LW25252高压六氟化硫断路器说明书.docx
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LW25252高压六氟化硫断路器说明书
1概述
1.1产品型号和名称
LW25-252高压六氟化硫断路器。
1.2主要用途
LW25-252高压六氟化硫断路器是户外三极交流高压开关设备，用作电力系统的控制和保护电器，也可用作联络断路器。
1.3环境条件
海拔高度不起过1000mm，高原型与用户协商
最大风速34m/s
环境温度-25℃～40℃
最大日温差25℃
相对温度90%（月平均）
履冰厚度不超过10mm
日照强度不超过1000w/㎡（晴天中午）
抗震设防烈度8度
1.4主要参数
1.4.1产品主要技术参数见表1
表1
序号
项目
单位
技术参数
1
额定电压
KV
252
2
额定频率
Hz
50
3
额定电流
A
2500，3150，4000
4
额定短路开断电流
KA
40，50
5
额定短路关合电流（峰直）
KA
100，125
6
额定短时耐受电流（4s）
KA
40，50
7
额定峰时耐受电流（峰值）
KA
100，125
8
首开极系数
-
1.5,1.3
9
额定操作顺序
-
0-0.3S-C0-180S-C0
10
近区故障开断电流
KA
40×90%;40×75%
50×90%;50×75%
11
失步开断电流
KA
10,12.5
12
1min工频耐受电压（干、湿）（有效值）
断口间
KV
395+145
相对地
KV
395
13
雷电冲击耐受电压（峰值）
断口间
KV
950+206
相对地
KV
950
14
5min零表压
耐压试验（有效值）
断口间
KV
1.3×252/√3
相对间
KV
1.3×252/√3
15
爬电比距断口/对地
Cm/kv
3.1/2.5
16
操作方式
-
分极操作或三级电气联动
17
额定分闸时间
ms
20～30
18
额定合闸时间
Ms
80～110
19
开断时间
Ms
60
20
分-合时间（重合闸无电流时间隔）
S
≥0.3（由用户保证）
21
合-分时间（金属短接）
Ms
50～60（由用户保证）
22
合闸同期性
Ms
4
23
分闸同期性
Ms
3
24
每级断口数
-
1
25
机械寿命
次
3000
26
接线端子水平纵向拉力
N
1500
27
接线端子水平横向拉力
N
1000
28
接线端子垂直方向拉力
N
1250
29
SF气体允许年漏气率
-
≤0.5%
30
每台断路器充入SF气体重量
kg
30
31
每台断路器重量
kg
3500
32
符合标准
GB1984及IEC60056
33
主回路电阻
uΩ
≤45
1.4.2六氟化硫气体压力参数（20℃时）见表2
表2
序号
项目
单位
技术参数
1
额定充气压力
MPa
0.60
2
补气报警压力
MPa
A=0.55±0.03
3
补气反警解除压力
MPa
A1=（0.01～0.05）
4
断路器闭锁压力
MPa
L=0.50±0.03
5
断路器闭锁解除压力
MPa
L1=L+（0.01～0.05）
1.4.3产品结构参数见表3
表3
序号
项目
单位
数据
备注
1
行程
mm
2
接触行程（电气）
mm
42±2,38±2
3
弹簧机构活赛杆行程
mm
4
拐臂滚子和机构凸轮之间间隙
mm
1.4±0.3
断路器处于分闸状态合闸弹簧已储能
5
合闸弹簧定位螺母与定位杆距离
mm
12～47
6
合闸电磁铁行程C
mm
5.0～5.5
断路器处于分闸状态，见图8
触发器与脱扣器间隙D
mm
2.0～3.5
C-D
mm
2.5～3.5
触发器与防跳杆间隙E
mm
1.0～2.5
7
