高压电器及成套配电装置精选PPT讲稿.ppt

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1、关于高压电器及成套配电装置第一页，讲稿共一百二十页哦335kV常用的高压电器有断路器、常用的高压电器有断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器和电容器隔离开关、负荷开关、熔断器和电容器等多种设备。等多种设备。高压电器在电力系统中起着控制或高压电器在电力系统中起着控制或保护的作用，它们安全、可靠地运行对保护的作用，它们安全、可靠地运行对电力系统是极其重要的。电力系统是极其重要的。第二页，讲稿共一百二十页哦一、高压电器中的电弧一、高压电器中的电弧1、开关电器中电弧的产生与熄灭、开关电器中电弧的产生与熄灭(1)电弧的产生电弧的产生高、低压电路中开关电器切断电路时，如电路中电高、低压电路中开关电器切断电路时

2、，如电路中电压超过压超过1012V和电流超过和电流超过80100mA，在断开的两个，在断开的两个触头之间将出现强烈火花，这实际上是一种气体放电触头之间将出现强烈火花，这实际上是一种气体放电的现象，通常称为的现象，通常称为“电弧电弧”。高压电路中，由于通过的功率更大、电压更高，高压电路中，由于通过的功率更大、电压更高，电弧的破坏更不容轻视。电弧的破坏更不容轻视。显然，触头断开后，触头之间如果有电弧存在，则电显然，触头断开后，触头之间如果有电弧存在，则电路实际上没有被切断，直到触头间电弧熄灭后电路才真正路实际上没有被切断，直到触头间电弧熄灭后电路才真正断开。断开。电弧的存在延长了开关电器断开故障电

3、路的时间，电弧的存在延长了开关电器断开故障电路的时间，加重了电力系统短路故障的危害。加重了电力系统短路故障的危害。第三页，讲稿共一百二十页哦电弧电流的本质是离子导电，即气体中有大量的带电离子电弧电流的本质是离子导电，即气体中有大量的带电离子作定向运动。作定向运动。触点在分离瞬间，其间隙很小，电路电压几乎全部触点在分离瞬间，其间隙很小，电路电压几乎全部降落在触点之间，在触点间形成很强的电场，阴极中的降落在触点之间，在触点间形成很强的电场，阴极中的自由电子会逸出到气隙中并向正极加速运动。这种现象自由电子会逸出到气隙中并向正极加速运动。这种现象叫叫强电场发射强电场发射。前进途中撞击气体原子，该原子分

4、裂成电。前进途中撞击气体原子，该原子分裂成电子和正离子。电子在向正极运动过程中又将撞击其它原子和正离子。电子在向正极运动过程中又将撞击其它原子，这种现象叫子，这种现象叫碰撞游离碰撞游离。撞击电离的正离子向阴极运动，撞在阴极上会使阴极温撞击电离的正离子向阴极运动，撞在阴极上会使阴极温度逐渐升高。当阴极温度到达一定程度时，一部分电子将从度逐渐升高。当阴极温度到达一定程度时，一部分电子将从阴极逸出再参与撞击电离。由于高温使电极发射电子的现象阴极逸出再参与撞击电离。由于高温使电极发射电子的现象叫叫热发射热发射。第四页，讲稿共一百二十页哦当电弧的温度达到当电弧的温度达到3000或更高时，触点间的原或更高

5、时，触点间的原子以很高的速度作不规则的运动并相互剧烈撞击，子以很高的速度作不规则的运动并相互剧烈撞击，结果原子也将产生电离，这种因高温使原子撞击所结果原子也将产生电离，这种因高温使原子撞击所产生的电离称为产生的电离称为热游离热游离。撞击电离、热电子发射和热游离的结果，在两触点间撞击电离、热电子发射和热游离的结果，在两触点间呈现大量向阳极飞驰的电子流，这就是所谓的电弧。呈现大量向阳极飞驰的电子流，这就是所谓的电弧。应当指出，伴随着电离的进行也存在着消电离的现象。应当指出，伴随着电离的进行也存在着消电离的现象。消电离主要是通过正、负带电粒子的消电离主要是通过正、负带电粒子的复合和扩散复合和扩散进行

6、的。进行的。温度越低，带电粒子运动越慢，越容易复合。温度越低，带电粒子运动越慢，越容易复合。第五页，讲稿共一百二十页哦(2)交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭在交流电路中，当电流瞬间值为零时，断开的触头在交流电路中，当电流瞬间值为零时，断开的触头之间无电流通过，电弧暂时熄灭，在下半个周期内触之间无电流通过，电弧暂时熄灭，在下半个周期内触头间能否再次产生电弧，取决于触头间介质击穿电压头间能否再次产生电弧，取决于触头间介质击穿电压和触头间恢复电压比较结果，再次产生电弧叫和触头间恢复电压比较结果，再次产生电弧叫电弧重电弧重燃燃。触头间介质击穿电压触头间介质击穿电压：是指触头间产生电弧的最小电：是指触头间产

