SF6及真空开关课件.ppt

1、.1SF6及真空开关及真空开关.2本讲中关于SF6断路器的主要内容nSF6气体作用电器设备绝缘介质的特点 nSF6开关的几代产品的特点 n接触SF6气体的工作人员应注意的事项 nSF6断路器在运行中巡视检查 n对SF6断路器操作的一般要求 n对SF6断路器故障状态下的操作规定 nSF6断路器运行中不正常现象及事故的处理 nSF6断路器的验收.3SF6气体绝缘介质的优点 n有良好的绝缘、灭弧及冷却性能好n使用安全可靠、无火灾危险、不会老化和击穿性损坏n便于在工厂中装配、运输和安装方便n设备的操作、维护和检修方便，维护工作量小n适用的温度和压力范围大n无噪声和无线电干扰n有利于减少电气设备的体积、

2、重量，布置紧凑.4SF6气体绝缘介质的缺点n作为电气绝缘用时，对其纯度要求很高 n绝缘性能受电场强度均匀性的影响大 nSF6气体本身无毒，但分子量大易引起人员窒息 n在电弧的作用下其分解物对人体有害甚至有剧毒 n某些分解物对环境影响大n某些杂质对设备有影响 .5SF6开关的几代产品的特点 第一代开关第一代开关采用双压式灭弧室，需要压气泵和加压装置结构复杂，环境适应能力差 第二代开关第二代开关第三代开关第三代开关采用单压式灭弧室，结构简单灭弧性能好，但所需操动机构功率大，机械寿命短，开断小电感电流时易产生截流过电压 依靠电弧自身能量加热SF6气体产生高气压，所需操动机构操动功率小，开断小电流时不

3、易产生截流过电压.6接触接触SF6气体的注意事项气体的注意事项nSF6气体有沉积于低处的倾向，存在着使人窒息的危险，在进入室内工作之前必须充分通风换气 n断路器投运后的SF6气体分解物对人体有害，如人员暴露在分解物中，会引起皮肤烧伤和呼吸系统伤害n若SF6气体泄漏，运行人员必须到空气新鲜的地方，室内必须彻底通风换气，必要时应带防护罩 SF6断路器日常巡视检查 n检查断路器瓷套、瓷柱有无损伤、裂纹、放电闪络和严重污垢、锈蚀等现象n检查断路器接头处有无过热及变色发红等现象n检查断路器实际分合闸位置与机械、电器指示器位置是否一致n检查断路器与操动机构之间的传动连接是否正常n检查油箱的油位是否正常.8

4、SF6断路器的日常巡视检查n检查SF6气体的压力表读数及环境温度和负荷电流情况n检查操动机构的油压、气压是否正常n检查储能油泵、空压机每日启动次数n检查储压气漏氮或进油情况n检查液压系统的外漏和内漏情况.9SF6断路器的日常巡视检查n加热器投入和切除情况，照明回路完好情况n辅助开关触点转换是否正常n操动机构箱门是否关紧，密封是否良好n断路器在运行状态时，储能电动机的电源开关应在合闸位置，且熔丝应完好n检查弹簧机构行程开关触点，应无卡阻和变形n弹簧操动机构断路器在分闸备用状态时分闸连杆应复位，分闸锁扣应到位，合闸弹簧应储能.10SF6断路器的特殊巡视检查n新安装的断路器巡视检查周期应相对缩短。投

5、运72小时后转入正常巡视n夜间闭灯巡视，有人值班变电站应每周一次，无人值班站应每两个月进行一次n气温突变时应增加巡视n雷雨后应及时进行巡视检查n高温天气高峰负荷期间，应加强巡视检查.11SF6断路器正常操作的要求n投入前应检查为安全措施是否拆除，防误操作装置是否正常n长期停运的断路器在正式操作前，应在远控方式试操作23次，无异常后方能正式操作n操作前应检查控制回路、辅助回路、控制电源、气源、液压回路均正常，储能机构已储能，全部具备运行操作条件n操作中应监视表计指示以及红绿灯变化情况，如果是KK把手控制，则把手不宜返回太快.12SF6断路器故障时的操作要求1n液压机构如因压力异常导致分合闸闭锁时