分闸电磁铁行程F
mm
2.8～3.2
断路器处于合闸状态，见图7
触发器与脱扣器间隙
mm
0.8～1.2
F-G
mm
1.6～2.4
1.4.4控制回路与辅助回路参数见表4
序号
项目
单位
数据
备注
1
分、合闸线圈控制电压
V
DC110/220
2
分闸线圈电流
A
5.8/2.5
3
合闸线圈电流
A
3.3/2.0
4
电机电源电压
V
DC110/220
AC220
按订货合同
5
电机功率
W
300
6
电机转速
r.p.m
750
7
电机电流
A
5.5/2.7
8
加热器
电压
V
AC220
功率
W
100
2结构和工作原理
2.1总体结构
断路器总体结构见图1.1及图1.2（a）
1-Interruptingunit2-Mechanismhousing3-Support
图1.1断路器总体结构图（40kA）
1-Interruptingunit2-Mechanismhousing3-Support
图1.2断路器总体结构图（50kA）
LW25-252高压六氟化硫断路器为每级单断口结构，每台产品由三个单极组成，每个单极包括灭弧室、支柱，操动机构和支架，外形呈I型布置。
产品每极配用一台CT20-III（X）P型弹簧操动机构，可单极操作，也可三级电气联动操作。
2.2灭弧室
灭弧室以自能热膨胀熄弧原理为主，结合压气熄弧原理，采用变开距、双吹结构，它是由静触头系统、动触头系统、灭弧室瓷套、绝缘拉杆、支柱瓷套、直动密封待组成，见图2。
电力引线接在灭弧室瓷套的上下接线端子1和上，具体安装孔尺寸由现场配钻。
在合闸位置，电流从上接线端子1经静触头系统2、动触头系统4到下接线端子8。
分闸时，由绝缘拉杆5带动动触头系统4中运动部分一起向下运动，当动、静弧触头脱离，产生电弧时，利用静弧触头及电弧对喷口的堵塞效应和电弧对气全的热膨胀作用，迅速提高灭弧室的吹弧气体压力，获得良好的吹弧效果，使得灭弧室具有极强的熄弧能力。
合闸时，绝缘拉杆向上运动，这时所有的动运部件按分闸操作的反方向动作SF气体进入压气缸，动触头最终到达合闸位置。
直动密封7安装在支持瓷瓶的底部，保证SF6气体的密封。
静触头座装有吸附剂，吸附剂用来保持SF6气休干燥，并吸收由电弧分解所产生的劣化气体。
2.3弹簧操动机构
弹簧操动机构其结构及工作原理见图3。
2.3.1分闸操作见图3（A）
弹簧操动机构在合闸位置且分闸弹簧3-2与合闸弹簧3-5均已储能。
拐臂3-14和3-18受分闸弹簧3-2逆时针方各的力矩：
此力短被合闸保持掣子3-13和分闸掣子3-12阻挡。
分闸操作步骤如下：
a）分闸电磁铁3-10的线圈接受分闸信号后带电，其动铁芯3-11动作，冲击分闸掣子3-12；
b）分闸掣子3-12顺时针方向旋转，释放台闸持掣子3-13；
c）合闸保持掣子顺时针方向旋转，将释放销子A
d）拐臂3-14和3-18受分闸弹簧3-2的推力，向逆时针方向旋转；
e）拐臂3-14通过联板直接操动断路器本体使动、静触头快速分离，断路器分闸。
2.3.2合闸操作见图3（B）
弹簧机构在分闸位置，合闸等簧3-5已储能，棘轮轴3-4承受联接在棘轮3-3上的合闸弹簧3-5逆时针方向的力矩，此力矩被储能保持掣子3-6和合闸掣子3-7锁住。
1-上接线端子；2-静触头系统；3-灭弧室瓷套；4-动触头系统；
5-绝缘拉杆；6-支柱瓷套；7、直动密封；8-下接线端子
图2灭弧室
（A）合闸位置（合闸弹簧储能状态）
（B）分闸位置（合闸弹簧储能状态）（C）合闸位置（合闸弹簧释放状态）
图3弹簧操动机构工作原理
合闸操作的步骤如下：
a）合闸电磁铁3-8的线圈接受合闸信号后带电，掣子3-9动作，冲击合闸掣子3-7