7、生电弧的最小电压。压。触头间恢复电压触头间恢复电压：是指触头间电弧暂时熄灭后外电路：是指触头间电弧暂时熄灭后外电路施加在触头之间的电压。施加在触头之间的电压。当触头间的恢复电压大于触头间的介质击穿电压时，当触头间的恢复电压大于触头间的介质击穿电压时，电弧将重燃；否则电弧将迅速熄灭。电弧将重燃；否则电弧将迅速熄灭。第六页，讲稿共一百二十页哦触头间介质击穿电压大小与触头间温度、离子浓度和距离触头间介质击穿电压大小与触头间温度、离子浓度和距离等有关，当温度低、离子浓度低、触头间距离长时，介质击等有关，当温度低、离子浓度低、触头间距离长时，介质击穿电压高。穿电压高。触头间恢复电压与电路中电源电压、电路

8、中电感（或电触头间恢复电压与电路中电源电压、电路中电感（或电容）性负载与电阻性负载所占比例，以及电弧暂时熄灭前容）性负载与电阻性负载所占比例，以及电弧暂时熄灭前电弧电流的变化速率等因素有关。当感性（或容性）负载电弧电流的变化速率等因素有关。当感性（或容性）负载比例大、电流变化速度大时，则恢复电压增加较快，不利比例大、电流变化速度大时，则恢复电压增加较快，不利于灭弧。电路为纯电阻性负载时，恢复电压等于电源电压，于灭弧。电路为纯电阻性负载时，恢复电压等于电源电压，则有利于灭弧。则有利于灭弧。第七页，讲稿共一百二十页哦2、加速电弧熄灭的方法、加速电弧熄灭的方法根据上述电弧产生的物理过程可知，欲使电弧

9、熄灭，应根据上述电弧产生的物理过程可知，欲使电弧熄灭，应设法降低电弧温度和电场强度，以加强消电离作用。当电离设法降低电弧温度和电场强度，以加强消电离作用。当电离速度低于消电离速度，则电弧熄灭。根据上述灭孤原则，常速度低于消电离速度，则电弧熄灭。根据上述灭孤原则，常用的灭弧方法有：用的灭弧方法有：1）利用气体吹动灭弧）利用气体吹动灭弧这种灭弧的原理，是利用气体纵向或横向吹动电弧，使电弧这种灭弧的原理，是利用气体纵向或横向吹动电弧，使电弧冷却，因此减弱了电弧的热游离，加强了带电质点的再结合及向冷却，因此减弱了电弧的热游离，加强了带电质点的再结合及向周围的扩散作用。使电弧受到强烈的冷却和拉长，而将电

10、弧熄灭。周围的扩散作用。使电弧受到强烈的冷却和拉长，而将电弧熄灭。一般横向吹弧的效果要比纵向吹弧的效果好。一般横向吹弧的效果要比纵向吹弧的效果好。低压直流接触器中磁吹式灭弧装置就是利用电弧电流本身灭低压直流接触器中磁吹式灭弧装置就是利用电弧电流本身灭弧，因而电弧电流越大，吹弧的能力也越强。弧，因而电弧电流越大，吹弧的能力也越强。第八页，讲稿共一百二十页哦栅格的作用是加强栅格的作用是加强电弧气流的冷却，电弧气流的冷却，使去游离增强使去游离增强第九页，讲稿共一百二十页哦2）拉长电弧）拉长电弧采用加快触头之间的分离速度等措施，使电弧长采用加快触头之间的分离速度等措施，使电弧长度迅速增长，电弧表面积迅

11、速增大，从而提高触头间度迅速增长，电弧表面积迅速增大，从而提高触头间的介质击穿强度，加速电弧熄灭。的介质击穿强度，加速电弧熄灭。电弧拉长，电弧的伏安特性向上移，发弧电压电弧拉长，电弧的伏安特性向上移，发弧电压UF增增高，要维持电弧燃烧所需的电压增大。从图看出高，要维持电弧燃烧所需的电压增大。从图看出L1、L2表表示弧长，其示弧长，其L1L2，则，则UF1UF2。如果在。如果在UF2的条件下，把的条件下，把电弧拉到电弧拉到L1长度，则小于维持电弧燃烧的电压而灭弧。长度，则小于维持电弧燃烧的电压而灭弧。第十页，讲稿共一百二十页哦第十一页，讲稿共一百二十页哦3)电弧与固体介质接触电弧与固体介质接触固

12、体介质能使电弧迅速冷却，并且可以减少触头间带点固体介质能使电弧迅速冷却，并且可以减少触头间带点质点数量，迅速提高介质击穿电压，达到灭弧的目的。质点数量，迅速提高介质击穿电压，达到灭弧的目的。低压回路中，用许多镀铜薄钢片组成低压回路中，用许多镀铜薄钢片组成灭弧栅灭弧栅，片间距离为，片间距离为23mm，安放在触点上方的灭弧罩内。一旦发生电弧，电弧，安放在触点上方的灭弧罩内。一旦发生电弧，电弧周围产生磁场，导磁的钢片将电弧吸入栅片，电弧被栅片周围产生磁场，导磁的钢片将电弧吸入栅片，电弧被栅片分割成许多串联的短电弧，当交流电压过零时电弧自然熄分割成许多串联的短电弧，当交流电压过零时电弧自然熄灭。原理在

