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GIS断路器说明书.docx
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GIS断路器说明书
断路器安装使用说明书
1概述
ZF12-126(L)型六氟化硫封闭式组合电器(简称GIS)的断路器是GIS中最重要的元件。
该断路器为三相共箱式,采用自能式灭弧原理,配用CT27-Ⅱ弹簧机构。
该断路器采用最新的设计原理,具有结构简单,操作能量小,可靠性高,安装容易,噪音低等特点。
该断路器根据主接线方式的不同可采用Z形、U形布置,其技术参数见表1。
表1断路器额定参数
序号
项目
单位
基本参数
1
额定电压
kV
126
2
额定电流
A
2000
3
额定频率
Hz
50
4
额定短路开断电流
kA
31.5/40
5
额定失步开断电流
kA
7.9
6
近区故障开断电流L75/L90
kA
23.7/28.4、30/36
7
额定线路充电开断电流(有效值)
A
31.5
8
额定短路电流允许连续开断次数
16
9
额定短路持续时间
s
3
10
额定短时耐受电流
kA
31.5/40
11
额定峰值耐受电流
kA
80/100
12
额定短路关合电流
kA
80/100
13
1min工频耐压
相对地
kV
230
断口间、相间
kV
275
14
雷电冲击耐压
相对地
kV
550
断口间、相间
kV
550
15
SF6气体年漏气率
<0.5%
16
SF6气体水分含量10
(体积分数)
kV
≤150
17
机械耐久性
次
3000
18
SF6气体额定压力(表压20℃)
0.6MPa
2断路器的结构和工作原理
断路器为三相共箱式,即三极灭弧室安装在同一壳体内。
断路器总装的外形如图1所示。
断路器的出线方式有两种,一种是两侧出线(即Z形),另一种是同侧出线(即U形),由总体布置确定。
断路器本体的内部结构见图2,图2所示为同侧出线方式。
且由图1、2可知,断路器由下列部件所构成:
金属壳体、底座、绝缘构件(包括绝缘子、绝缘支座和绝缘拉杆)、拐臂盒、密度继电器、三极灭弧室和弹簧机构。
灭弧室是断路器的核心单元,可实现回路的导通与分断。
弹簧机构是断路器的动力元件,可实现断路器的分、合闸操作。
2.1灭弧室的结构与工作原理
2.1.1结构:
如图2、3所示。
断路器的A、B、C三极灭弧室安装在同一壳体内,三极灭弧室的主要零部件均相同,只是每极上下出线的电联接位置有所不同。
每极灭弧室均由绝缘拉杆3-1、绝缘座3-2、动触头座3-3、电联接3-4、支撑筒3-5、动触头装配3-6、动弧触头3-7、绝缘筒3-8、静弧触头3-9、静触头装配3-10、静触头座3-11、电联接3-12等组成。
绝缘筒3-8与支撑筒3-5相连,不仅支承静触头座3-11,还起到断口间绝缘的作用。
导电主回路为(见图2、图3):
电流在绝缘子的中心导体(X)→灭弧室下部的电联接→动触头座→动、静触头主回路→静触头座上部的电联接→导电杆(Y)。
该断路器单极的回路电阻(X、Y间)小于100μΩ。
2.1.2工作原理:
灭弧室采用由热膨胀室带有辅助压气室的自能灭弧结构,灭弧过程以自能吹弧为主,压气灭弧为辅。
A、B、C三极灭弧室的绝缘拉杆分别与拐臂盒中的三个内拐臂相连。
弹簧操动机构带动拐臂盒中的主传动轴,主传动轴通过拐臂与连杆传动,带动与绝缘拉杆相连的三个内拐臂运动,从而使A、B、C三极灭弧室共同进行分合闸操作,见图4。
分闸操作时,绝缘拉杆在分闸弹簧的作用下,带动动触头装配快速向下运动。
在运动中,动主触头和静主触头首先分离,接着动弧触头和静弧触头分离,产生电弧。