b）合闸掣子3-7向顺时针方向旋转，释放储能保持掣子3-6；
C）储能保持掣子3-6逆时针释放旋转B销，棘轮3-3在合闸弹簧力的作用下，逆时针方向旋转，同时带动棘轮3-4旋转使凸轮3-1推动拐臂3-14顺时针方向逆时针方向旋转，并带动拐臂轴3-15上的拐臂3-18顺时针方向旋转，同时压缩分闸弹簧3-2储能；
d）拐臂3-14通过联板直接操动断路器本休合同；
e）合闸操作完成后的机构状态如图3（C）所示。
A销再次被合闸保持掣子3-13锁住。
2.3.3弹簧机构的合闸弹储能
机构合闸操作完成后，合闸弹簧3-5处于释放状态如图3（C），棘爪轴3-17通过齿轮与电机相联，断路器合闸到位后，电机立即起动，对合闸弹簧进行储能。
合闸弹簧储能动作如下：
a）电动机启动，使棘爪轴3-17旋转；
b）偏心的棘爪轴3-17上的两个棘爪3-16，在棘爪轴的传动中与棘轮3-3上的齿交替进行啮合，使棘轮转动；
c）棘轮3-3逆时针方向旋转，带动拉杆使合闸弹簧3-5储能；
d）通过死点后，棘轮轴3-4由合闸弹簧3-5给以逆时针方向的转动力矩，此力矩通过B销储能保持掣子3-6锁住；
e）图3（A）为合闸弹簧能后的机构状态。
2.3.4重合闸操作
断路器的重合闸操作是依靠断路器分闸后，其操作机构的传动系统与控制回路能迅速地恢复到准备合闸状态，然后在重合闸继电器（装在主控室）的控制下断路器再次合闸。
如果短路故障已经解除，则重合闸成功，断路器继续正常运行，如果短路故障尚未解除，则关合后立即分闸，此为一次不成功的重合闸操作。
2.3.5断路器的防跳
防跳性能是依靠两个方面实现的；
第一是操动机构本身实现机械防跳，具体原理见图4。
第二是在操动机构的合闸回路中设置的“防跳”线路来实现。
220KV开关在设计中如已经有电气防跳，为了防止冲突，我厂可以取消电气防跳，但如果用户
图4机械防跳原理图
要求，我厂产品是带电气防跳的。
图4介绍了机械防跳装置的原理，其动作过程如下：
a）分闸保持掣子锁住A销使断路器保持在分闸位置。
A销与图3中拐臂3-14连在一起，合闸弹簧的反力作用在其上，方向如图所示，这样，A销便给分闸保持掣子一个逆时针的转矩，但同时掣子还被脱扣器通过滚轮锁住。
b）当合闸线圈被合闸信号励磁时，铁心杆带动脱扣杆撞击脱扣器，使它逆时针方向转动，解脱了对分闸保持掣子的约束。
分闸保持掣子便在合闸弹簧的反力作用下逆时针转动，A销被解脱，断路器合闸。
同时，铁心通过脱扣杆压下防跳销。
c）滚轮推动脱扣器的回转面，使其进一步逆时针转动。
从而，脱扣器使脱扣杆顺时针转动（见图4b），从防跳销上滑脱，而防跳销使脱扣杆保持倾斜状态（见图4C）。
d）如果断路器此时得到了意外的分闸信号开始分闸，A销便会向下运动，分闸保持掣子在复位弹簧作用下顺时针转动锁住轴A，然后，分闸保持掣子本身又被脱扣品锁住。
e）在以上过程中，如果合闸信号一直保持，铁心杆和脱扣杆一直未能复位，则脱扣杆由于防跳锁的作用始终是倾斜的，从而铁心杆便不能撞击脱扣器，因此，断路器不能重复合闸操作（见图4e），实现了防跳功能。
当合闸信号解除时，全闸线圈失磁，铁心杆和脱扣杆通过小弹簧复位，则铁心杆和脱扣杆均处于图4a状态，为下次合闸操作作好了准备。
2.3.6断路器的闭锁
为使断路器的分合闸操作比较平稳，该断路器采用油缓冲器来吸收分、合闸操作中的剩余能量，减少对断路器本身的冲击，提高产品的机械可靠性。
2.4SF6气体和压力缩空气系统
2.4.1SF6气体系统
如图5所示，三级灭弧室SF气体系统各自独立，分别由截止阀经气管连向自补偿气体压力表和供气口。
阀E在正常情况下，应处于开启位置，以连通灭弧室和气压表中的SF气体压力一致。
阀D在正常情况下，应处于闭合位置，供气口应用“0”形密封圈和专用法兰密封。