13、于：两栅片间必须有灭。原理在于：两栅片间必须有150250V电压，电弧才能重电压，电弧才能重燃，电弧被分割后，一方面电源电压不足以维持电弧，同时由于栅燃，电弧被分割后，一方面电源电压不足以维持电弧，同时由于栅片的散热作用，电弧自然熄灭后很难重燃。片的散热作用，电弧自然熄灭后很难重燃。比灭弧栅更为简单的是采用一个用陶土和石棉水泥做的耐高温比灭弧栅更为简单的是采用一个用陶土和石棉水泥做的耐高温的的灭弧罩灭弧罩，用以降温和隔弧。可用于交流和直流灭孤。，用以降温和隔弧。可用于交流和直流灭孤。第十二页，讲稿共一百二十页哦4)多断点灭弧多断点灭弧在交流电路中也可采用桥式触点。桥式触点有两处断开在交流电路中

14、也可采用桥式触点。桥式触点有两处断开点，相当于两对电极，若有一处断点要使电弧熄灭后重燃需点，相当于两对电极，若有一处断点要使电弧熄灭后重燃需要要150250V，现有两处断点就需要，现有两处断点就需要2x（150250）V，所，所以有利于灭弧。以有利于灭弧。若采用双极或三极触点控制一个电路时，根据需若采用双极或三极触点控制一个电路时，根据需要可灵活地将二个极或三个极串联起来当做一个触点要可灵活地将二个极或三个极串联起来当做一个触点使用，这组触点便成为多断点，加强了灭弧效果。使用，这组触点便成为多断点，加强了灭弧效果。第十三页，讲稿共一百二十页哦高压回路中，常常将以上各种灭弧方法综合应用，比高压回

15、路中，常常将以上各种灭弧方法综合应用，比如：如：少油断路器、少油断路器、SF6断路器、高压空气断路器都采用吹断路器、高压空气断路器都采用吹弧与介质接触冷却相结合的方法，而真空断路器采用固体弧与介质接触冷却相结合的方法，而真空断路器采用固体介质接触冷却的方法；介质接触冷却的方法；高压和超高压回路中，强调采用快速断路器以及各种断路高压和超高压回路中，强调采用快速断路器以及各种断路器中的加速脱扣的贮能装置器中的加速脱扣的贮能装置(如最简单的弹簧贮能装置如最简单的弹簧贮能装置)，其其功能都是加速触头动作、迅速拉长电弧、冷却电弧和功能都是加速触头动作、迅速拉长电弧、冷却电弧和减弱电场作用；减弱电场作用；

16、另外，另外，220kV、330kV少油断路器采用叠加结构，将少油断路器采用叠加结构，将110kV的双断点形式演化为的双断点形式演化为220kV的四断点、的四断点、330kV的六的六断点构造，就是采用的多断点灭弧的方法。断点构造，就是采用的多断点灭弧的方法。第十四页，讲稿共一百二十页哦第二节第二节高压断路器高压断路器高压开关电器的功能高压开关电器的功能高压开关设备主要用于关合开断高压开关设备主要用于关合开断3KV及以上电压电力线及以上电压电力线路，用以：路，用以：1)输送及倒换电力负荷；输送及倒换电力负荷；2)从供电系统中退出故障设备及故障线段，保证供电系从供电系统中退出故障设备及故障线段，保证

17、供电系统安全运行；统安全运行；3)将两段电力线路以至供电系统的两部分隔开；将两段电力线路以至供电系统的两部分隔开；4)将已退出运行的设备或线路进行可靠接地，以保证电气线将已退出运行的设备或线路进行可靠接地，以保证电气线路、设备和运行维修人员的安全。路、设备和运行维修人员的安全。因此，高压开关设备是重要的变配电设备。因此，高压开关设备是重要的变配电设备。第十五页，讲稿共一百二十页哦一、高压断路器概述一、高压断路器概述1、高压断路器的定义、高压断路器的定义高压断路器：额定电压为高压断路器：额定电压为3kV及以上，能够关合、承载及以上，能够关合、承载和开断运行状态的正常电流，并能在规定时间内关合、承

18、和开断运行状态的正常电流，并能在规定时间内关合、承载和开断规定的异常电流（短路电流、过负荷电流）的开载和开断规定的异常电流（短路电流、过负荷电流）的开关电器。关电器。2、高压断路器的作用、高压断路器的作用控制作用：即根据电网运行要求，将一部分电气设备及线控制作用：即根据电网运行要求，将一部分电气设备及线路投入或退出运行状态、转为备用或检修状态。路投入或退出运行状态、转为备用或检修状态。保护作用：即在电气设备或线路发生故障时，通过继保护作用：即在电气设备或线路发生故障时，通过继电保护装置及自动装置使断路器动作，将故障部分从电网电保护装置及自动装置使断路器动作，将故障部分从电网中迅速切除，防止事故

19、扩大，保证电网的无故障部分得以中迅速切除，防止事故扩大，保证电网的无故障部分得以正常运行。正常运行。第十六页，讲稿共一百二十页哦 5 5、断路器型号及意义、断路器型号及意义 第一部分产品名称：第一部分产品名称：Z Z（真空）、（真空）、L L（SFSF6 6）、）、S S、D D、Q Q（产气）（产气）、C C（磁吹）、（磁吹）、K K（压缩空气）（压缩空气）第二部分使用环境：第二部分使用环境：N N户内、户内、W W户外户外 第三部分：设计序号第三部分：设计序号 第四部分：额定电压第四部分：额定电压（kVkV）第五部分补充工作特性：第五部分补充工作特性：G G改进型、改进型、F F分相操作、