6、，不能擅自解除闭锁进行操作n运行中由于某种原因造成压力异常（如突然降至很低）时，严禁进行断路器停送电操作。应立即断开故障断路器的控制电源，及时采取措施，利用上级断路器及倒运行方式，使故障断路器退出n运行断路器的实际短路开断电流低于或接近于安装地点的短路电流时，在开断短路电流后禁止强送，并应停用断路器重合闸.13SF6断路器故障时的操作要求2n分相操作的断路器操作时，若发生非全相合闸，应立即将已合闸相分闸，重新操作合闸一次，如仍不正常，应将合闸相分闸，并断开断路器的控制电源，查明原因。n分相操作的断路器操作时，若发生非全相分闸时，应立即断开该断路器的控制电源，手动操作将拒分相分闸，并查明原因.1

7、4SF6断路器运行异常现象处理 n运行中发现SF6断路器任何不正常现象（如渗漏油、SF6压力过低、或有异音、分合闸指示不正确等）时，应及时消除，不能及时消除时，应向有关部门汇报，并记入有关记录中n值班人员发现设备有威胁电网安全运行且不停电难以消除时，应及时向值班调度员汇报申请停电处理.15SF6断路器运行异常现象处理 将开关申请停电处理将开关申请停电处理套管套管严重严重破损破损放电放电SF6SF6严重严重漏气漏气压力压力闭锁闭锁液压液压机构机构压力压力为零为零.16SF6断路器的运行事故处理 断路器自动分闸断路器自动分闸：记录故障发生时间复归信号进行事故特巡检查，判断开关本身有无故障 对故障分

8、闸线路实行强送对故障分闸线路实行强送：无论成功与否均应对断路器外观进行检查 分闸时发生拒动：分闸时发生拒动：在恢复系统送电时，应将发生拒动断路器脱离系统并保持原状，待查清拒动的原因并消除缺陷后方可投入运行 爆炸或严重漏气：爆炸或严重漏气：人员谨慎接近设备，要尽量选择从上风接近设备，必要时戴防毒面具穿防护服.17SF6或GIS运行中的安全防护 nSF6断路器或GIS室与主控室之间应做气密性隔离，以防有毒气体扩散进入主控室 nSF6或GIS室底部应安装SF6浓度报警仪和氧量仪，当SF6浓度超标或含氧量过低时应报警n SF6断路器或GIS室应具有良好的通风系统n工作人员不准单独或随意进入SF6断路器

9、或GIS室。进入SF6断路器或GIS室，应先通风15分钟.18SF6或GIS运行中的安全防护 n不准在GIS防爆装置附近停留n人员在进入电缆沟或低位区域前应检查该区域含氧量，如低于18则不能进入该区域n SF6气体应定期检测，如发现气体中毒性分解物的含量不符合要求时，应采取有效措施，包括净化处理、更换吸附剂，解体检修等n人员在SF6气体取样操作及处理漏气时，要穿防护用品，并在通风条件下，采取有效防护措施.19SF6断路器的交接验收项目 nSF6断路器或GIS安装牢固可靠，外表清洁完整n动作性能应符合要求n电气连接应可靠且接触良好n断路器及其操动机构的联动应正常，无卡阻现象分、合闸指示正确n辅助

10、开关及电气闭锁动作正确可靠支架及接地引下线应无锈蚀和损伤，接地应良好.20SF6断路器的交接验收项目n压力继电器和密度继电器的报警、闭锁定值应符合规定n电气回路传动应正确nSF6气体的压力、泄漏率、水分含量等应符合规定要求n油漆应完整，色相标志应正确.21 应提交的技术资料和文件应齐全：n更换设计的技术文件n制造厂家提供的产品安装使用说明书、试验记录、合格证书、安装图纸等技术文件n安装技术记录调试试验记录n备品备件、专用工具、测试仪器清单 SF6断路器的交接验收项目.22SF6断路器的大修项目 n吸附剂更换nSF6气体回收n导电部分解体检修或更换n支柱装配部分解体检修n并联电阻解体检修、测量n

11、并联电容检查试验n主轴装配部分解体检修.23SF6断路器的大修项目 n密封部分解体检修n缓冲件检修或更换n操动机构检修n压力表、密度表、压力继电器、密度继电器等校验n修前、修后各种电气和机械特性测量、调整和试验n除锈、刷漆等及其他项目.24SF6断路器的小修项目 n检查并清扫瓷套管、外壳、和接线端子，紧固螺栓n检查并紧固压力表或密度表及各密封部位n检查、清抹操动机构，在传动及摩擦部位加润滑油、紧固螺栓n检查辅助开关.25SF6断路器的小修项目 n检查并紧固电气控制回路的端子n测量绝缘电阻n各种有关电气和机械特性测量、调整和试验n并联电阻测量n并联电容值及介质损失tg测量.26SF6断路器的小修