当SF气体密度降低，发出报警时，可由此口补给SF气体，即便是在带电运行的条件下，可由此口补气。
1-灭弧室2-裁止阀E（常开）3-截止闸D（常闭）
4-SF气管5-SF6密度继电器6-截止阀F（常闭）
图5SF6气体系统
SF6密度继电器GA/GL具有显示灭弧室SF6气体压力和监视灭弧室气体密度变化的双重功能。
由于密度继电器温度自补偿装置的作用，其盘面所反映压力值是20℃时的压力，并且该压力不会随温度变化发生弯化。
密度继电器有两对接点，当气体发生泄漏，压力补气报警压力时，第一组接点闭合，给出补气报警信号，降至闭锁压力时，第二组接点闭合，给出闭锁信号，并切断断路器控制回路，闭锁断路器操作。
2.5控制系统
本产品控制原理见附图2电气原理图，端子接线位置见图附3接线图。
电气原理图和接线图均为产品分闸状态、压力开关无压状态、电器元件无励磁状态，操作方式为远方操作时的位置，在额定工作状态下，压力开关位置为63GL（SF6）断开，63GA（SF6）断开。
以下分别论述各元件的动作过程。
2.5.1合闸操作和分闸操作
产品在分闸位置，合闸回路接通。
当接到合闸指令时，合闸线圈52带电、操作合闸电磁铁，使产品合闸。
产品合闸后，转换开关52a、52b发生切换，合闸回路断开，分闸回路接通。
当产品接到分闸指令时，分闸线圈52T1（52T2）带电，操作分闸电磁铁，使产品分闸，产品分闸后，转换开关52a、52b再次切换，分闸回路断开，合闸回路再次接通，等待下次合闸指令。
5.2.2SF6低气压操作闭锁
当SF6压力低于0.50Mpa时，63GL接通，继电器63GLX励磁动作，其常闭触点断开，切断了分、合闸回路。
2.5.3就地一远方转换
43LR为就地一元方转换开关，在“远方”位置，由主控室对产品进行操作切换至“就地”位置，并关合自动开关8D1、8D2后，用11-52手动切换开关进行就地分、合闸操作。
2.5.4电机控制
断路器合闸操作后，限位开关33hb闭合，磁力开关88M得电，接通电动机回路，对合闸弹簧储能，储能到位，棘轮轴上的凸轮将使限位开关33hb切断电动机回路。
保护一为电动机打压时间过长，电动时间继电器48T的延时闭合触点闭合，49MX辅助继电器的常闭触点打开，切断电机回路，使电动机停转，保护二为电动机过载保护，当电动机出现过负荷时，使热继电器88M的常闭触点断开，切断电动机回路，使电动机保护停车。
2.5.5加热器控制
8SH1和8SH2为自动开关，分别控制加热器SH1和SH2，（如需实现自动控温、控湿功能，请在订货中说明）
2.5.6报警信号与工作信号
SF6低气压报警信号接点为桥式接点（见附图1），当SF6气压低于报警压力时，该接点接通，发出补气报警信号。
SF6低气压闭锁和空气低气压闭锁信号接点见附图，当产品出现低气压闭锁时该接点接通，其发出相应的闭锁信号。
自动开关8D1、8D2、8A（或8D）、8SH1、8SH3故障报警信号接点见附图，当上述自动开关任一个发生过载或短路故障时，相应接点接通，发出有关故障报警信号。
2.5.7非全相运行保护
控制系统设有非全相运行保护回路，当运行中的断路器出现单极或两极跳闸后，将使其相应极转换工关52a、52b发生切换，从而使继电器47T启动，经延时后（考虑到单相重合闸的要求），再启动继电器47TX，使控制电源电压直接加到各极的分闸回路中，其余极随即分闸，避免了断路器缺相运行。
具体47T使用注意以下3点
a）当开关用作变压器侧保护或母联开关时，由于对三相开关的同期性要求非常严格，所以当其一相同另两相位置不一致时，三相要求在非常短的时间保护性分闸，由继电保护实现，对于断路器出厂时，一般时间速定在0.2s～0.5s。