20、分相操作、W W防污秽、防污秽、Y Y防浪涌、防浪涌、C C手车型手车型 第六部分：额定电流第六部分：额定电流(A)(A)第七部分：额定开断电流第七部分：额定开断电流（kAkA）型号举例：型号举例：ZN28ZN2810/160010/16002525：真空、户内、设计序号：真空、户内、设计序号2828、10kV10kV、额定、额定1600A1600A、额定开断电流、额定开断电流25kA25kA。第十七页，讲稿共一百二十页哦 6 6、高压断路器的主要参数、高压断路器的主要参数 额定电压额定电压（kV）：高压断路器正常工作时所能承受的电压等：高压断路器正常工作时所能承受的电压等级，它决定了断路器的

21、绝缘水平。级，它决定了断路器的绝缘水平。额定电流额定电流（A）：在规定的环境温度下，断路器长期允：在规定的环境温度下，断路器长期允许通过的最大工作电流。许通过的最大工作电流。额定开断电流额定开断电流（kA）：在额定电压下断路器能够开断的：在额定电压下断路器能够开断的最大短路电流。最大短路电流。关合电流关合电流：保证断路器能可靠关合而不会发生触头熔焊或：保证断路器能可靠关合而不会发生触头熔焊或其他损伤时，断路器所允许接通的最大短路电流。其他损伤时，断路器所允许接通的最大短路电流。额定热稳定电流（额定热稳定电流（kA）：断路器在规定时间（通常为：断路器在规定时间（通常为4s）内允许通过的最大短路电

22、流有效值，又称额定短时耐受电流。内允许通过的最大短路电流有效值，又称额定短时耐受电流。表明断路器承受短路电流热效应的能力。其值等于额定短路开表明断路器承受短路电流热效应的能力。其值等于额定短路开断电流。断电流。第十八页，讲稿共一百二十页哦额定动稳定电流（额定动稳定电流（kA）：断路器在闭合状态下，允许通：断路器在闭合状态下，允许通过的最大短路电流峰值，又称极限通过电流。表明断路器在冲过的最大短路电流峰值，又称极限通过电流。表明断路器在冲击短路电流的作用下，承受电动力效应的能力，它决定于导体击短路电流的作用下，承受电动力效应的能力，它决定于导体和绝缘等部件的机械强度。大小等于额定关合电流，并且等

23、于和绝缘等部件的机械强度。大小等于额定关合电流，并且等于额定短时耐受电流的额定短时耐受电流的2.55倍。倍。合闸时间（合闸时间（s）：断路器从接到合闸命令起到断路器触头刚：断路器从接到合闸命令起到断路器触头刚接触时所经过的时间间隔。接触时所经过的时间间隔。分闸时间（分闸时间（s）：通常指全分闸时间（：通常指全分闸时间（tt），是断路器从接），是断路器从接到分闸命令起到断路器触头开断至三相电弧完全熄灭时所经过到分闸命令起到断路器触头开断至三相电弧完全熄灭时所经过的时间间隔。包括固有分闸时间和灭弧时间。的时间间隔。包括固有分闸时间和灭弧时间。第十九页，讲稿共一百二十页哦额定操作顺序额定操作顺序：根

24、据实际运行需要制定的对断路器：根据实际运行需要制定的对断路器的断流能力进行考核的一组标准的规定操作。的断流能力进行考核的一组标准的规定操作。无自动重合闸断路器的额定操作顺序分为两类：无自动重合闸断路器的额定操作顺序分为两类：发生永久性故障断路器跳闸后两次强送电的情况：发生永久性故障断路器跳闸后两次强送电的情况：即即“分分180s合分合分180s合分合分”；断路器合闸在永久故障线路上跳闸后强送电一次：即断路器合闸在永久故障线路上跳闸后强送电一次：即“合合分分15s合分合分”。能进行自动重合闸断路器的额定操作顺序为：能进行自动重合闸断路器的额定操作顺序为：“分分0.3s合分合分180s合分合分”。

25、第二十页，讲稿共一百二十页哦二、真空断路器二、真空断路器真空断路器应用真空作为绝缘和灭弧介质。真空断路器应用真空作为绝缘和灭弧介质。断路器开断路器开断时，电弧在真空灭弧室触头材料所产生的金属蒸气中燃断时，电弧在真空灭弧室触头材料所产生的金属蒸气中燃烧，烧，简称为真空电弧。当开断真空电弧时，由于弧柱内外简称为真空电弧。当开断真空电弧时，由于弧柱内外的压力与密度差别都很大，所以弧柱内的金属蒸气与带电的压力与密度差别都很大，所以弧柱内的金属蒸气与带电质点会不断向外扩散。弧柱内部处在一面向外扩散，一面质点会不断向外扩散。弧柱内部处在一面向外扩散，一面处于电极不断蒸发出新质点的动态平衡中。随着电流减小，

