室外高压断路器(室外高压断路器原理)

海潮机械 2023-01-19 01:18 编辑:admin 167阅读

1. 室外高压断路器原理

       万能式断路器又称框架式断路器:能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流,也能在规定的非正常电路条件下接通、承载一定时间和分断电流的一种机械开关电器。

     万能式断路器的操作靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后,自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联,铝单板是采用优质铝合金板材为基材,再经过数控折弯等技术成型,表面喷涂装饰性涂料的一种新型幕墙材料。欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路或严重过载时,过电流脱扣器的衔铁吸合,使自由脱扣机构动作,主触点断开主电路。

2. 室外高压断路器原理视频

工作原理

  双电源自动转换开关主要用在紧急供电系统,将负载电路从一个电源自动换接至另一个(备用)电源的开关电器,以确保重要负荷连续、可靠运行。因此,双电源自动转换开关常常应用在重要用电场所,其产品可靠性尤为重要。

  电源转换一旦失败将会造成以下二种危害之一,其电源间的短路或重要负荷断电(甚至短暂停电),其后果都是严重的,这不仅仅会带来经济损失(使生产停顿、金融瘫痪),也可能造成社会问题(使生命及安全处于危险之中)。因此,工业发达国家都把双电源自动转换开关的生产、使用列为重点产品加以限制与规范。

  双电源自动转换开关的控制器对两路电压/电流同时进行检测,对高于额定值(可调)的电源电压判为过电压,对低于额定值(可调)的判为欠电压。微机控制电路对上述检测结果进行逻辑判断,处理结果通过延时(可调)电路驱动相应的指令向电动操动机构发出分闸或合闸指令《?xml:namespace prefix = o ns = “urn:schemas-microsoft-com:office:office” /》

  双电源自动转换开关一般由两部分组成:开关本体+控制器。而开关本体又有PC级(整体式)与CB级(断路器)之分。

3. 户外高压断路器原理

一、 概述:北京产ABB高压断路器,该断路器是弹簧储能机构的SF6开关,它通过储能电机使弹簧拉紧储能,SF6气体是开关在跳闸时起到灭弧作用,该开关有两组跳闸线圈和一组合闸线圈它们额定电压220VDC和额定电流是1.0A,有监视SF6气体压力的密度计,有闭锁继电器+K8、+K9、+K10;防跳继电器K3;非全相保护时间继电器K6和出口继电器Q7;还有储能电机和加热器等等。

该开关有远方操作和就地操作功能,能实现就地分相合闸与跳闸以及三相合闸与三相跳闸等。

二、 ABB断路器元件组成及原理作用:

1、 BD1、BD2是带信号接点和闭锁接点的密度计:

它反映断路器SF6气体压力降低而动作,规定SF6气体压力降至0.43MPa及以下动作,发信号和闭锁开关跳合闸回路,它动作后去启动两块继电器+K9、+K10如图1、如图2同时发信号

2、 BG 为断路器辅助接点:

BG断路器辅助接点有很多的常开接点和常闭接点,通过开关辅助接点可以实现监视开关运行状态,当断路器在分闸位置时,BG常闭接点接通,BG常开接点打开,如图 Y3合闸线圈

当断路器在合闸位置时,BG常开接点接通,BG常闭接点打开,如图 Y1跳闸线圈

3、 BN:断路器合闸计数器

BN计数器并接在开关合闸线圈中,它只记录开关合闸次数,但开关分闸次数不计数,它在开关分控柜内,ABC三相。

4、 BT1:开关温控器

开关温控器是控制开关控制柜内的温度,开关温控器通过感知开关控制柜内的温度降低来控制开关加热器E2,它在开关分控柜内,ABC三相。

5、 E1:为开关驱潮器;E2:为开关加热器

E1开关驱潮器,其容量70W,E2开关加热器,其容量140W。

E1一般为驱潮器同时也作为开关加热器用;

E2加热器通过BT1来控制,只能作为开关加热器用。

6、 BW1、BW2:断路器弹簧储能限位开关;

BW1、BW2 是反映开关弹簧储能状态,它有许多常开接点和常闭接点。当开关弹簧未储能或储能不到位时,BW1、BW2 常开接点打开,常闭接点接通,反之开关弹簧储能良好时,BW1、BW2 常开接点接通,常闭接点打开。

