中職教育二年級全學(xué)期交通運輸大類《六氟化硫斷路器》教學(xué)課件

SF6斷路器學(xué)習(xí)目標一、了解高壓斷路器的基礎(chǔ)知識1二、掌握SF6氣體的性能及滅弧原理2三、掌握SF6斷路器的結(jié)構(gòu)3一、高壓斷路器的基礎(chǔ)知識一、高壓斷路器的基礎(chǔ)知識

高壓斷路器是高壓電氣設(shè)備中最重要的設(shè)備，是一次系統(tǒng)中控制和保護電路的關(guān)鍵設(shè)備。

（1）控制作用

斷路器在正常運行時，用來接通或斷開電路的負荷電流。

（2）保護作用

當(dāng)系統(tǒng)故障時，在繼電保護裝置的作用下，用來迅速斷開短路電流，切除故障電路，以保障系統(tǒng)中非故障部分的正常運行。1.高壓斷路器的用途一、高壓斷路器的基礎(chǔ)知識

（1）根據(jù)裝設(shè)地點的不同，高壓斷路器可分為戶內(nèi)和戶外用兩種。

（2）根據(jù)使用的的滅弧介質(zhì)不同，可以分為：

①油斷路器；

②SF6斷路器；

③真空斷路器；

④壓縮空氣斷路器。2.高壓斷路器的分類一、高壓斷路器的基礎(chǔ)知識3.高壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)開斷元件支持絕緣件傳動元件基座操動機構(gòu)名稱主要零部件功能開斷元件主滅弧室、主觸頭系統(tǒng)、主導(dǎo)電回路輔助滅弧室、輔助觸頭系統(tǒng)、并聯(lián)電阻等開、斷及關(guān)、合電力線路，安全隔離電源支持絕緣件瓷柱、瓷套管、絕緣管等構(gòu)成的支柱本體、拉緊絕緣子等保證開斷元件可靠的對地絕緣，承受開斷元件的操作力及各種外力傳動元件各種連桿、齒輪、拐臂、液壓管道、壓縮空氣管道等將操作命令及操作功傳遞給開斷元件的觸頭和其他部件基座開關(guān)本體的底架、底座整臺產(chǎn)品的基礎(chǔ)操動機構(gòu)彈簧、液壓、電磁、氣動及手動機構(gòu)的本體及其配件為開斷元件分合閘操作提供能量，并實現(xiàn)各種規(guī)定的操作一、高壓斷路器的基礎(chǔ)知識4.高壓斷路器的型號一、高壓斷路器的基礎(chǔ)知識

（1）額定電壓

高壓斷路器在規(guī)定的正常使用和性能條件下，能夠連續(xù)運行的最高電壓稱為斷路器的額定電壓。根據(jù)我國交流高壓斷路器國家標準的規(guī)定，高壓斷路器的額定電壓分為3.6、7.2、12、40.5、72.5、126、252、363、550、800kV等。（2）額定電流

指在規(guī)定的正常使用和性能條件下，斷路器主回路能夠連續(xù)承載的電流有效值。5.高壓斷路器的基本技術(shù)參數(shù)一、高壓斷路器的基礎(chǔ)知識

（3）額定開斷電流

它是表征斷路器開斷能力的參數(shù)。在額定電壓下，斷路器能保證可靠開斷的最大電流，稱為額定開斷電流，其單位用斷路器觸頭分離瞬間短路電流周期分量有效值的千安數(shù)表示。當(dāng)斷路器在低于其額定電壓的電網(wǎng)中工作時，其開斷電流可以增大。但受滅弧室機械強度的限制，開斷電流有一最大值，稱為極限開斷電流。5.高壓斷路器的基本技術(shù)參數(shù)一、高壓斷路器的基礎(chǔ)知識

（4）合閘時間與分閘時間

這是表征斷路器操作性能的參數(shù)。各種不同類型的斷路器的分、合閘時間不同，但都要求動作迅速。合閘時間是指從斷路器操動機構(gòu)合閘線圈接通到主觸頭接觸這段時間，斷路器的分閘時間包括固有分閘時間和熄弧時間兩部分。固有分閘時間是指從操動機構(gòu)分閘線圈接通到觸頭分離這段時間。熄弧時間是指從觸頭分離到各相電弧熄滅為止這段時間。

