SF6断路器工作原理及日常维护摘要：由于SF6气体同空气和变压器油相比有许多优异的电气绝缘和灭弧性 能，近年来，SF6在电气设备上的应用有了很大的开展，尤其是在高压和超高压 断路器上，还有全封闭组合电器。本文总结了 SF6断路器的结构及工作原理，结 合当前使用的GL314型断路器，主要从二次控制回路方面的故障，结合断路器防 跳、气体闭锁、非全相运行、分合闸条件进行了的总结，最后介绍了检修周期及 检修具体工程和标准。关键词：断路器；SF6气体；灭弧；防跳；分合闸；检修一、引言断路器根据灭弧介质的不同可分为空气断路器、真空断路器、油断路器、 SF6断路器等。由于SF6气体同空气

2、和变压器油相比有许多优异的电气绝缘和灭 弧性能，近年来，SF6在电气设备上的应用有了很大的开展，尤其是在高压和超 高压断路器上，还有全封闭组合电器。我 厂220kV升压站配电系统使用的是由苏州阿尔斯 通高压电气开关制造的GL314型SF6断路器。 断路器根据单相重合要求分为分相操作式(GL314)和三相 机械联动式(GL314F1)两种型式。分相操作式断路器(GL314)有3个操作机构，根据运 行要求可以单相操作或三相电气联动，安装于外送的输 电线路的；三相联动式(GL314F1)断路器只有1个操作 机构，三相触头通过机械联动，不具备单相操作的功能, 装于变压器高压侧与升压站母线之间，配合隔离

3、刀闸来分闸线圈可靠动W30%不动作，65%125%可靠动作0300 uL/L合闸时间5878ms （分相操作）；981281ns （三相联动）分闸时间1626 ms合闸三相不同期W5. 0 ms分闸三相不同期W3. 0ms导电回路电阻不大于48 u Q合闸线圈142 Q分闸线圈142 Q电机储能15S合闸线圈可靠动 作电压80110%可靠动作1 作电压图（七）四、结论本文总结了 SF6断路器的结构及工作原理，结合当前使用的GL314型断路器, 主要从控制回路方面对防跳、气体闭锁、非全相运行、分合闸条件进行了回路上 的分析，当断路器出现拒合拒分现象时间可通过以上方面进行逐项排查，为工作 中遇到开

4、关同类故障排查提供理论依据，最后介绍了检修周期及检修具体工程和 标准，加强日常维护和巡视，多手段提高检修标准和检修质量是保证设备平安稳 定运行的前提。随着SF6断路器的广泛应用，日常设备小修维护、和局部设备大 修周期临近，我们应该继续加强自身学习，加强与厂家和兄弟单位的技术交流， 对设备从理论、结构、维修拆解方面充分提高检修人员的自身业务素质，适应并 胜任当前的检修任务。五、鸣谢在此我要感谢我的领导和电气专业的同事们，他们在工作和生活上给我提供 了很多的帮助，所有的成绩都和身边的他们密不可分。感谢身边辛勤检修的电力 工人，是他们的辛勤劳作提供了千万家庭的光明和温暖。参考文献1 Q CDT 10

5、7 001 -2005中国大唐集团电力设备交接和预防性试验规程2 DL T 596-2005电力设备预防性试验规程3阿尔斯通GL314型断路器维护检修手册4大唐滨州发电电气检修规程二、SF6断路器结构组成SF6断路器利用压缩的SF6气体为灭弧和绝缘介质，利用电弧的能量，产生 SF6压缩气体，熄灭电弧。用以切断额定电流和故障电流、转换线路、实现对高 压输变电线路和电气设备的控制和保护，并配以操作机构进行分、合闸及自动重 合闸。SF6断路器由三个级组成，每个级都是由弹簧操作机构驱动的。断路器主要 由支架、操作机构、断路器的极（含灭弧室、支柱、传动箱）三局部构成。1、SF6气体特性SF6气体是一种无

6、色、无味、无毒和不可燃且透明的气体，常温下是一种惰 性气体，一般不会与其它材料发生反响。其耐电强度为同一压力下氮气的2.5倍, 击穿电压是空气的2. 5倍,灭弧能力是空气的100倍，是一种优于空气和油之间 的新一代超高压绝缘介质材料。2、SF6气体在线监测装置密度继电器SF6电气设备上的气体的密度，是以SF6气体经温度补偿以后的压力来表示 的，即以20时的压力值来表示的，密度继电器主要由感压件、温度补偿件、 传动元件、触点装置、接线盒及外壳组成。当SF6压力下降，降到报警压力值 时，继电器就输出一对接点（报警信号）；降到闭锁动作压力值时，继电器就输出 另一对接点（闭锁信号）使设备的相对应控制系