BW1 常开接点串接在断路器合闸回路当中,起到断路器未储能时闭锁合闸回路作用,禁止合闸。同时发开关未储能禁止合闸信号。其接线如图:断路器跳闸时不消耗断路器能量,换句话说,断路器跳闸时,不需要弹簧储能。

BW1 有一对特殊常闭接点,开关弹簧未储能时,此接点闭合,给重合闸装置放电去闭锁重合闸。如图

BW2 储能限位开关有一对常闭接点串接在启动储能电机回路之中,当断路器弹簧未储能或储能不到位时,此接点就闭合接通储能电机启动回路,使电机启动给断路器储能,当断路器弹簧储能到位时,此接点就打开,断开储能电机启动回路,使电机自动停止储能。

7、 M1:弹簧储能电动机:

M1 储能电动机可分为直流电动机和交流电动机。目前冯屯变电站220千伏冯拉乙线和热冯甲乙线断路器都采用直流电动机;其容量是220VDC/1175W/7.5A。

M1 储能电动机在A、B、C三相分控柜内。

8、 Q1:启动储能电动机接触器:

Q1 接触器可分为交直流两用,它在A、B、C三相分控柜内。

9、 F1:弹簧储能电动机的电源开关:

F1 电源开关操作是 把手在横位置,F1在断开;把手在竖立位置,F1在接通。F1在A、B、C三相分控柜内。

10、F2:加热器和门灯电源开关:

F2在A、B、C三相分控柜内。

11、Y7:断路器内的手动储能/电动储能选择开关:

Y7 选择在电动储能位置上时,断路器只能通过储能电动机给断路器弹簧储能。

Y7 选择在手动储能位置上时,断路器只能经过厂家配备储能摇杆经手动给弹簧储能。

Y7在A、B、C三相分控柜内。

12、+K9:闭锁继电器:

+K9 闭锁继电器是监测SF6气体压力降低而动作,去闭锁断路器合闸回路和第一组跳闸回路,其常闭接点32-31和12-11分别串接在断路器合闸回路与第一组跳闸回路中。如图所示

断路器正常运行时,SF6气体压力正常时,+K9是不励磁的,当断路器SF6气体压力下降到0.43MPa及以下时,密度计BD1常开接点3-4闭合,使+K9 闭锁继电器励磁动作,其+K9常闭接点32-31和12-11打开,断开断路器合闸回路和第一组跳闸回路使之不能合闸和跳闸。同时+K9有一对常开接点去给监控系统发SF6压力降低禁止跳合闸信号W935。如图所示

13、+K10:闭锁继电器:

+K10 闭锁继电器是监测SF6气体压力降低而动作,去闭锁断路器第二组跳闸回路,其常闭接点12-11串接在断路器第二组跳闸回路如图所示

断路器正常运行时,SF6气体压力正常时,+K10是不励磁的,当断路器SF6气体压力下降到0.43MPa及以下时,密度计BD1常开接点5-6闭合,使+K10 闭锁继电器励磁动作,其+K10常闭接点12-11打开,断开断路器第二组跳闸回路使之不能跳闸。同时+K10有一对常开接点去给监控系统发SF6压力降低禁止跳合闸信号W937。如图所示

14、+K8 弹簧未储能禁止合闸继电器

+K8继电器是反映ABC三相断路器其中一相断路器弹簧未储能就闭锁三相开关合闸。此继电器在开关中控柜中,分控柜没有此继电器。它的启动回路原理接线是三相断路器储能限位开关BW1接成串连形式,形成与门关系。如图所示:

+K8继电器常开接点34-31分别串接在ABC三相合闸回路中。如图:

断路器正常运行时,弹簧储能正常时,+K8是励磁的,其常开接点34-31是闭合的,其中有一相断路器弹簧未储能时,+K8是失励磁的,其常开接点34-31断开,使之闭锁三相合闸回路。接线如上图。

15、+K3:断路器防跳继电器:

+K3 此继电器分别安装在ABC三相分控柜之中内。其原理接线如图:

其动作过程如下:

当断路器合闸或重合闸重合在故障线路上时,断路器通过保护功能瞬间跳闸,断路器辅助接点BG1常开接点3-4闭合,这时合闸脉冲还存在(合闸107还有正电源)+K3继电器是通过BG1接点3-4励磁的,其+K3继电器常闭接点12-11打开,断开合闸回路,使之合闸线圈Y3不励磁合闸,把断路器固定在跳闸状态下,+K3通过自身常开接点24-21接通,使之+K3继电器自保持励磁,使断路器合闸Y3线圈更加可靠不励磁合闸;只有合闸脉冲消失后,+K3继电器失磁,使断路器在跳闸位置上。

16、K6:断路器三相不一致保护时间继电器:

Q7:是断路器三相不一致保护出口继电器:

北京产ABB断路器其内部设有三相不一致保护(非全相保护),它通过开关辅助接点搭接起来而实现一种开关保护,其原理界线如图:

非全相保护动作原理:

当断路器出现非全相运行时,(A相开关在分闸,A、B两相开关在合闸状态下)开关辅助接点BG1 A相常闭接点A222-A221接通,常开接点A224-A223断开;B、C两相常闭接点B222-B221、C222-C221断开,常开接点B224-B223、C224-C223接通,此时K6时间继电器通过A相常闭接点A222-A221和BC常开接点B224-B223、C224-C223而励磁,经延时(大约2S左右)启动出口继电器Q7去跳开B、C两相开关,使开关都在分闸位置。

出口继电器Q7动作后,去启动开关两组跳闸线圈如图:

17、Y1、Y2是开关的第一组跳闸线圈和第二组跳闸线圈:

开关的第一组跳闸线圈Y1和第二组跳闸线圈Y2其额定电压220VDC,额定电流1.0A。

实测直流电阻Y1=180欧姆;Y2=183欧姆

作用:第一组跳闸线圈Y1和第二组跳闸线圈Y2在开关内部都起到使开关跳闸作用,其接线如图:

18、Y3是开关的合闸线圈:

开关的合闸线圈Y3其额定电压220VDC,额定电流1.0A。

实测直流电阻Y3=156欧姆;

作用:合闸线圈Y3在开关内部起到使开关合闸作用,其接线如图:

19、R3 是开关的合闸回路中的保护电阻:

R3是并接在合闸线圈Y3两端。

20、S1是就地控制断路器合分功能开关:

S1在开关中控柜和开关A、B、C分控柜都有;

在中控柜可实现控制开关三相合分功能,在分控柜中S1可分别控制开关单相合分功能。

21、S4 是位置选择开关:

S4在开关中控柜和开关A、B、C分控柜都有;

S4作用是选择开关就地与远方跳合闸控制功能;

a)如果S4在就地位置时,开关只能在当地通过S1合分开关实现合闸和跳闸作用,而不能在远方实现操作开关跳闸和合闸功能。也就是把远方操作回路断开。

b) 如果S4在远方位置时,开关只能通过远方操作实现开关跳闸和合闸作用,而在就地不能把开关实现跳闸和合闸功能。

S1、S4控制开关极大方便了检修人员就地操作开关跳闸和合闸作用。

4. 室外高压断路器原理图

原理:

dw17万能断路器是采用了框架式设计的且以空气为介质的断路器,通常可分为固定式或者是抽屉式两种结构。一般万能式断路器固定式是在本体的两侧位置上安装侧板组成,而抽屉式则是将题本装入到专用的抽屉座上组成。

dw17万能式断路器的本体结构是由操作机构、触头系统、灭弧机构、辅助开关、电流互感器、智能脱扣器,以及二次插接件、失压和分励脱扣器等零部件组成,整体来讲万能式断路器结构是采用了立体布置形式做到了更紧凑和体积小的特点。

5. 高低压断路器工作原理

所谓“开关”学名叫“断路器”,它们带有灭弧功能,用作接通和分断电路。

相电压250V以上的属于高压,250V以下的属于低压。高压开关装在变压器的高压侧,低压开关装在变压器的低压侧,一般每一路进出线都装有开关。这些开关通常采用远方操控,当然就地也可以分合闸。在开关的一侧或两侧还有“闸刀”(学名”隔离开关),起到系统的隔离作用。停电时的操作原则:先拉开低压侧开关,再拉开高压侧开关,再拉开闸刀。送电时相反:先合上闸刀,再合高压侧开关,再合低压侧开关。严禁带负荷拉合闸刀。