12、项目 n检查闭锁、防跳跃、非全相运行保护等辅助控制装置特性n油过滤网及液压油的过滤或更换n除锈、刷漆n其他需要临时性检修的项目.27SF6断路器的临时性检修SF6气体压力迅速降低，漏气率超过规定标准 SF6气体压力降低和回路电阻超过规定标准 绝缘不良、放电、闪烙或击穿 因本体、机构及传动装置卡阻等造成不能分合闸或分合闸速度过低 开断故障电流次数达到规定值 开断短路电流和负荷电流累计达到规定值机械操作次数超过规定值 存在有严重缺陷或影响安全的其他异常进行临时性检修进行临时性检修.28弹簧操动机构常见的异常 弹簧机构异常拒动误动拒分拒分拒合拒合分闸铁芯未启动分闸铁芯未启动分闸铁芯已启动分闸铁芯已启

13、动合闸铁芯未启动合闸铁芯未启动合闸铁芯已启动合闸铁芯已启动储能后自动合闸储能后自动合闸无信号自动分闸无信号自动分闸合闸即分合闸即分.29机构拒合分析-合闸铁芯未启动合闸线圈端子无电压合闸线圈端子无电压n二次回路接触不良，连接螺丝松动 n熔丝熔断 n开关接地接触不良，或未切换 nSF6气体压力低闭锁 合闸线圈端子有电压合闸线圈端子有电压n合闸线圈断线或烧坏 n铁芯卡住.30机构拒合分析-合闸铁芯已启动n合闸线圈端子电压太低n合闸铁芯运动受阻n合闸铁芯撞杆变型，行程不足n合闸挚子扣入深度太大n扣合面硬度不够，变形，摩擦力大，“咬死”.31机构拒分分析-分闸铁芯未启动分闸线圈端子无电压分闸线圈端子无

14、电压n连接螺丝松动、二次回路接触不良n熔丝熔断n辅助开关触点接触不良，或未切换 分闸线圈端子有电压分闸线圈端子有电压n分闸线圈断线或烧坏，尤其是引线端易折断 n分闸铁芯卡住.32机构拒分分析-分闸铁芯已启动n分闸线圈端子电压太低 n分闸线圈空程小，冲力不足或铁芯运动受阻 n分闸掣子扣入深度太深，冲力不足n分闸铁芯撞杆变型，行程不足 .33机构误动分析-储能后自动合闸n合闸掣子扣入深度太浅，或扣入面变型 n合闸掣子支架支撑松动 n合闸掣子变型锁不住 n牵引杆过“死点”距离太大，对合闸掣子撞击力太大.34机构误动分析-无信号自动分闸 n二次回路有混线，分闸回路两点接地 n分闸掣子扣入深度太浅，或扣

15、入面变型，扣合不牢 n分闸电磁铁最低动作电压太低 n继电器触点因某种原因误闭合.35机构误动分析-合闸即分n分闸掣子扣入深度太浅，或扣入面变型，扣合不牢 n分闸掣子不受力时，复归间隙调得太大 n分闸掣子未复归 n二次回路有混线，合闸同时分闸回路有电.36液压操动机构常见的异常 液压机构异常拒动误动拒分拒分拒合拒合分闸铁芯未启动分闸铁芯未启动分闸铁芯已启动分闸铁芯已启动合闸铁芯未启动合闸铁芯未启动合闸铁芯已启动合闸铁芯已启动合闸即分合闸即分油泵频繁启动打压油泵频繁启动打压建压异常油泵建压时间过长油泵建压时间过长 油泵建不起压力油泵建不起压力.37建压故障分析-建压时间过长整个建压时间过长整个建压

16、时间过长 n吸油回路有堵塞，吸油不畅通，滤油器有脏物堵塞 n油泵低压侧空气未排尽 n油箱油位低，油量少 n油泵吸油阀钢球密封不严或仅一个活塞工作一定压力后建压时间长一定压力后建压时间长n高压油路有渗漏 n柱塞座与吸油阀之间的尼龙密封垫封不住高压油 n柱塞和柱塞座配合间隙过大 n高压防油阀未关严.38建压故障分析-油泵建不起压n高压放油阀未关紧，或止回阀钢球没有复位 n合闸二级阀未关严 n油泵本身有故障，吸油阀密封不严，柱塞与柱塞座配合间隙过大 n安全阀动作未复位.39液压机构拒合分析-合闸铁芯未启动合闸线圈端子无电压合闸线圈端子无电压n二次回路接触不良，连接螺丝松动 n熔丝熔断 n开关接地接触

