1.少油断路器
采用变压器油作为灭弧介质的断路器称为油断路器,油断路器有少油断路器和多油断路器两种。
变压器油不仅作为灭弧介质,还要作为绝缘介质的断路器为多油断路器;变压器油只作为灭弧介质和触头开断后弧隙绝缘介质,而带电部分与地之间的绝缘采用磁介质的断路器称为少油断路器。
少油断路器的灭弧室和触头都安装在瓷套中,少量油作灭弧介质。
少油断路器在我国电气化铁路发展初期得到较为广泛的应用,但少油断路器燃弧时间较长,动作速度慢,体积相对较大,且不适于频繁操作,随着技术的发展,最终将会被性能更加优良的六氟化硫断路器和真空断路器所取代。
目前少油断路器仅在110kV侧使用,有SW3-110型<电磁操动机构)和SW6-110型<液压操动机构)两种。
2.六氟化硫断路器
六氟化硫是一种无色、无臭、无毒、不燃的惰性气体,它具有良好的灭弧和绝缘性能,用六氯化硫气体作为灭弧和绝缘介质的新型气吹断路器,已得到了广泛的应用。
六氟化硫断路器在吹弧的过程中,气体不排入大气,而在封闭系统中反复使用。
户外SF6断路器结构形式有瓷柱式和罐式两种。
磁柱式的灭弧室置于瓷套内,价格较低;罐式的灭弧室置于接地的金属罐中,用SF6作为绝缘介质,重心低,在进出线套管上可安装电流互感器,同时利用出线套管的电容制成电容式分压器,获得电压信号,也可和其它设备组成复合式开关设备,抗震性强。
因为SF6的优良电气绝缘和灭弧能力,近年来六氟化硫全封闭组合电器得到了快速发展,特别是在高压、超高压断路器领域中扮演着重要的角色。
3.真空断路器
真空断路器是利用真空作为绝缘和灭弧手段的断路器。
其核心部件是真空灭弧室。
真空灭弧室的外壳常用微晶玻璃或高强度陶瓷等无机绝缘材料制成,两端有金属端盖。
静触头与上端盖焊成一体,动触头借助于波纹管伸缩,实现分合闸的操作。
真空灭弧室的真空度应保持在
Pa以上。
真空灭弧室的开断特性与触头结构和触头材质关系极大,大容量灭弧室都需要利用短路电流产生的磁场灭弧,因此触头做成各种形状。
触头的材质,不仅应具有导电性能好,开断能力强,耐压强度高,电寿命长等一般特性,还需要满足抗熔焊性能好,截流水平低等特殊要求。
真空断路器电寿命长,能频繁操作,新型的真空断路器可以开断额定电流上万次,开断短路电流数十次,而且无爆炸、火灾的危险,目前正得到广泛的应用。
三、断路器的操作机构
断路器的分、合闸操作功率大,必须有专门的操动机构来完成。
断路器操动机构结构复杂,传动速度较快,操作功率大,是断路器必备的配件。
各种断路器配置不同的操动机构,断路器的各种自动化操作是通过操动机构与控制电路联合实现的。
断路器的操动机构主要有电磁操动机构、弹簧操动机构、液压操动机构和气动操动机构。
电磁操动机构是利用电磁铁作为操作动力,其特点是结构简单,动作可靠,但是需要较大容量的直流电源。
弹簧操动机构是利用电动机使合闸弹簧压缩贮能作为操作动力。
其特点是结构简单,不需要大容量直流电源。
液压操动机构是利用氮气压缩贮能,以油作为传递压力的媒介,由工作缸活塞的运动带动断路器工作。
这种机构效率高,一次贮能,可多次动作,而且动作平稳,但各部件加工精度要求较高,工作中要保持良好的密封性能。
气动操动机构是利用压缩机将空气压缩存在贮气缸内,由压缩空气推动操动机构中的汽缸活塞,是断路器动作,其优点是操动平稳可靠,不需大容量电源,但需要有压缩空气系统。