b）当开关在线路上使用时，如线路要求有单相重合闸时，则三相不同期时间可以相对长些但一般也在0.2s～0.5s。
c）如线路允许二相运行，则47T必须解除。
3、安装和调试
3.1安装基础的设计
每台断路器基础的荷载、尺寸和地脚螺栓的布置位置必须符合附图1的规定，基础的设计不但要有足够的强度，而且要有一定的刚性，以避免断路器在操作时基础产生很大的震动，从而保证产品的工作性能和可靠性。
3.2安装注意事项
a）开箱前先检查包装箱是否完好，如果损坏应通知有关方面进行现场验收。
b）开箱后按产品装箱单清点零部件数量，并检查箱零部件是否有机械损伤。
C）如遇阴雨、风沙开气，最好不要开箱。
如果必须开箱、请务必搭棚遮盖。
d）搬运零部件请适当垫木块或橡胶垫。
安装用零部件、安装用专用工具和辅消材料应用塑料薄膜衬底和履盖。
e）任何阀门不得随意拧动。
f）呆装时，必须小心，防止瓷瓶、操作机构及操作杆等发生碰撞。
g）SF6密封部件的密封部位，不可粘染任何灰尘，也不能有任何损坏。
h）安装过程中对任何零件都要轻拿轻放，防止碰伤。
3.3安装专用工具
安装所需的工具除了常用的各种规格的活板手、螺丝刀、剥线钳、吊装用5吨尼龙绳外，还需表5中所列的专用工具。
表5
序号
名称
数量
简图
备注
1
5KA.487.024工具（1.8kg）
1
手动操作
2
Gb301轴承8207
1
手动操作
3
套管
1
手动操作
4
棘轮板手
1
手动操作
5
充气管
1
手动操作
6
挡圈钳
1
手动操作
3.4安装使用的材料和零件
安装使用的特殊材料和零件随产品一起交付用户，表6罗列了所有所需的材料和零件，安装产品前应准备好。
序号
名称和规格
数量
用途
备注
1
Z型导电接触脂
30g
安装接线端子、连接母线
随机
2
密封胶D05
1支
SF6气管连接密封
随机
3
密封胶D05（防水）
3支
机构箱防雨水密封
随机
4
密封油泥
3kg
电缆进线防鼠虫进入
随机
5
黄油
50g
轴销、手动操作工具润滑
随机
6
工业纯酒精
3瓶
清洗零部件
自备
7
餐巾纸（大号）
3包
零件清洗、防尘
自备
8
砂纸400号
3
导电接触面的抛光
自备
9
螺栓M16×40
24
连接接线端子
随机（达克罗）
10
垫圈16
24
边接接线端子
随机（达克罗）
11
地脚螺栓
12
把产品机构箱固定在基础上
随机
12
螺母24
12
随机（达克罗）
13
弹簧垫圈24
12
随机（达克罗）
14
垫圈24
12
随机（达克罗）
15
0型圈22×2.4
3
SF6气管的密封和连接
随机
16
轴用挡圈19
6
轴销安装
随机
17
SF6气体
30kg
产品充分用
自备
18
控制电缆KVV255mm2×10芯
25m
极间二次电气连接
自备
19
控制电缆KVV255mm2×4芯
70m
极间二次电气连接
自备
20
调整垫
12
调整断路器水平
随机
3.5安装程序
3.5.1安装基础流程图，如图6。
图6
3.5.2安装顺序和容
安装顺序参照安装基本流程图，安装容按照安装流程列于表7。
表7
序号
项目
安装容和简图
工具、材料
1
安装
地脚
螺栓
a.按照附图1安装基础图预埋地脚螺栓、并符合图中的尺寸要求。
b．检查合格后，养护水泥至完全凝固。
水平仪
2
支架安装
1、按附图1的要求固定两侧支架，并注意机构箱的朝向。
2、用固定角钢将两侧支架连接并紧固。
M16六方活板手
3
机构箱安装
a、按简图图示位置起吊机构、平稳、缓缓的落在产品的基础上，使各地脚螺栓均从安装孔中穿出。
b、紧固所有地脚螺栓，检查整个机构有无前后、左右倾斜。
并用调整垫调整。
C、打开机构箱门和箱盖，拆去箱顶法兰上的保护盖板和软木橡胶垫，解开固定连板和气管用的压敏胶带，为后序工作做好准备。