26、处于电极不断蒸发出新质点的动态平衡中。随着电流减小，金属蒸气密度与带电质点的密度都下降，最后在金属蒸气密度与带电质点的密度都下降，最后在电流接近电流接近零点时消失，电弧随之熄灭。零点时消失，电弧随之熄灭。此时，弧柱残余的质点继续此时，弧柱残余的质点继续向外扩散，断口间的介质绝缘强度迅速恢复，只要介质向外扩散，断口间的介质绝缘强度迅速恢复，只要介质绝缘强度的恢复速度大于电压恢复上升速度，电弧最终绝缘强度的恢复速度大于电压恢复上升速度，电弧最终熄灭。熄灭。第二十一页，讲稿共一百二十页哦 真空灭弧室结构：真空灭弧室结构：真空灭弧室是真空断路器的核心真空灭弧室是真空断路器的核心元件，具有开断、导电和绝

27、缘的功能，主要由绝缘外壳、元件，具有开断、导电和绝缘的功能，主要由绝缘外壳、动静触头、屏蔽罩和波纹管组成。动静触头、屏蔽罩和波纹管组成。绝缘外壳：绝缘外壳：既是真空容器，又是动静触头间的绝缘体。既是真空容器，又是动静触头间的绝缘体。作用：作用：支持动静触头和屏蔽罩等金属部件，与这些部支持动静触头和屏蔽罩等金属部件，与这些部件气密地焊接在一起，件气密地焊接在一起，以确保灭弧室内的高真空度。以确保灭弧室内的高真空度。材料：材料：硬质玻璃、氧化铝陶瓷或微晶玻璃。硬质玻璃、氧化铝陶瓷或微晶玻璃。第二十二页，讲稿共一百二十页哦1-1-静触头静触头 2-2-动触头动触头3-3-屏蔽罩屏蔽罩4-4-波纹管波

28、纹管 5-5-与外壳封接的法兰盘与外壳封接的法兰盘6-6-金属波纹管金属波纹管 7-7-玻壳玻壳 触头：既是关合时的通流元件，触头：既是关合时的通流元件，又是开断时的灭弧元件。又是开断时的灭弧元件。材料：铜铋合金和铜铬合金。材料：铜铋合金和铜铬合金。结构：对接式，有三种类型，结构：对接式，有三种类型，即平板触头、横向磁场触头和即平板触头、横向磁场触头和纵向磁场触头。纵向磁场触头。特点：特点：利用磁场力使真空电弧很利用磁场力使真空电弧很快地运动，防止在触头上产生快地运动，防止在触头上产生需要长时间冷却的受热区域。需要长时间冷却的受热区域。第二十三页，讲稿共一百二十页哦真空断路器触头结构：真空断路

29、器触头结构：对接式，有三种类型，即平板触头、横向磁场触头和纵向磁场触头。对接式，有三种类型，即平板触头、横向磁场触头和纵向磁场触头。特点：利用磁场力使真空电弧很快地运动，防止在触头上产生需要长时间冷却的受热区域特点：利用磁场力使真空电弧很快地运动，防止在触头上产生需要长时间冷却的受热区域（a）平板触头；（）平板触头；（b）杯状触头（横磁场）；）杯状触头（横磁场）；（c）螺旋触头（横磁场）；（）螺旋触头（横磁场）；（d）纵磁场触头；（）纵磁场触头；（e）纵磁场触头）纵磁场触头平板触头（平板触头（a）：现已被淘汰。）：现已被淘汰。第二十四页，讲稿共一百二十页哦横向磁场触头（横向磁场触头（b）、（）

30、、（c）：利用电流流过触头时产生的：利用电流流过触头时产生的横向磁场驱使电弧在触头表面运动的触头。分为：（横向磁场驱使电弧在触头表面运动的触头。分为：（b）杯状）杯状触头触头(可以开断可以开断40kA以上的电流以上的电流)；（；（c）螺旋触头）螺旋触头(用于开断小用于开断小于于40kA的电流，近年来趋于淘汰）。的电流，近年来趋于淘汰）。纵向磁场触头（纵向磁场触头（d）、（）、（e）：利用在磁场间隙中呈现的纵：利用在磁场间隙中呈现的纵向磁场来提高开断能力的触头。适合开断大电流的需要，其开向磁场来提高开断能力的触头。适合开断大电流的需要，其开断电流可以达到断电流可以达到70kA，在实验室已高达，在

31、实验室已高达200kA。动、静触头分别焊在动、静导电杆上，用波纹管实现密封。动、静触头分别焊在动、静导电杆上，用波纹管实现密封。动触头位于灭弧室的下部，在机构驱动力的作用下，能在灭弧室动触头位于灭弧室的下部，在机构驱动力的作用下，能在灭弧室内沿轴向移动，完成分、合闸。在与动触头连接的导电杆周围和内沿轴向移动，完成分、合闸。在与动触头连接的导电杆周围和外壳之间装有导向管。用以保证动触头在上、下方向准确地运动。外壳之间装有导向管。用以保证动触头在上、下方向准确地运动。导向管采用低摩擦力的绝缘材料制作。导向管采用低摩擦力的绝缘材料制作。第二十五页，讲稿共一百二十页哦屏蔽罩屏蔽罩种类：主屏蔽罩、波纹管