6. 室外高压断路器原理图解

  结构上分为:导流部分、灭弧部分、绝缘部分和操作部分

 

  灭弧介质上分为:油断路器、空气断路器、真空断路器、磁吹断路器

 

  操作性质上分为:电动机构、气动机构、液压机构、弹簧储能机构、手动机构

 

  高压断路器的工作原理

  合闸过程

  当操动机构的合闸线圈通电,合闸铁芯被吸合,通过拐臂及连杆让动导电杆运动,使断路器合闸。

 

  分闸过程

  当操动机构的分闸线圈通电,分闸铁芯被吸合使得锁口释放,断路在分闸弹簧的作用下迅速分断。

 

  灭弧过程

  真空断路器的动静触头上有螺旋槽,使在电弧轴上的横向磁场向上外加,当驱动电弧真空断路器为纵向磁场,电弧避面触头过热会高速旋转。

7. 室内高压断路器

高压断路器的型号

表示断路器类型,用字母表示;Z:真空断路器、L:六氟化硫断流器、S:少油断路器、D:多油断路器;

表示安装场所,用字母表示;N:户内式、W:户外式;

表示设计序列号,用数字表示;

表示额定电压(单位KV、千伏);

补充工作特性,用字母表示;G改进型、F:分相操作;

表示额定电流(单位A);

表示额定断流容量(MVA)或开断电流(KA);

例如:一款高压断路器型号为:ZN10-10/300-750,表示室内真空断路器,设计序号为10、额定电压10KV、额定电流300A、额定断流容量750MVA。

8. 高压断路器原理和应用

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器,高低压界线划分比较模糊,一般将3kV以上的称为高压电器。

断路器可用来分配电能,不频繁地启动异步电动机,对电源线路及电动机等实行保护,当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路,其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。目前,已获得了广泛的应用。

电的产生、输送、使用中,配电是一个极其重要的环节。配电系统包括变压器和各种高低压电器设备,低压断路器则是一种使用量大面广的电器。

工作原理

断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳等构成。

当短路时,大电流(一般10至12倍)产生的磁场克服反力弹簧,脱扣器拉动操作机构动作,开关瞬时跳闸。当过载时,电流变大,发热量加剧,双金属片变形到一定程度推动机构动作(电流越大,动作时间越短)。

有电子型的,使用互感器采集各相电流大小,与设定值比较,当电流异常时微处理器发出信号,使电子脱扣器带动操作机构动作。

断路器的作用是切断和接通负荷电路,以及切断故障电路,防止事故扩大,保证安全运行。而高压断路器要开断1500V,电流为1500-2000A的电弧,这些电弧可拉长至2m仍然继续燃烧不熄灭。故灭弧是高压断路器必须解决的问题。

吹弧熄弧的原理主要是冷却电弧减弱热游离,另一方面通过吹弧拉长电弧加强带电粒子的复合和扩散,同时把弧隙中的带电粒子吹散,迅速恢复介质的绝缘强度。

低压断路器也称为自动空气开关,可用来接通和分断负载电路,也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和,是低压配电网中一种重要的保护电器。

低压断路器具有多种保护功能(过载、短路、欠电压保护等)、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点,所以被广泛应用。结构和工作原理低压断路器由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统等组成。

低压断路器的主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后,自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联,欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路或严重过载时,过电流脱扣器的衔铁吸合,使自由脱扣机构动作,主触点断开主电路。当电路过载时,热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲,推动自由脱扣机构动作。当电路欠电压时,欠电压脱扣器的衔铁释放。也使自由脱扣机构动作。分励脱扣器则作为远距离控制用,在正常工作时,其线圈是断电的,在需要距离控制时,按下起动按钮,使线圈通电。

主要特性

断路器的特性主要有:额定电压Ue;额定电流In;过载保护(Ir或Irth)和短路保护(Im)的脱扣电流整定范围;额定短路分断电流(工业用断路器Icu;家用断路器Icn)等。