7、统进行闭锁，为保护设备和电网安 全，禁止设备分合闸操作。图一密度继电器（断路器用）图（二）密度继电器（互感器用）SF6气体绝对压力及报警参数（SF6断路器）：最低作温度-30SF6气体的绝对压力（20 C）Pre绝缘的额定绝对压力Pae绝缘的报警绝对压力Pine绝缘的最小绝对压力O.75Mpa0.64Mpa(Pme+0.03MPa)0.61 MPa我厂密度继电器选型为绝对压力型密度继电器（即以绝对真空为基准压力的 密度继电器），其运行时SF6额定压力为0.75Mpa,断路器为正常状态；当压力 值小于0.64 Mpa时，断路器发出压力降低报警，断路器可正常分、合闸操作； 当小于0.61 Mpa时

8、分、合闸回路将闭锁断路器禁止操作，必须隔离停运进行查 漏和气体补充工作。2. 1密度继电器校验密度继电器的校验因长时间运行发生动作值漂移产生误差或者接点接触不良, 导致信号无法返回，所以需要定期对密度继电器定期进行校准，以确保证其显示 和动作的准确性。校验过程中要注意防护，防SF6气体中毒，并做好室内通风。 拆装密度继电器时，防止将其他地方松动，管路折坏。为防止漏气，每次回装必 须更换新的密封垫，工作完毕后，需进行检漏试验。2. 2 SF6气体微水测量因SF6设备在充气时会有微量水分随SF6进入开关内部，而在运行过程中高 压强电会导致化学反响的，同时会有水分的生成，而水分含量的多少会直接影响

9、到设备的寿命以及平安性，所以要定期检验SF6中的微水含量。SF6气体在充入电气设备24h后方可进行试验，断路器灭弧室内允许的含水 量（20体积比）要求：交接时及大修后不大于150叱/L,运行中不大于 300m/Lo SF6气体断路器的年漏气率不大于0. 5% （集团公司的标准为1%）。三、SF6断路器的电气二次控制系统1、断路器跳跃和防跳断路器跳跃是指断路器的控制手柄在合闸位置（合闸控制回路由于某种原因 接通），当线路存在故障（如短路等）时，继电保护装置动作于断路器跳闸，此 时断路器发生再合闸、跳闸，屡次重复动作的现象，称跳跃。断路器“防跳”就是利用机械闭锁装置或电气闭锁装置，使得一个合闸命令

10、 无论持续多长时间，都只能操作断路器合闸一次，为了防止当断路器在合闸过程 中，如遇故障，即能自动分闸，即使合闸命令未解除，断路器也不能再度合闸， 以防止无谓地屡次分、合故障电流，损坏设备。如果断路器需要第二次合闸，必 须在前一个合闸命令消失后重新发送合闸命令。ALSTOM GL314型断路器具备防跳功能，回路中加装电气闭锁回路来实现断路 器的防跳跃保护。S3S3一般断路器电气防跳装置原理图演示图（红色标注防跳动作回路）回路1回路2回路3回路4（三）1） SST：合闸按钮2） S3：分合闸位置辅助触点3） HQ：合闸线圈4） K0：防跳继电器当合闸按钮SST按下时，合闸电磁铁HQ带电动作，断路器

11、一次回路合闸，辅助触点位置状态发生反转。（图三回路2）开关合闸后S3常开与常闭触点位置的变化，使HQ回路失电。（图三回路3）K0回路带电使防跳回路动作且自保持，此时串入合闸回路中的K0继电器常 闭辅助触点同时断开，闭锁合闸回路禁止再次发出合闸指令。如果断路器需要第 二次合闸，必须在前一个合闸命令消失后重新发送合闸命令。（图三回路4）日常检修维护汇总加强电气防跳回路检查，判断方法如下：（1）断路器合闸时，用万用表电压档检查辅助开关能否接通防跳跃继电器;（2）在合闸信号未能撤除的情况下检查防跳跃继电器动作其接点是否能将 合闸回路保持在中断状态，其接点保持防跳跃回路导通，即使断路器分闸后辅助 开关转