※所需学时
本章所需讲授课程课时数为2学时
※复习题
一、填空题
1.国标规定对于额定电压在220KV及以下的设备,其最高工作电压可为额定电压的____倍。
2.断路器的全开断时间等于断路器的____和____之和。
3.SW3-110型断路器主体由底架、____、中间机构箱、____等部件构成。
4.SW3-110型断路器属_______灭弧结构的油断路器,其灭弧能力与电流大小有关,电弧电流越大,灭弧能力越___。
5.少油断路器不适合频繁操作是因为灭弧室中的油易碳化变黑,油的绝缘强度____。
6.SW3-110型少油断路器采用____操动机构;SW6-110型断路器采用_____操动机构。
7.单压力式SF6断路器在结构上分为____和____两种类型,其中____不能加装电流互感器。
8.LW25-126/T式SF6断路器由____、____、_____三部分组成。
9.真空电弧是电离状态的____电弧,其形态可分为____和_____。
10.ZN6-27.5型断路器的灭弧室由____、____、波纹管、____、____及导电杆等组成,其中波纹管的作用是______________。
11.ZN6-27.5型断路器灭弧室中的屏蔽罩有____、____、____三种。
12.断路器操动机构的作用是______________。
操动机构由_____、_____、保持与脱扣机构、_____、缓冲装置、闭锁装置构成。
13.操动机构根据能量转换装置的类型分为_______、_______、_______和气动机构。
14.CY3型液压操动机构是以______作为能源的,其主要组成部分为_____、_____、_____、______、______。
15.如果隔离开关和断路器处于并联状态,隔离开关分合闸操作的条件是________________________。
16.利用工频耐压实验鉴定真空灭弧室的完好性的做法是______________________________。
17.型号为SN10-10的断路器其型号的含义为_____________________。
二、简答题
1.气体交流电弧的特点及本质是什么?
2.电弧是如何产生的?
电弧熄灭的条件是什么?
3.开关电器中熄灭电弧的方法有哪些?
4.高压断路器有哪几类?
其技术参数有哪些?
5.高压断路器的作用是什么?
对其有哪些基本要求?
6.高压断路器主要有哪几部分组成?
其作用是什么?
7.SW3-110型断路器本体结构特点是什么?
8.SW3-110型断路器的灭弧装置中油面的高低对灭弧性能有什么影响?
9.简述六氟化硫气体为什么具有优良的灭弧性能和绝缘性能?
10.什么是真空、真空度?
真空断路器中真空度一般为多少?
11.真空电弧的本质是什么?
简述真空电弧是怎样形成的?
12.ZN6-27.5型断路器真空灭弧室的的结构特点是什么?
主要由几部分组成?
13.ZN6-27.5型断路器真空灭弧室中住屏蔽罩的作用是什么?
14.多断路器操动机构的要求有哪些?
操动结构有哪些类型?
15.CD2型操动机构有哪几部分组成?
动作过程如何?
16.CY3型操动机构有哪几部分组成?
主要作用是什么?
其工作缸的工作原理是什么?
