高压开关分类、参数、试验_物理_自然科学_专业资料。高压开关设备 高压开关设备包括： 高压断路器、高压隔离开关、接地开关、高 压开关柜、高压负荷开关、重合器、分段器、 GIS设备等，习惯将高压断路器称为高压开关 作用：电力系统中最重要的控制和保护设
高压开关设备 高压开关设备包括： 高压断路器、高压隔离开关、接地开关、高 压开关柜、高压负荷开关、重合器、分段器、 GIS设备等，习惯将高压断路器称为高压开关 作用：电力系统中最重要的控制和保护设备 要求： 绝缘要求—耐电性能—电气设备 机械要求—关合与开断性能—机械设备 发展较快、种类繁多 高压断路器的定义和基本参数 定义： 能在电路正常工作状态、过载甚至短路 状态下关合和开断高压电路的电气设备 基本参数： 额定电压、额定电流、额定开断电流、 额定短路关合电流、动稳定电流、热稳 定电流、自动重合闸操作循环、特殊开 断能力、机械寿命及电寿命等 断路器开断过程中两个重要概念 电流过零瞬间，电弧熄灭 恢复电压与介质恢复强度 恢复电压Uh：电弧熄灭后，施加在断口间 的电压。与系统参数有关 介质恢复强度Uj：电弧熄灭后，断口间介 质的击穿强度。与断路器本身有关，如介 质状况、触头运动位置等 保持Uj＞Uh，电弧不重燃，开断成功 如 Uj≤Uh，电弧重燃，开断不成功 高压断路器的种类和基本结构 断路器的分类： 介质：少油断路器，如SW6—110、SN10—10 多油断路器，如DW3—35、DW18—35 线、LW8—35 操作机构的分类： 电磁—CD、弹簧—CT、液压—CY、 气动—CQ 少油断路器 结构及部件 ⑴支持结构 ⑵传动系统 ⑶导电及灭弧系统（双断口需并联电容器） 主绝缘为瓷套 断口绝缘和灭弧介质为绝缘油 依靠电弧能量使油裂解，通过灭弧室通 道形成横向和纵向气吹，拉长和冷却电 弧，从而熄灭电弧 少油断路器图 多油断路器 结构及部件 ⑴支持结构 ⑵传动系统 ⑶导电及灭弧系统 主绝缘为绝缘油及瓷套 断口绝缘和灭弧介质为绝缘油 依靠电弧能量使油裂解，通过灭弧室通 道形成横向和纵向气吹，拉长和冷却电 弧，从而熄灭电弧 多油断路器图 真空断路器 结构及部件 ⑴支持结构 ⑵传动系统 ⑶导电及灭弧系统：依靠真空灭弧室 主绝缘为支持瓷柱、绝缘拉杆 断口绝缘和灭弧介质为真空 电弧为真空电弧，通过触头结构产生磁 场，使电弧旋转或向两端转移，拉长或 隔断电弧，从而熄灭电弧 真空断路器图 真空断路器图 真空断路器图 线断路器 结构及部件 ⑴支持结构（瓷柱式和罐式） ⑵传动系统 ⑶导电及灭弧系统：主辅触头、压气系统 主绝缘为瓷套（瓷柱式） 断口绝缘和灭弧介质为SF6气体 依靠压气缸压气及电弧能量加热气体， 使气体压力升高，形成气吹，拉长和冷 却电弧，从而熄灭电弧 SF6断路器图 SF6断路器图 操作机构 液压操作机构 用于110kV及以上，由工作缸、阀系统、 油箱、油泵、储压筒、连接油管等组成， 工作介质为10号航空液压油。 传统的液压操作机构有CY3、CY4型 操作机构图 操作机构 电磁操作机构 用于110kV及以下，采用四连杆工作原 理，合闸能量大，对电源要求高 弹簧操作机构 用于110kV及以下，型式较多，结构较 复杂，弹簧储能，释放弹簧进行合闸 高压断路器绝缘试验 绝缘电阻测量 介损值测量 直流泄露电流的测量 交流耐压试验 回路电阻的测量 真空断路器真空度测量 高压断路器绝缘电阻测量 针对绝缘拉杆、瓷套、套管、灭弧室等部 件，主要是绝缘拉杆，能发现受潮、裂纹、 表面污染、电弧烧伤等贯穿性缺陷 应对多油断路器、少油断路器、真空断路 器等进行，对SF6断路器规程已不要求 不要求吸收比和极化指数 应对控制回路和辅助回路进行绝缘电阻测 量 高压断路器介损值测量 针对多油断路器进行，检查非纯瓷套管及 其他绝缘部件如灭弧室、绝缘拉杆、围屏、 绝缘油的绝缘状况 在分闸下采用反接法测量每只套管的介损 （如套管有末屏引出可用正接法） 反接法测量时要考虑规定增加值（由于油 箱内部部件引起），正接法测量不考虑 如测量值超标，应落下油箱进行分解试验， 以确定超标部位 高压断路器直流泄露电流测量 针对少油断路器进行，可发现绝缘拉杆、 灭弧室、绝缘油等受潮、劣化，碳化物过 多以及外绝缘污秽等缺陷 一般采用中间加压法测量，如使用试变加 硅堆整流做电源，应并接电容器 试验时断路器表面应擦拭干净，以消除外 泄漏影响，无法消除时应采用屏蔽法 如测量值超标，应进行分解试验，以确定 超标部位 