（1）5吨尼龙蝇条。
（2）M24六方活扳手。
（3）水平仪
4
单极灭弧室起吊
a、在单极灭弧室顶部对称系紧尼龙吊绳，利用灭弧室底部的保护弯板进行水平至竖直状态的翻转。
b、单极灭弧室竖直起吊后，观察其是否完全与地面垂直，如果完全垂直，取下保护弯板，解开保护阀门的小弯板和塑料薄膜，进行下步安装；否则进行调整，甚至重新起吊。
1、2-3吨尼龙吊绳。
2、M16开口板手。
5
单极灭弧
室装安
a、使灭弧室轴线与相应相序的机构顶板法兰中心线重合在同一轴线上，缓缓下落灭弧室，注意SF6阀门方向，小心落入机构箱。
再使6个M15的螺杆全部进入顶板法兰的相应孔，并缓缓落下单极灭弧室。
b、使灭弧室平稳落至法兰面上，先预紧螺母，再松开吊绳，最后对称紧固所有螺母。
C、重复以上工作，使三极灭弧室按各自相序就位。
（产品的相序与电力）系统相序无关。
1-螺杆M16；2-垫圈16；3-螺母M16；
4-轴销；5-轴用挡圈16；6-连板
7-直接密封杆；8-拐臂
1、M16开口板手。
2、挡圈钳
3、黄油、餐巾纸。
6
手动操作装置的安装
a、按简图将销1装在拐臂上。
b、将螺纹套3拧在手动操作杆2上，连同垫圈4和轴承5按图装在手动，装支持台上，并确认手动操作杆2和销1配合正确。
C、装上套管6，棘轮板手7装在套管6的外六方上。
d、由上往下看，顺时针转动，产品合同，逆时针转动，产品分闸。
棘轮板手上的方向销可改变转动方向。
e、注意各摩擦副的润滑。
1-销；2-手动操作杆；3-螺纹套；
4-垫圈36；5-轴承8207；6-套管；
7-棘轮板手。
1、手动操作装置
2、棘轮板手
3、黄油
7
操作杆连接
当距顶板法兰面2-5mm时停下，利用手动操作装置，移动连板的位置，进行轴销连接，必要时可将直动密封杆向下拉出一点。
8
SF6管道连接
a、取下图示中阀E的盖板
b、用无水酒精擦净阀门、SF6气管法兰的连接面，以及O形圈φ22×2.4
C、将密封胶（D05）涂在阀门的密封糟，装形O形圈，用螺栓M10×20连接气管。
1-螺栓M10×20；2-气管法兰；
3-O形圈φ22×24；4-阀E；5-阀D。
1、M10开口板手
2、无水酒精，餐巾纸
3、气体密封胶
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充SF6气体
a、打开阀D堵头，灭弧室出厂前已抽过真空，充入0.04Mpa的SF6气体，现场不需再抽真空。
b、打开检查出口的阀F，利用灭弧室原有的SF6气压，吹除管道的空气，然后关闭阀F，
C、拆下SF6气瓶堵头，与气管接头B连接，并紧固。
d、气管接头A与阀D连接时，先留出一个间隙，先后打开SF6气瓶阀门和减压阀，用气瓶SF6气体吹出气管空气后关闭减压阀，迅速拧紧接头A。
连接接头A与阀D时，其O形密封不涂密封胶。
1、充分管
2、各种板手
3、餐巾纸，无水酒精。
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充SF6气体
e、完成以上工作后，打开阀D，调节减压阀和气瓶阀门，使减阀出口压力保持在0.2～0.6Mpa围。
f、观察产品的SF6压力表，当表压达到图规定的压力值Pr后并略高0.02-0.03Mpa,先关闭阀D，再关闭气瓶阀门和减压阀。
g、取下气管接头A，安装阀D堵头（小心密封圈脱落），充气工作完成。
注意：
皮管干燥。
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二次接线
参照附图2电气原理图，附图3
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