第四章高压隔离开关及其操动机构
※重点难点
1.掌握高压隔离开关的作用
2.掌握高压隔离开关与断路器配合倒闸作业的操作顺序
3.了解高压隔离开关的类型和结构
※主要内容
隔离开关是一种没有灭弧装置的开关电器,其动、静触头、导电杆均暴露在外。
在分闸状态下有明显的断口,在合闸状态下能可靠的通过额定电流和短路电流。
隔离开关没有灭弧装置,不能切断负荷电流和短路电流,所以隔离开关通常和断路器配合使用,且在操作中必须注意与断路器操作的先后顺序。
实用中,若隔离开关与断路器串联,隔离开关进行分合闸操作的条件是断路器处于分闸状态。
即在分闸操作时先分断路器,后分隔离开关;在合闸操作时,先合隔离开关,再合断路器。
若隔离开关与断路器并联,隔离开关进行分合闸操作的条件是隔离开关处于合闸状态,即合闸时,先合断路器再合隔离开关;分闸时先分隔离开关再断开断路器。
隔离开关的主要用途有:
1.为设备或线路的检修与分断进行电气隔离;
2.在断口两端电位接近相等的情况下,倒换母线,改变接线方式;
3.分合一定长度的母线和电缆;
4.分合一定容量的空载变压器、一定长度的空载线路和电压互感器。
隔离开关安装地点可分为户内型和户外型,按触头的运动方式可分为水平回转式、垂直回转式、伸缩式和直线移动式。
其操动机构有手动和电动两种,因为隔离开关是不带负荷进行操作,故对分合闸的速度和时间没有严格的要求,所以多采用手动才动机构,只有在远距离控制的要求下,才采用电动操动机构。
GW系列交流隔离开关,用于电气化铁道额定电压36~126kV的电力系统中,供有电压无负荷时分合线路用。
GW系列隔离开关包括三个单极,每极为双柱式结构。
主要由底座、支持绝缘子、导电部分组成。
※所需学时
本章所需讲授课程课时数为2学时
※复习题
一、填空题
1.隔离开关的基本结构由____、____、____和____四部分组成。
2.隔离开关多采用____操作机构,只有在远距离控制要求下,才采用______操作机构。
3.隔离开关与断路器串联,隔离开关进行分合闸操作的条件是断路器处于___状态。
即在分闸操作时先分____,后分____;在合闸操作时,先合____,再合____。
4.若隔离开关与断路器并联,隔离开关进行分合闸操作的条件是隔离开关处于____,即合闸时,先合___再合____;分闸时先分___再断开__。
二、简答题
1.隔离开关的结构特点是什么?
2.隔离开关的用途是什么?
它是如何分类的?
3.隔离开关的型号的含义是什么?
4.试写出两种牵引变电所常用的隔离开关型号?
5.隔离开关有哪几类操动机构?
第五章互感器
※重点难点
1.掌握互感器的作用和分类
2.理解电压互感器、电流互感器的基本工作原理
3.理解电压互感器、电流互感器的误差类型及来源,掌握减小误差的一般方
法。
4.理解电压互感器、电流互感器的主要技术参数
5.了解电压互感器、电流互感器的类型和结果
6.掌握电压互感器、电流互感器的接线方式和使用注意事项
※主要内容
互感器是一次电路<主电路)和二次设备<测量、保护及监控电路)之间的联络设备。
它将二次电气设备<仪表、继电器线圈等)与高压、大电流的一次电路隔离,解决绝缘问题,保证操作人员和二次设备的安全。
互感器还将高压、大电流统一变换成标准的低电压、小电流,作为二次设备的交流电源,以便于安装标准化的仪表、继电器。
变电所安装的互感器有电压互感器和电流互感器两种,前者将高电压变为标准的低电压<电压互感器二次侧额定电压
为100V或
V),后者将高、低压大电流变为标准小电流<电流互感器二次侧额定电流
为5A或1A),一方面与二次测量设备相配合,测量变电所进、出线等处的电器、电流等各种参数;另一方面也如此控制、保护设备相配合,实现对一次设备的控制和保护。
电流互感器和电压互感器的接线原理图如图2-15所示。
从图中可以看到,电流互感器的一次线圈串联在一次主电路中;其二次侧接入的继电器和仪表的电流线圈也全部是串联的。
电压互感器的一次线圈并联在一次主电路中;其二次侧接入的继电器和仪表的电压线圈也全部是并联的。
一、电流互感器
变电所中装设的电流互感器,因为一次主电路电流很大,所以电流互感器一次绕组匝数极少,绕组截面粗,直接串接于主电路中;二次绕组外接测量仪表和继电保护装置的电流绕组,负荷阻抗极小。
所以电流互感器相当于一台容量很小、工作状态近似副边断路的变压器,结构上也类似于变压器。
电流互感器在接线时,一定要注意极性,在项目实用中,一般采用减极性接线。
电流互感器的接线方式有单相接线、两项不完全星形接线、星形接线、两相电流差接线、三角型接线和零序接线六种,这六种接线分别适用于不同场合。
运行中的电流互感器,若副边绕组开路,副边绕组将感应数千伏的高压,