32、屏蔽罩和均压屏蔽罩。种类：主屏蔽罩、波纹管屏蔽罩和均压屏蔽罩。材料：，采用铜或钢制成，要求具有较高的热导率和材料：，采用铜或钢制成，要求具有较高的热导率和优良的凝结能力。优良的凝结能力。主屏蔽罩：装设在触头的周围，一般固定在绝缘外壳主屏蔽罩：装设在触头的周围，一般固定在绝缘外壳内的中部，作用：内的中部，作用：1、防止燃弧过程中触头间产生的大量金属蒸汽和防止燃弧过程中触头间产生的大量金属蒸汽和金属颗粒喷溅到绝缘外壳的内壁，导致外壳的绝缘强度金属颗粒喷溅到绝缘外壳的内壁，导致外壳的绝缘强度降低或闪络。降低或闪络。2、改善灭弧室内部电场的均匀分布，降低局部电场、改善灭弧室内部电场的均匀分布，降低局部

33、电场强度，提高绝缘性能，有利于促进真空灭弧室小型化。强度，提高绝缘性能，有利于促进真空灭弧室小型化。3、吸收部分电弧能量，冷却和凝结电弧生成物，有利、吸收部分电弧能量，冷却和凝结电弧生成物，有利于提高电弧熄灭后间隙介质强度的恢复速度，这对于增大灭于提高电弧熄灭后间隙介质强度的恢复速度，这对于增大灭弧室的开断能力起到很大作用。弧室的开断能力起到很大作用。第二十六页，讲稿共一百二十页哦波纹管屏蔽罩：包在波纹管的周围，波纹管屏蔽罩：包在波纹管的周围，防止金属蒸汽溅落在波纹管上，影响波纹防止金属蒸汽溅落在波纹管上，影响波纹管的工作和降低其使用寿命。管的工作和降低其使用寿命。均压屏蔽罩：装设在触头附近，

34、用于改均压屏蔽罩：装设在触头附近，用于改善触头间的电场分布。善触头间的电场分布。第二十七页，讲稿共一百二十页哦波纹管波纹管用于保证动触头在一定行程范围内运动用于保证动触头在一定行程范围内运动时，不破坏灭弧室的密封状态。时，不破坏灭弧室的密封状态。材料：通常采用不锈钢。材料：通常采用不锈钢。结构：液压成形和膜片焊接两种。结构：液压成形和膜片焊接两种。波纹管是真空灭弧室中最易损坏的部件，真波纹管是真空灭弧室中最易损坏的部件，真空断路器触头每分合一次，波纹管便产生一次机空断路器触头每分合一次，波纹管便产生一次机械变形，长期频繁和剧烈的变形容易使波纹管因械变形，长期频繁和剧烈的变形容易使波纹管因材料疲

35、劳而损坏，其金属的疲劳寿命，决定了真材料疲劳而损坏，其金属的疲劳寿命，决定了真空灭弧室的机械寿命。空灭弧室的机械寿命。第二十八页，讲稿共一百二十页哦ZN2812系列真空断路器外观图系列真空断路器外观图第二十九页，讲稿共一百二十页哦ZN2812系列真空断路器结构图系列真空断路器结构图第三十页，讲稿共一百二十页哦VD4系列户内真空断路器为ABB厦门开关有限公司生产，该系列断路器被广泛应用于国内各种品牌的开关柜中，主要分为固定式和手车式两类。适用于以下状况的开合电流：短路电流；负载或空载线路电流；电容器组，电动机负载或空载的发电机和变压器。第三十一页，讲稿共一百二十页哦国产ZN12系列户内真空断路器

36、ZN12户内真空断路器适用于35kV以下电力系统中，本断路器灭弧室为瓷质结构，采用纵向磁场触头，具有体积小，开断时产生的扩散电弧电流在触头上分布一致，不会出现局部熔融现象，还具有低电弧能量电压（20-200V）及低截流值（4-5A），并配有高可靠性的操作机构。本断路器结构简单、开断能力强、寿命长、操作功能齐全无爆炸危险、维修简单，适用于发电厂、变电站等配电系统的控制或保护开关，尤其适用于开断重要负荷及频繁操作的场所。还有国产还有国产ZN28，ZN28A系系列户内真空断路器列户内真空断路器第三十二页，讲稿共一百二十页哦三、三、SF6断路器断路器灭弧原理：灭弧原理：SF6断路器用断路器用SF6气体

37、作为灭弧介质。气体作为灭弧介质。SF6气体是理想的灭弧介质。气体是理想的灭弧介质。1SF6气体的物理特性：在标准条件下，气体的物理特性：在标准条件下，SF6为无色、无为无色、无味的气体，难溶于水和油，容易液化，味的气体，难溶于水和油，容易液化，SF6的工作压力为的工作压力为0.20.7MPa。SF6气体比空气重，有向低处积聚的倾向。气体比空气重，有向低处积聚的倾向。2SF6气体的化学特性：气体的化学特性：SF6气体在常温（低于气体在常温（低于500）下是一种化学性能非常稳定的惰性气体。在通常条件下）下是一种化学性能非常稳定的惰性气体。在通常条件下对电气设备中常用的金属和绝缘材料是不起化学作用的