当喷口喉部未脱离静弧触头之前,电弧产生的热气流流入热膨胀室,在热膨胀室内进行热交换,形成低温高压气体,当喷口喉部脱离静弧触头之后,热膨胀室的高压气体从喷口喉部喷出,进行熄弧。
同时,辅助压气室的压力在机构的带动下也在升高。
当开断大电流时,弧触头间产生的电弧能量大,此时热膨胀室的压力高于压气室压力,故单向阀关闭,当电流过零时,热膨胀室的高压气体吹向断口间使电弧熄灭。
在同时,压气室的气体被压缩,但达到一定的压力时,底部弹性释压阀打开,一边压气,一边泄压,使机构不必要克服更多的压气反力,从而大大的降低了操作功。
当开断小电流时(通常在几千安以下),由于电弧能量小,热膨胀室产生的压力小,此时压气室的压力高于热膨胀室的压力,故单向阀打开,压气室的气体流经单向阀与热膨胀室的气体共同向断口处吹去,当电流过零时,这具有一定压力的气体吹向断口使电弧熄灭。
在开断过程中,喷口将主导电回路(动、静主触头)和辅助导电回路(动、静弧触头)隔离,使开断时产生的电弧及SF6分解物不会对主导电回路和断口产生影响。
开断过程如图5所示。
合闸操作时,绝缘拉杆在合闸弹簧的作用下,推动动触头装配向上运动,此时,SF6气体迅速进入压气缸内。
在合闸过程中,动静弧触头首先接通,然后动静主触头接通,完成合闸操作。
2.2弹簧机构的结构与工作原理
弹簧机构的工作原理及结构见图6。
2.2.1合闸弹簧储能操作:
当断路器合闸操作完毕时,限位开关将储能电机6-8接通,电机带动棘爪6-5推动棘轮6-4顺时针旋转,通过拉杆将合闸弹簧6-1储能,棘轮过死点后,在合闸弹簧力的作用下棘轮受到顺时针旋转的力矩,但合闸脱扣器6-2又将棘轮上的合闸止位销6-3锁住,从而将机构保持在合闸预备状态(如图6A和B)。
2.2.2合闸操作:
弹簧机构处于分闸位置且合闸弹簧6-1已储能(如图6B)。
当合闸电磁铁受电动作后,合闸脱扣器6-2释放棘轮6-4上的合闸止位销6-3,从而在合闸弹簧的作用下,棘轮通过传动轴6-7带动凸轮6-10顺时针旋转,凸轮推动主拐臂上6-9的磙子6-11,从而带动主拐臂旋转,并通过拉杆6-6带动传动拐臂6-16顺时针旋转,传动拐臂6-16旋转时不仅带动拐臂盒中的主传动轴6-17顺时针旋转将断路器本体合闸,并且带动分闸弹簧拐臂6-15对分闸弹簧储能。
当断路器合闸到位后,分闸脱扣器6-13又将主拐臂上的分闸止位销6-12锁住,从而保持断路器本体在合闸位置和分闸弹簧在压缩储能状态(如图6C),为下一次分闸准备。
2.2.3分闸操作:
弹簧机构处于合闸位置并且分闸弹簧6-14被压缩储能时(如图6A和C),当分闸电磁铁受电动作后,分闸脱扣器6-13释放主拐臂6-9上的分闸止位销6-12,从而使分闸弹簧6-14释放能量,并带动分闸弹簧拐臂6-15逆时针旋转,分闸弹簧拐臂旋转的同时不仅带动拐臂盒中的主传动轴6-17逆时针旋转将断路器本体分闸,并且带动传动拐臂6-16旋转,从而带动拉杆6-6使主拐臂顺时针转动,同时由分闸弹簧的预压缩力将断路器本体保持在分闸位置(如图6B)。
2.3电气控制和信号系统:
见二次控制回路使用说明书(0PH.412.002-8)。
3安装和调试
3.1断路器出厂时,是和GIS的其它元件装配在一起、整块运输的。
3.2断路器在出厂时已安装调试完毕,现场可直接充SF6气体,只需进行特性复核等投运前的工作。
3.3二次线路的连接:
见0PH.412.002-8二次控制线路使用说明书。
3.4速度的测量
速度测量采用的扇形板旋转测速法。
3.4.1分闸、合闸速度定义如下:
分闸速度:
从刚分点到刚分点后10ms内的平均速度。
合闸速度:
从刚合点到刚合点前10ms内的平均速度。
3.4.2测速时注意事项
测速是在额定工作气压和额定操作电压下进行。
4投入运行前的检查和试验项目
断路器在安装调试后,投入运行前做以下检查和调整,并满足本说明书的规定值。
4.1测量断路器内SF6气体水份含量应不大于150ppm(V/V)。