17、不良，或未切换 nSF6气体压力低或液压低闭锁 合闸线圈端子有电压合闸线圈端子有电压n合闸线圈断线或烧坏 n铁芯卡住 n二次回路连接松动 n辅助开关未切换.40液压机构拒合分析-合闸铁芯已启动n合闸线圈端子电压太低n合闸铁芯运动受阻n合闸铁芯撞杆变型，行程不足n合闸控制油路堵塞n分闸一级阀未复归.41液压机构拒分分析-分闸铁芯未启动分闸线圈端子无电压分闸线圈端子无电压n连接螺丝松动、二次回路接触不良n熔丝熔断n辅助开关触点接触不良或未切换nSF6气体压力过低或液压低闭锁 分闸线圈端子有电压分闸线圈端子有电压n分闸线圈断线或烧坏n分闸铁芯卡住n二次回路连接松动n辅助开关未切换.42液压机构拒分分

18、析-分闸铁芯已启动工作缸活塞杆不动n分闸线圈端子电压太低n二次回路连接过松，触点接触不良 n分闸线圈空程小，冲力不足n阀杆变形、行程不够，分闸阀未打开n合闸保持回路漏装0.5mm节流孔接头.43液压机构误动分析-分闸位置频繁启动打压分闸位置频繁启动打压内泄漏内泄漏n工作缸活塞上密封圈密封不严 n合闸一级阀密封不严 n合闸二级阀密封不严 n油泵卸载止回阀关闭不严 外泄漏外泄漏n工作缸活塞出口密封不良 n储压气活塞杆出口端密封不严 n管路连接头渗油 n高压放油阀密封不良或未关严.44外泄漏外泄漏n工作缸活塞出口密封不严 n储压筒活塞杆出口端密封不严 n管路连接头渗油 n高压放油阀密封不良或未关严

19、n分闸一级阀密封不良 n合闸二级阀活塞密封圈失效 内泄漏内泄漏n油泵卸载止回阀关闭不严液压机构误动分析-合闸位置频繁启动打压合闸位置频繁启动打压.45外泄漏外泄漏n工作缸活塞出口密封不严 n储压筒活塞杆出口端密封不严 n油路连接头渗油 n高压放油阀密封不良或未关严 内泄漏内泄漏n油泵卸载止回阀关闭不严液压机构误动分析-分合闸位置均频繁打压合闸位置均频繁打压.46n合闸保持回路0.5mm节流孔受堵 n分闸一级阀未复归，或密封不严 n合闸二级阀活塞锥面密封不严 液压机构误动分析-合闸即分.47二、真空断路器.48真空断路器基本知识n真空:凡绝对压力低于一个大气压的稀薄气体空间称为真空。n绝对压力等

20、于零的空间称为绝对真空。n真空灭弧室的真空度在1.3310-2pa 1.3310-5pa，属于高真空。.49真空断路器基本知识n真空的绝缘性能：由于在真空下，气体分子的平均自由路很长，因此绝缘强度很高，远大于空气的绝缘强度。n真空断路器的原理：在特制的真空环境中，利用真空的高绝缘强度来实现灭弧而开断电路。.50真空间隙在强电场下的击穿机理击穿机理击穿机理场至发射击穿机理场至发射击穿机理微粒发射击穿机理微粒发射击穿机理.51影响击穿电压的因素间隙长度间隙长度电压波形电压波形和类型和类型电极老电极老化程度化程度电极表电极表面形状面形状电极材料电极材料真空度真空度击穿电压.52真空电弧的伏安特性n电

21、弧电压随电弧电流的增大而增大，原因：当电弧电流弧柱中的粒子浓度增加，使电子与其碰撞加剧，为保证有足够数量的电子从阴极到达阳极，必须要更高的电压。而气体分子中，随着电弧电流的增加，使间隙的温度增加，加剧热游离，使间隙更容易导电，电阻相应减小，因此，电弧电压将下降，即气体电弧具有负的伏安特性，这是两种间隙电弧的区别。.53真空断路器的结构、各部件作用灭弧室外壳灭弧室外壳触头触头屏蔽罩屏蔽罩波纹管波纹管把真空灭弧室和外部大气隔开，一般有玻璃和陶瓷两种，要具有一定的绝缘强度、机械强度、气密性和耐高温能力 正常闭合时，用于接通电路，开断时，通过其特殊的结构，产生横向和纵向磁场，以利于熄灭电弧，一般有圆柱