38、，对电气设备中常用的金属和绝缘材料是不起化学作用的，它不侵蚀与它接触的物质。它不侵蚀与它接触的物质。第三十三页，讲稿共一百二十页哦3SF6气体的电气特性：具有优异的绝缘性能，在均匀气体的电气特性：具有优异的绝缘性能，在均匀电场中，电场中，SF6气体的绝缘强度为空气的气体的绝缘强度为空气的2.53倍；具有优异倍；具有优异灭弧性能，灭弧性能，SF6气体的灭弧能力为空气的气体的灭弧能力为空气的100倍，开断能力倍，开断能力大约为空气的大约为空气的23倍。这是由于倍。这是由于SF6气体及其分解物具有极气体及其分解物具有极强的电负性，它不仅具有优良的绝缘特性，还具有独特的热特强的电负性，它不仅具有优良的

39、绝缘特性，还具有独特的热特性和电特性。电流过零前的截流小，能避免产生较高的过电压。性和电特性。电流过零前的截流小，能避免产生较高的过电压。第三十四页，讲稿共一百二十页哦4SF6气体的分解特性：气体的分解特性：SF6气体的分解主要有三种情况，即气体的分解主要有三种情况，即在电弧作用下的分解；在电在电弧作用下的分解；在电晕、火花和局部放电下的分解；在高温下的催化分解晕、火花和局部放电下的分解；在高温下的催化分解。SF6气体在断路器操作中和出现内部故障时，会产生不同量的分气体在断路器操作中和出现内部故障时，会产生不同量的分解物，高毒性的分解物，（如解物，高毒性的分解物，（如SF4、S2F2、S2F1

40、0、SOF2、HF及及SO2）会刺激皮肤、眼睛、粘膜，如果大量吸入，还会引起头晕和肺水）会刺激皮肤、眼睛、粘膜，如果大量吸入，还会引起头晕和肺水肿。肿。纯纯SF6气体无腐蚀，但其分解物遇水后会变成腐蚀性强的电气体无腐蚀，但其分解物遇水后会变成腐蚀性强的电解质，会对设备内部某些材料造成损害及运行故障。（玻璃、瓷、解质，会对设备内部某些材料造成损害及运行故障。（玻璃、瓷、绝缘纸及类似材料易受损害）绝缘纸及类似材料易受损害）采用合适的材料和采取合理的结构，可以排除潮气和防止腐蚀。在采用合适的材料和采取合理的结构，可以排除潮气和防止腐蚀。在设备运行中可以采用吸附剂（如氧化铝、碱石灰、分子筛或它们的混合

41、设备运行中可以采用吸附剂（如氧化铝、碱石灰、分子筛或它们的混合物）清除设备内的潮气和物）清除设备内的潮气和SF6气体的分解物。气体的分解物。第三十五页，讲稿共一百二十页哦SF6气体的热化学性：即气体的热化学性：即SF6气体有良好的热传导特气体有良好的热传导特性性由于由于SF6气体有较高的导热率，电弧燃烧时，弧气体有较高的导热率，电弧燃烧时，弧心表面具有很高的温度梯度，冷却效果显著，所以心表面具有很高的温度梯度，冷却效果显著，所以电弧直径比较小，有利于灭弧。同时电弧直径比较小，有利于灭弧。同时SF6在电弧中热在电弧中热游离作用强烈，热分解充分，弧心存在着大量单体游离作用强烈，热分解充分，弧心存在

42、着大量单体的的S、F及其离子等，电弧燃烧过程中，电网注入弧隙及其离子等，电弧燃烧过程中，电网注入弧隙的能量比空气和油等作灭弧介质的断路器低得多。因的能量比空气和油等作灭弧介质的断路器低得多。因此，此，触头材料烧损较少，电弧也就比较容易熄灭。触头材料烧损较少，电弧也就比较容易熄灭。第三十六页，讲稿共一百二十页哦SF6气体的强负电性气体的强负电性就是这种气体分子或原子生成负离子的倾向性强。由电弧电就是这种气体分子或原子生成负离子的倾向性强。由电弧电离所产生的电子，被离所产生的电子，被SF6气体和由它分解产生的卤族分子和原子气体和由它分解产生的卤族分子和原子强烈的吸附，因而带电粒子的移动性显著降低，

43、并由于负离子强烈的吸附，因而带电粒子的移动性显著降低，并由于负离子与正离子极易复合还原为中性分子和原子。因此，弧隙空间导与正离子极易复合还原为中性分子和原子。因此，弧隙空间导电性的消失过程非常迅速。弧隙电导率很快降低，从而促使电电性的消失过程非常迅速。弧隙电导率很快降低，从而促使电弧熄灭。弧熄灭。其灭弧能力是空气的其灭弧能力是空气的100倍。倍。SF6断路器结构特点断路器结构特点优点：设备重心低，结构稳定，抗震性能好，可以加装电流互优点：设备重心低，结构稳定，抗震性能好，可以加装电流互感器。感器。缺点：耗材量大，制造工艺要求高，系列化产品少。缺点：耗材量大，制造工艺要求高，系列化产品少。第三十

44、七页，讲稿共一百二十页哦ABB公司的公司的HD4系列系列户内户内SF6断路器断路器HD4断路器可用于三相交断路器可用于三相交流流40.5KV配电系统中控制和保配电系统中控制和保护线路，变压器、电机、电护线路，变压器、电机、电缆和电容器组等。由于采用缆和电容器组等。由于采用SF6智能开断技术，操作过程中不智能开断技术，操作过程中不会产生过电压，因此特别适合于会产生过电压，因此特别适合于绝缘薄弱的场合，同时断路器主绝缘薄弱的场合，同时断路器主要金属部件都进行了电镀处理，要金属部件都进行了电镀处理，可用于湿热及盐雾较重的地区。可用于湿热及盐雾较重的地区。第三十八页，讲稿共一百二十页哦SF6断路器灭弧