4.2主回路电阻测量详见0PH.412.002第4.5条。
4.3重新检查安装时的各螺钉、螺栓、螺母是否紧固,各销轴、挡圈、开口销是否安装正确,各气室是否达到额定压力值,检查各信号指示、闭锁装置及加热驱潮装置是否正常,电气线路是否有松动脱落现象。
4.4断路器的操作试验
在额定SF6气压和额定操作电压下,对断路器进行单分、单合各5次,分-0.3s-合分2次,并测量各项参数,应符合表2规定。
在额定电压下测量弹簧机构储能时间应小于15s。
注:
每次操作之间要有大于3min的时间间隔。
4.5所配间隔汇控柜试验:
详见0PH.412.002-8二次控制柜安装使用说明书。
5产品的维护和检修
5.1每周的巡检
5.1.1检查并记录SF6气体压力。
5.1.2断路器分合的次数。
5.1.3其它异常情况和状态。
5.2每12年的检查和维护
先将断路器退出运行,并使之处于分闸和合闸弹簧未储能位置,切除交流、直流电源。
检查内容除每周的巡检内容外,还包含以下部分:
5.2.1将机构的二次面板拆下,紧固机构中的螺栓和螺母。
5.2.2测量SF6气体水份(见4.1条)。
5.2.3测量主回路电阻(见4.2条)。
5.2.4对断路器密封面及充气接头部进行定性检漏(见0PH.412.174第4条)。
5.2.5检查密度继电器的动作值,应符合0PH.412.174中表4要求。
5.2.6检查电气控制线路是否松动和各元件是否正常。
5.3大修
大修应在产品运行每10年或累计开断额定电流2500次或开断额定短路电流16次或断路器操作次数达到3000次后进行。
大修应由制造厂或制造厂派人指导实施。
表2
序号
项目
单位
数值
1
断路器SF6气体额定压力20℃
MPa
0.6
2
分闸时间(额定电压)
ms
28±4
3
合闸时间(额定电压)
ms
80±20
4
分闸速度(额定电压)
m/s
5
5
合闸速度(额定电压)
m/s
2.5±0.5
6
额定操作顺序
分-0.3-合分-180s-合分
7
三极分闸同期性
ms
≤3
8
三极合闸同期性
ms
≤5
9
分-合时间
s
出厂时≤0.3,运行时>0.3
10
合-分时间
ms
出厂时<60,运行时>60
11
分合闸线圈
V
DC220/110
12
储能电机
V
AC/DC220
6断路器易损件一览表(表3)
根据用户需要,可以自行购买。
表3易损件一览表
图号
名称
数量
备注
8PH4.370.057.1
O形密封垫圈
1
断路器装配
8PH4.370.057.2
O形密封垫圈
1
断路器装配
8PH4.370.057.3
O形密封垫圈
2
断路器装配
PTY.064
680×8.6O形密封垫圈
2
断路器装配
8PH4.370.037.5
O形密封垫圈
1
断路器装配
8PH4.370.037.6
O形密封垫圈
1
断路器装配
PTY.064
55×3.5O形密封圈
2
断路器装配
PTY.064
95×5.7O形密封圈
2
断路器装配
PTY.064
750×8.6O形密封圈
2
断路器装配
8PH4.370.005.30
O形密封圈
2
断路器装配
8PH4.551.036
动弧触头
3
灭弧室装配
8PH3.551.019
静弧触头
3
灭弧室装配
8PH3.771.010
大喷口
3
灭弧室装配
8PH3.771.011
小喷口
3
灭弧室装配
5PH3.520.015
线圈
2
分、合闸共用
图1断路器总装
图2断路器装配
图3灭弧室装配
4-1内拐臂(B相)4-2内拐臂(A或C相)4-3内拐臂(C或A相)
4-4主传动4-54-5传动拐臂4-6连杆
图4拐臂盒装配
图5灭弧室工作原理
图7测速接线示意图和行程角度对照表
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