高压断路器交流耐压试验 最有效的绝缘试验，一般对35kV及以下各类开关设 备进行（GIS、罐式SF6断路器必须进行） 应在分、合闸状态下分别进行 合闸状态检查相间及相对地绝缘 分闸状态检查断口绝缘，对真空开关还检查了真空度 耐压值应按预试规程或补充规定执行（交接规程耐压 值有误） 串联谐振耐压试验装置 谐振条件：XL=XC 或 ωL=1/ωC 方式：调感、调容、调频 高压断路器回路电阻测量 在合闸状态下进行，测量值包含回路中各种 电阻，动静触头间、中间触头间、各装配间、 软连接间的接触电阻及各部件自身电阻 采用直流压降法测量，测试电流不应小于 100A 测试时测量线接内侧，电流线接外侧 对各类开关设备均应进行，但油、线开关运行中的要求值不同 高压断路器的机械试验 机械操作试验 机械特性试验 分、合闸时间、同期、真空开关合闸弹跳 时间测量 分、合闸速度测量 高压断路器机械操作试验 按技术要求在空载情况下进行各种操作检查 分、合闸操作检查，液压（气动）机构零起打 压及补压时间，防误性能等等 各种机构的电磁铁（包括合闸电磁铁、合闸接 触器）线圈应进行低电压操作试验 80%（85%）Ue下可靠合闸 65%Ue下可靠分闸、30% Ue下不能分闸 可采用滑线变阻器调节操作电压的方法实现或 采用可调逆变电源 高压断路器机械特性试验 分、合闸时间、同期概念 合闸时间：从断路器合闸回路通电起到所有极的 触头接触瞬间至的时间间隔 分闸时间：从断路器接到分闸指令瞬间起到所有 极的触头分离瞬间至的时间间隔 同期：断路器分合闸操作时，三相分断和接触瞬 间的时间差（相间同期），及同相各断口触头 分断和接触瞬间的时间差（断口同期） 真空开关合闸弹跳时间：合闸操作时，动、静触 头第一次接触至最终接触为止的时间间隔，一 般要求≤2ms 高压断路器机械特性试验 分、合闸时间、同期测量方法 ⑴电秒表测量 ⑵光线示波器测量 ⑶特性测试仪测量（接线分控制和信号两部分） 注意： ①控制回路最好将辅助开关接点串入，靠辅助开 关动作切除控制电流 ②对于有多断口的开关，信号线要标明并正确理 解各参数含义，便于正确分析判断 高压断路器机械特性试验 分、合闸速度概念 刚分速度：分闸过程中，动、静触头分离后瞬间 的速度，一般取10ms内平均速度 刚合速度：合闸过程中，动、静触头接触前瞬间 的速度，一般取10ms内平均速度 有些引进产品，如LW6—110不采用10ms规定 真空开关由于开距小，一般采用平均分、合闸 速度的概念 高压断路器机械特性试验 分、合闸速度测量方法 ⑴电磁振荡器测试法 ⑵转鼓、电位器测试法 ⑶光线示波器测试法 ⑷特性测试仪测试法 真空开关测速方法 其他特殊试验 真空开关线开关气体湿度测试 SF6开关检漏 SF6开关密度继电器校验 真空开关真空度测试 真空度降低的原因 ⑴灭弧室内部材料含气释放 ⑵灭弧室漏气：灭弧室密封质量、机械冲击 真空度检测方法 ⑴火花计法—准确度低，人为、环境影响因素大 ⑵观察法—准确度低，人为、环境影响因素大 ⑶交流耐压法—无法定量，不能作出预判断 ⑷真空度测试仪法 ⑸真空度在线监测：电光变换法、耦合电容法、压力 传感法 真空开关真空度测试 真空度测试仪基本原理 磁控放电法—高压脉冲和磁场脉冲同时作用于真空 灭弧室，使之内部产生脉冲磁控放电现象，产生离 子电流，测量离子电流并与已知的电流—真空度曲 线比较，得出真空度 各厂产品差别 ⑴离子电流取值方法—峰值方法、积分方法 ⑵磁场线圈形式—固定式、缠绕式、对折式 ⑶内存曲线数量—粗分、细分 测试精度问题 目前测量范围0—10-4 Pa，可达到10级 真空开关真空度测试 现场测试注意事项 ⑴灭弧室表面应擦拭干净 ⑵磁场线圈尽量贴近灭弧室 ⑶连续重复测试同一灭弧室，数据可能不准 ⑷测试完成后，仪器应放电 测试结果处理建议 ⑴不能完全排除交流耐压试验，应结合使用 ⑵测试结果10-4 Pa数量级及以下，合格 ⑶测试结果在10-3 Pa数量级，加强监测 ⑷测试结果10-2 Pa数量级及以上，建议更换 SF6开关气体湿度测试 意义：是运行中最重要的检测项目 周期：投运前—投运后半年—1年—3年 方法 ⑴电解法 ⑵露点法 ⑶阻容法 SF6开关检漏 定性检漏 定量检漏 压降法、包扎法、扣罩法、挂瓶法 SF6开关密度继电器校验 密度继电器原理及种类 能够补充温度带来的压力变化，带标准气室和 不带标准气室两种 校验方法 必须采用专门的测试仪进行，不能用现场充放 气方法代替 仪器自校