5.高壓斷路器的基本技術(shù)參數(shù)二、SF6氣體的性能及滅弧原理二、SF6氣體的性能及滅弧原理

SF6斷路器是以SF6氣體作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)。SF6氣體具有良好的絕緣性能和滅弧能力，因此在斷路器中的應(yīng)用得到迅速發(fā)展。圖3.2.1SF6斷路器二、SF6氣體的性能及滅弧原理1.SF6氣體的性能SF6氣體是無色、無臭、無毒、不燃的惰性氣體，容易液化。其化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，在允許運行溫度范圍內(nèi)，SF6氣體對設(shè)備中常用的銅、鋼、鋁等金屬材料不起化學(xué)作用。因此斷路器的檢修周期長，檢修工作量少。另外，SF6氣體具有很強的絕緣性，其絕緣性能超過空氣的兩倍。在三個大氣壓下其絕緣性能相當(dāng)于變壓器油在一個大氣壓時。故SF6斷路器占地面積少，外形尺寸小。圖3.2.2SF6分子結(jié)構(gòu)二、SF6氣體的性能及滅弧原理2.SF6氣體的滅弧原理——如動畫所示SF6是一種化學(xué)性能非常穩(wěn)定的惰性氣體，呈現(xiàn)很強的電負性，其分子對電子有親和力，具有捕獲電子的能力，很容易吸附自由電子形成活動性較低的負離子，是個典型的三體復(fù)合材料。并且易與正離子復(fù)合，使電流過零時去游離過程大大加快。加之熱容量大等因素，它的滅弧性能相當(dāng)于同等條件下的空氣的100倍。二、SF6氣體的性能及滅弧原理2.SF6氣體的滅弧原理在高溫的作用下，少量的SF6氣體會分解成SOF2，SO2F2、SF4、SOF4，但在電弧過零后，它們又會結(jié)合生成SF6。故SF6斷路器可允許動作多次而不需檢修，其檢修周期至少在20年以上。三、SF6斷路器的結(jié)構(gòu)三、SF6斷路器的結(jié)構(gòu)

SF6斷路器滅弧室有雙壓式和單壓式兩種結(jié)構(gòu)。雙壓式滅弧室設(shè)有高壓和低壓兩個氣壓系統(tǒng)。低壓系統(tǒng)主要用作滅弧室的絕緣介質(zhì)，高壓系統(tǒng)只在滅弧過程中才起作用。

單壓式滅弧室是根據(jù)活塞壓氣原理工作的，又稱壓氣式滅弧室。平時滅弧室中只有一種壓力的SF6氣體，起絕緣作用。開斷過程中，滅弧室所需的吹壓力由動觸頭系統(tǒng)帶動壓氣缸對固定活塞做相對運動，產(chǎn)生短時高壓氣體，從而吹弧并熄弧。1.SF6斷路器滅弧室的結(jié)構(gòu)三、SF6斷路器的結(jié)構(gòu)

我國研制的SF6斷路器均采用單壓式滅弧室，按電弧是否被拉長可分為定開距和變開距兩種。

定開距是指開關(guān)在滅弧過程中弧觸指位置始終不變，而變開距的弧觸指是移動的，電弧隨觸指的運動改變長度。兩者共同的特點是都要通過壓氣缸預(yù)壓縮，在電弧形成后對電弧進行吹弧。1.SF6斷路器滅弧室的結(jié)構(gòu)三、SF6斷路器的結(jié)構(gòu)（1）變開距滅弧室結(jié)構(gòu)——如動畫所示1.SF6斷路器滅弧室的結(jié)構(gòu)三、SF6斷路器的結(jié)構(gòu)（2）變開距滅弧室動作過程——如動畫所示1.SF6斷路器滅弧室的結(jié)構(gòu)三、SF6斷路器的結(jié)構(gòu)

氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS）是采用絕緣性能和滅弧性能優(yōu)異的SF6氣體作為緣和滅弧介質(zhì)，并將所有的元件密封在接地金屬筒中。2.高壓開關(guān)柜中斷路器的結(jié)構(gòu)圖3.2.3氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS）三、SF6斷路器的結(jié)構(gòu)

現(xiàn)代重工電氣有限公司110kVGIS，其外形如圖3.2.4所示。2.高壓開關(guān)柜中斷路器的結(jié)構(gòu)圖3.2.4110kVGIS

外形示意圖三、SF6斷路器的結(jié)構(gòu)2.高壓開關(guān)柜中斷路器的結(jié)構(gòu)圖3.2.5110kVGIS

結(jié)構(gòu)示意圖主母線三工位開關(guān)斷路器

電流互感器電纜終

端箱線路接地開關(guān)

電壓互感器線路三工

位開關(guān)三、SF6斷路器的結(jié)構(gòu)

如圖3.2.6所示，為110kVGIS中的斷路器，即SF6斷路器，采用垂直（立式）布置結(jié)構(gòu)，配用模塊化設(shè)計的彈簧操動機構(gòu)。該斷路器結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，操作可靠，機械壽命可達到10000次以上。2.高壓開關(guān)柜中斷路器的結(jié)構(gòu)①②③④⑤⑥⑦⑧⑨圖3.2.6110kVGIS

斷路器彈簧機構(gòu)支持件連動桿支持絕緣件導(dǎo)體滅弧室盆式絕緣子吸附劑殼體三、SF6斷路器的結(jié)構(gòu)

斷路器由裝于上部的彈簧操動機構(gòu)1和下部的斷路器本體兩大部分組成。