12、换，合闸回路仍不会导通；（3）合闸信号撤除后，检查防跳跃继电器是否复位。2、SF6断路器低气压闭锁运行中的设备，当SF6气体降到闭锁压力时（本断路器为0.61MPa）,密度 继电器接点（常闭点）复归闭合，驱动柜内闭锁继电器电动作，闭锁继电器串入控制回路中的常闭触点同时断开，从而闭锁整个合闸（分闸）回路，使断路器无 法合闸（分闸）。图（四）SF6电气回路中设置了两组闭锁继电器K03和K13,同时串入分合闸回路中 来保证动作的可靠性。P2为密度继电器的常闭触点，当压力低于设定值时会闭合 来驱动闭锁继电器（K03、K13）,闭锁分合闸回路。3、断路器非全相运行（GL314三相分动式）在220kV及以

13、上等级的电网中，普遍采用分相操作的断路器。系统运行时由 于设备质量、回路等问题，断路器三相可能断开一相或两相，造成非全相运行。 为保证电网供电稳定性，在三相分动开关中常设置非全相继电器，即当发生单相 故障时允许短时的非全相运行，假设重合闸不成功缺相情况仍存在时，到达设定时 间非全相继电器触发动作，三相回路分闸断开一次回路。4、三相分动式断路器合闸回路（带低气压闭锁、电气防跳）AUM.二I)SUPPLY - (I)AUM.二I)SUPPLY - (I)-K03-K13I*闭锁继电器辅助触点21 K03、K13SF6开关辅助触点S01-4IK2Qm IX。二一 AUM.二十 SUPPLY 二。1X

14、0 QW1JENOXNCH.REMOTE QCLOSING 通方畲传图（五）以GL314断路器动作过程分析：合闸线圈Y01动作过程：开关在分位时，当断路器接收到DCS或就地按钮发 出的合闸命令后，电源由正极经指令接点依次通过防跳闭锁K01闭接点一一断路 器位置闭锁辅助触点（SOI、S04）合闸线圈Y01气体闭锁闭接点（K13和 K03） 返回至电源负极。合闸线圈Y01动作的条件：合闸线圈Y01带电断路器合闸，无论合闸指令消 失与否，经防跳继电器K01闭锁只发一次合闸指令；其次假设断路器合闸指令消失, 断路器在合位情况下，因辅助触点（SOI、S04）的闭锁，也是无法发出合闸指令； 只有在气体继电

15、器未发出闭锁指令（K03、K13未动作）的情况下断路器才允许分 闸。5、三相分动式断路器分闸回路（带低气压闭锁、非全相监测跳闸）K02-分闸继电器Y02-分闸电磁铁K03-气体闭锁继电器K07-非全相继电器S10-就地远方转换SOI-开关状态辅助触点以GL314断路器动作过程分析：分闸线圈Y02动作过程：分闸回路中设置了分闸继电器（K02）,在气体气 压合格的前提下（即K03继电器未动作），电源由正极经指令接点依次通过K03 的闭点一一到达K02分闸继电器线圈一一K02（13、14）常开点闭合一一经过S01 （1、2）接点（合闸情况下S01 （1、2）为闭合状态）一一Y02分闸电磁铁一一 返回

16、至电源负极。Y02分闸电磁铁带电，撞击开关掣子机构，断路器实现分闸。分闸线圈Y02动作的条件：首先是气体压力必须合格，只有在气体继电器未 发出闭锁指令（K03、K13未动作）的情况下断路器才允许分闸；其次断路器必须 在合闸位置时才可以发出分闸指令，回路经过断路器S01辅助触点闭锁。6、检修周期及工程小修：每五年1次。检查时，断路器应当停止运行，但灭弧室不必拆开。大修：GL314型,N20年。对断路器本体解体检查，需厂家售后服务部的 检修技术人员进行。6. 1小修检修工程1）断路器本体外部检查，清扫瓷套。2） SF6密度继电器校验整定（3年）。检查SF6压力。3）操动机构润滑检查，确认控制阀的密封阀与过滤网是否需要更换。4）二次回路各元件检查，接线端子紧固。5）分合闸时间、最低动作电压、微水、回路电阻测试。6. 2大修检修工程1）断路器本体外部检查，清扫瓷套。2）大罐内部检修。3）检查SF6气体系统。SF6密度继电器校验整定、检漏。4）空气系统检查，继电器整定。5）操动机构润滑检查，确认控制阀的密封阀与过滤网是否需要更换。6）元件检查，接线端子紧固。7）手动与电动传动。8）开关特性及高压试验。测试技术参数SF6气体微水安装后交接试验150uL/L；运行