额定工作电压(Ue):这是断路器在正常(不间断的)的情况下工作的电压。

额定电流(In):这是配有专门的过电流脱扣继电器的断路器在制造厂家规定的环境温度下所能无限承受的最大电流值,不会超过电流承受部件规定的温度限值。

短路继电器脱扣电流整定值(Im):短路脱扣继电器(瞬时或短延时)用于高故障电流值出现时,使断路器快速跳闸,其跳闸极限Im。

额定短路分断能力(Icu或Icn):断路器的额定短路分断电流是断路器能够分断而不被损害的最高(预期的)电流值。标准中提供的电流值为故障电流交流分量的均方根值,计算标准值时直流暂态分量(总在最坏的情况短路下出现)假定为零。工业用断路器额定值(Icu)和家用断路器额定值(Icn)通常以kA均方根值的形式给出。

短路分断能力(Ics):断路器的额定分断能力分为额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力两种。国标《低压开关设备和控制设备低压断路器》(GB14048.2—94)对断路器额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力作了如下的解释:

1、断路器的额定极限短路分断能力:按规定的实验程序所规定的条件,不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力;

2、断路器的额定运行短路分断能力:按规定的实验程序所规定的条件,包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力;

3、额定极限短路分断能力的试验程序为O—t—CO。

其具体试验是:把线路的电流调整到预期的短路电流值(例如380V ,50kA),而试验按钮未合,被试断路器处于合闸位置,按下试验按钮,断路器通过50kA短路电流,断路器立即开断(open简称O),断路器应完好,且能再合闸。t为间歇时间,一般为3min,此时线路仍处于热备状态,断路器再进行一次接通(close简称C)和紧接着的开断(O),(接通试验是考核断路器在峰值电流下的电动和热稳定性)。此程序即为CO。断路器能完全分断,则其极限短路分断能力合格。

4、断路器的额定运行短路分断能力(Icn)的试验程序为O—t—CO—t—CO。它比Icn的试验程序多了一次CO,经过试验,断路器能完全分断、熄灭电弧,就认定它的额定运行短路分断能力合格。

因此,可以看出,额定极限短路分断能力Icn指的是低压断路器在分断了断路器出线端最大三相短路电流后还可再正常运行并再分断这一短路电流一次,至于以后是否能正常接通及分断,断路器不予以保证;而额定运行短路分断能力Ics指的是断路器在其出线端最大三相短路电流发生时可多次正常分断。

IEC947—2《低压开关设备和控制设备低压断路器》标准规定:A类断路器(指仅有过载长延时、短路瞬动的断路器)的Ics可以是25%、50%、75%和100%。B类断路器(有过载长延时、短路短延时、短路瞬动的三段保护的断路器)的Ics可以是Ics的50%、75%和100%。因此可以看出,额定运行短路分断能力是一种比额定极限短路分断电流小的分断电流值。 [1]

一般来说,具有过载长延时、短路短延时和短路瞬动三段保护功能的断路器,能实现选择性保护,大多数主干线(包括变压器的出线端)都采用它作主保护开关。不具备短路短延时功能的断路器(仅有过载长延时和短路瞬动二段保护),不能作选择性保护,它们只能使用于支路。IEC92《船舶电气》指出:具有三段保护的断路器,偏重于它的运行短路分断能力值,而使用于分支线路的断路器,应确保它有足够的极限短路分断能力值。

无论是哪种断路器,虽然都具备Icu和Ics这两个重要的技术指标。但是,作为支线上使用的断路器,可以仅满足额定极限短路分断能力即可。较普遍的偏颇是宁取大,不取正合适,认为取大保险。但取得过大,会造成不必要的浪费(同类型断路器,其H型—高分断型,比S型—普通型的价格要贵1.3倍~1.8倍)。因此支线上的断路器没有必要一味追求它的运行短路分断能力指标。而对于干线上使用的断路器,不仅要满足额定极限短路分断能力的要求,同时也应该满足额定运行短路分断能力的要求,如果仅以额定极限短路分断能力Icu来衡量其分断能力合格与否,将会给用户带来不安全的隐患。

断路器是一种基本的低压电器,断路器具有过载、短路和欠电压保护功能,有保护线路和电源的能力。

主要技术指标是额定电压、额定电流。断路器根据不同的应用具有不同的功能,品种、规格很多,具体的技术指标也很多。

断路器自由脱扣:断路器在合闸过程中的任何时刻,若是保护动作接通跳闸回路,断路器完全能可靠地断开,这就叫自由脱扣。带有自由脱扣的断路器,可以保证断路器合闸短路故障时,能迅速断开,可以避免扩大事故的范围。