45、室结构示意图断路器灭弧室结构示意图1-静触头静触头,2-绝缘喷嘴绝缘喷嘴,3-动触头动触头4-气缸气缸,5-压气活塞压气活塞(固定固定)，6-电弧电弧第三十九页，讲稿共一百二十页哦SF6断路器的结构类型断路器的结构类型1.瓷柱式瓷柱式SF6断路器断路器结构特点：其灭弧室安装在高强度瓷套中，用空结构特点：其灭弧室安装在高强度瓷套中，用空心瓷柱支承和实现对地绝缘。灭弧室和绝缘瓷柱内腔心瓷柱支承和实现对地绝缘。灭弧室和绝缘瓷柱内腔相通，充有相同压力的相通，充有相同压力的SF6气体，通过控制柜中的密度气体，通过控制柜中的密度继电器和压力表进行控制和监视。穿过瓷柱的绝缘拉继电器和压力表进行控制和监视。穿

46、过瓷柱的绝缘拉杆把灭弧室的动触头和操动机构的驱动杆连接起来，杆把灭弧室的动触头和操动机构的驱动杆连接起来，通过绝缘拉杆带动触头完成断路器的分合操作。通过绝缘拉杆带动触头完成断路器的分合操作。第四十页，讲稿共一百二十页哦第四十一页，讲稿共一百二十页哦2.罐式罐式SF6断路器断路器结构特点：灭弧室安装在接地的金属罐结构特点：灭弧室安装在接地的金属罐中，高压带电部分用绝缘子支持，对箱体的中，高压带电部分用绝缘子支持，对箱体的绝缘主要靠绝缘主要靠SF6气体。绝缘操作杆穿过支承气体。绝缘操作杆穿过支承绝缘子，把动触头与机构驱动轴连接起来，绝缘子，把动触头与机构驱动轴连接起来，在两个出线套管的下部都可安装

47、电流互感器。在两个出线套管的下部都可安装电流互感器。第四十二页，讲稿共一百二十页哦第四十三页，讲稿共一百二十页哦SF6断路器的特点断路器的特点(优点优点)：1开断短路电流大，一般能达到开断短路电流大，一般能达到4050kA以上，最高可以上，最高可以达到以达到80kA。2载流量大（额定电流可达载流量大（额定电流可达12000A），触头的烧损），触头的烧损小，电气寿命长。小，电气寿命长。3SF6气体介质强度恢复速度快，开断近区故障的性能好，气体介质强度恢复速度快，开断近区故障的性能好，开断电容电流时不产生重燃，通常不加并联电阻就能够可靠地开断电容电流时不产生重燃，通常不加并联电阻就能够可靠地切断各

48、种故障而不产生过电压，可降低设备的绝缘水平切断各种故障而不产生过电压，可降低设备的绝缘水平。4SF6断路器的采用全密封结构，减少了设备事故的断路器的采用全密封结构，减少了设备事故的可能性，使用安全，运行可靠性高。可能性，使用安全，运行可靠性高。5SF6断路器没有爆炸和火灾的危险。噪声低、无污染、断路器没有爆炸和火灾的危险。噪声低、无污染、无公害，安全性较高。无公害，安全性较高。第四十四页，讲稿共一百二十页哦6SF6断路器结构设计紧凑，体积减小，能大幅度地减小断路器结构设计紧凑，体积减小，能大幅度地减小占地面积。占地面积。7安装调试简单方便，施工周期较短，安装调试简单方便，施工周期较短，220k

49、V的的SF6断路器只需断路器只需23小时就可装好。小时就可装好。8检修周期长，日常维护工作量极小，年运行费用检修周期长，日常维护工作量极小，年运行费用大为降低。大为降低。对断路器对断路器SF6气体要求：气体要求：新装新装SF6断路器投入运行前必须复测气体断路器投入运行前必须复测气体含水量和漏气率含水量和漏气率；运行中运行中SF6断路器应定期测量断路器应定期测量SF6气体含水量，气体含水量，断路器新断路器新装或大修后，每三个月测量一次，待含水量稳定后可每年测量一装或大修后，每三个月测量一次，待含水量稳定后可每年测量一次。次。第四十五页，讲稿共一百二十页哦 对环境的危害对环境的危害-严禁向大气排放

50、！严禁向大气排放！六氟化硫（六氟化硫（SF6）气体是目前发现的六种温室）气体是目前发现的六种温室气体之一。目前，发现人类活动排放的温室气体气体之一。目前，发现人类活动排放的温室气体有六种，它们是二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢有六种，它们是二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳合物、全氟化碳、六氟化硫，这当中氟化物氟碳合物、全氟化碳、六氟化硫，这当中氟化物就有三种。就有三种。虽然虽然CO2对温室效应影响最大，占对温室效应影响最大，占60%，而，而SF6气体的影响仅占气体的影响仅占0.1%，但，但SF6气体分子对温室效应具气体分子对温室效应具有潜在的危害，这是因为有潜在的危害，这是因为SF6气体一个分子对