22、型触头、横磁吹触头、纵向磁场触头；采用后两种触头的目的是使电弧在触头表面均匀分布，减少触头的熔化损伤，提高断流能力和灭弧的可靠性 安装在灭弧室的腰部内，主要作用：（1）防止电弧产生时，金属蒸汽喷溅到灭弧室外壳上而降低外壳的绝缘强度（2）改善灭弧室内部的电场分布，利于灭弧；（3）冷却电弧生成物，吸收部分电弧能量，帮助介质强度的恢复 与动触头焊接在一起，操作时，与动触头一起运动，通过它来实现真空室与外部大气的隔离.54真空断路器的机械特性分合闸速度分合闸速度触头开距触头开距触头接触行程触头接触行程合闸弹跳时间合闸弹跳时间分、合闸速度：分闸过程中动触头所走的距离和时间之比，为分闸速度；合闸过程中，动

23、触头所走的行程和时间之比，为合闸速度；ZN2810断路器的平均分闸速度为1.1+/-0.2m/s，平均合闸速度为0.6+/-0.2m/s 分闸状态下，动、静触头间的距离，ZN2810断路器的开距为11+/-1mm；指触头已经接触，还需要操动机构的输出杆继续望前走的距离，保证一定的接触行程，是使触头烧损后，仍能可靠的接触 一般控制在2ms以内 三相分合闸同期性三相分合闸同期性一般不超过1ms.55真空断路器的维护真空断路器的维护 n真空断路器应经常保持清洁，及时清洁绝缘子、绝缘杆及真空灭弧室绝缘外壳上的尘埃。注意不能用水擦洗，应用干净的毛巾或绸布擦拭。如毛巾需要打湿的话，应使用酒精n凡是活动摩擦

24、的部位，均应保持有干净的润滑油，以使操动机构和其他转动部分能活，减少机械磨损n磨损较严重的的零部件、变型的零部件要及时更换。所有紧固件均应定期检查以防止松动n注意开口销、挡卡等有无震动中断裂、脱落.56真空断路器的异常真空断路器异常真空度过低回路电阻异常增大异常弧光内部零件氧化.57真空度很低真空度很低 n真空断路器在分闸状态时，仍有小的漏电流，说明漏电相真空度已下降至1101Pa以下，但还没有漏到大气压状态 回路电阻异常增大回路电阻异常增大n说明在大气状态下，真空灭弧室已氧化 真空断路器的异常分析.58异常弧光异常弧光 n在一次回路带电状态下，真空断路器分、合闸过程中，注意观察真空灭弧室外壳

25、部分（两触头所在部位），有无异常的红紫色（夜间观察尤为明显）n若已出现异常闪光（三相三只灭弧室闪光颜色不一致），再用其他方法判断真空度是否异常 真空断路器的异常分析.59内部零件氧化内部零件氧化 n真空灭弧室外壳是玻璃罩，若发现屏蔽罩已氧化，此时屏蔽罩外表面由很光泽的淡红色变成暗红色，说明真空灭弧室真空度已漏至大气状态，必须更换真空室。（正常时真空灭弧室弧光为蓝色，经屏蔽罩反射后，呈黄绿色）真空断路器的异常分析.60真空断路器的巡视检查n检查绝缘瓷柱有无破裂损坏、放电痕迹和脏污；n检查绝缘拉杆应无断裂，各连杆无弯曲，开关在合闸时，弹簧应储能 n检查接头应无过热，引线驰度适中 n注意观察真空泡有

26、无破损等异常 .61ZN28-10开关的运行维护n机构所有摩擦传动部位定期涂润滑油 n操动2000次后，检查各部位螺丝是否松动，发现松动应及时拧紧 n定期检查辅助开关触点，若烧损严重应及时修理或更换 n机构应存放在干燥的室内，防潮、防有害气体的侵蚀，长期存放时应在传动部分涂黄油。定期检查环境是否符合要求.62真空断路器并联避雷器的原因 真空断路器在开断小电流时，由于电弧的不稳定会出现因截流而产生截流过电压；又其对高频小电流的灭弧能力很强，在电流接近过零时，会出现多次复燃过电压和三相同时截流过电压，因此，真空断路器的负荷侧总是并联氧化锌避雷器，来限制过电压.63本节课结束，谢谢！个人观点供参考，欢迎讨论！