高壓斷路器
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高壓斷路器
高
壓斷路器（或稱(chēng)高壓開(kāi)關(guān)）它不僅可以切斷或閉合高壓電路中的空載電流和負荷電流，而且當系統發(fā)生故障時(shí)通過(guò)繼電器保護裝置的作用，切斷過(guò)負荷電流和短路電
流，它具有相當完善的滅弧結構和足夠的斷流能力，可分為：油斷路器（多油斷路器、少油斷路器）、六氟化硫斷路器（SF6斷路器）、真空斷路器、壓縮空氣斷
路器等。
選用指南
一般原則
為保證高壓電器在正常運行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的安全，高壓電器應按下列條件選擇：
① 按正常工作條件包括電壓、電流、頻率、機械荷載等選擇；
② 按短路條件包括短時(shí)耐受電流、峰值耐受電流、關(guān)合和開(kāi)斷電流等選擇；
③ 按環(huán)境條件包括溫度、濕度、海拔、地震等選擇；
④ 按承受過(guò)電壓能力包括絕緣水平等選擇；
⑤ 按各類(lèi)高壓電器的不同特點(diǎn)包括開(kāi)關(guān)的操作性能、熔斷器的保護特性配合、互感器的負荷及準確等級等選擇。
正常工作
①按工作電壓選擇選用的高壓電器，其額定電壓應符合所在回路的系統標稱(chēng)電壓，其允許最高工作電壓Umax不應小于所在回路的最高運行電壓Uy，即Umax ≥ Uy。
② 按工作電流選擇高壓電器的額定電流In不應小于該回路在各種可能運行方式下的持續工作電流Ig，即In ≥ Ig。
短路穩定
① 短路穩定性校驗的一般要求
② 短路電流的熱效應
③ 短路穩定性校驗
環(huán)境條件
① 選擇電器的環(huán)境溫度
② 選擇電器的環(huán)境濕度
③ 高海拔對高壓電器的影響
④ 地震對高壓電器的影響?、?額定短路開(kāi)斷電流的選擇
② 額定短路關(guān)合電流的選擇
③ 額定操作順序的選擇
④ 額定失步開(kāi)斷電流的選擇
⑤ 額定異相接地故障電流、發(fā)展性故障電流及關(guān)于開(kāi)斷電流的選擇
⑥ 額定近區故障開(kāi)斷電流的選擇
⑦ 額定線(xiàn)路充電開(kāi)斷電流、額定電纜充電開(kāi)斷電流、額定電
容器組開(kāi)斷電流、額定電容器組關(guān)合涌流、額定感應電動(dòng)
機開(kāi)斷電流、額定空載變壓器開(kāi)斷電流、額定電抗器開(kāi)斷
電流等的選擇。標準中對上述各項開(kāi)斷電流和關(guān)合電流未
作規定，但使用中應按制造廠(chǎng)給出的試驗數據選用。
施工安裝
1.電力系統的細節，即系統標稱(chēng)電壓和最高運行電壓、頻率、相數和中性點(diǎn)接地的詳情。[1]
2.運行條件，包括最低和最高周?chē)諝鉁囟?，后者是否高于額定值；海拔是否超過(guò)1000m；以及可能存在或出現的任何特殊條件，例如過(guò)度地暴露在水蒸氣、濕氣、煙霧、爆炸性氣體、過(guò)量的灰塵或含鹽的空氣中的條件。
3.斷路器的特性。
① 極數；
② 戶(hù)內或戶(hù)外；
③ 額定電壓；
④ 額定絕緣水平；
⑤ 額定頻率；
⑥ 額定電流；
⑦ 額定線(xiàn)路充電開(kāi)斷電流（如果采用）；
⑧ 額定電纜充電開(kāi)斷電流（如果采用）；
⑨ 額定單個(gè)電容器組開(kāi)斷電流（如果采用）；
⑩ 額定背對背電容器組開(kāi)斷電流（如果采用）；
額定電容器組關(guān)合涌流（如果采用）；
額定小感性開(kāi)斷電流（如果采用）；
額定短路開(kāi)斷電流和電壽命；
首開(kāi)極因數；
額定出線(xiàn)端故障瞬態(tài)恢復電壓；
額定近區故障特性；
額定短路關(guān)合電流；
額定操作順序；
額定短路持續時(shí)間；
額定失步開(kāi)斷電流（如果采用）；
額定開(kāi)斷時(shí)間；
在特殊要求下規定的型式試驗（人工污穢和無(wú)線(xiàn)電干擾
試驗）；
操作頻率；
其他，如額定時(shí)間參量，異相接地開(kāi)合特性。
4.斷路器操動(dòng)機構及其專(zhuān)用附屬裝置的特性。
① 操作方式：手力或動(dòng)力的；
② 備用的輔助開(kāi)關(guān)的數量和型式；
③ 額定電源電壓和額定電源頻率。
(5) 有關(guān)壓縮空氣的使用要求和壓力容器的設計與試驗要求。
可以對高壓斷路器檢測機構有蘇州電器科學(xué)研究院、西高所、武高所等！
常用標準
GB 10963-1989|家用及類(lèi)似場(chǎng)所用斷路器
GB 14048.2-1994|低壓開(kāi)關(guān)設備和控制設備 低壓斷路器
GKC-E型高壓開(kāi)關(guān)機械特性測試儀
GB 16916.1-1997|家用和類(lèi)似用途的不帶過(guò)電流保護的剩余電流動(dòng)作斷路器(RCCB) 第1部分：一般規則
GB 16916.21-1997|家用和類(lèi)似用途的不帶過(guò)電流保護的剩余電流動(dòng)作斷路器(RCCB) 第2.1部分：一般規則對動(dòng)作功能與線(xiàn)路電壓無(wú)關(guān)的RCCB的適用性
GB 16916.22-1997|家用和類(lèi)似用途的不帶過(guò)電流保護的剩余電流動(dòng)作斷路器(RCCB) 第2.2部分：一般規則對動(dòng)作功能與線(xiàn)路電壓有關(guān)的RCCB的適用性
GB 16917.1-1997|家用和類(lèi)似用途的帶過(guò)電流保護的剩余電流動(dòng)作斷路器(RCBO) 第1部分：一般規則
GB 16917.21-1997|家用和類(lèi)似用途的帶過(guò)電流保護的剩余電流動(dòng)作斷路器(RCBO) 第2.1部分：一般規則對動(dòng)作功能與線(xiàn)路電壓無(wú)關(guān)的RCBO的適用性
GB 16917.22-1997|家用和類(lèi)似用途的帶過(guò)電流保護的剩余電流動(dòng)作斷路器(RCBO) 第2.2部分：一般規則對動(dòng)作功能與線(xiàn)路電壓有關(guān)的RCBO的適用性
GB 1984-1989|交流高壓斷路器
GB 4876-1985|交流高壓斷路器的線(xiàn)路充電電流開(kāi)合試驗
GB 7675-1987|交流高壓斷路器的開(kāi)合電容器組試驗
測試功能
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（1）合（分）閘順序
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（2）合（分）閘最大時(shí)間
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（3）三相不同期
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（4）同相不同期
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（5）合（分）閘時(shí)間
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（6）動(dòng)作時(shí)間
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（7）彈跳時(shí)間
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（8）彈跳次數
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（9） 彈跳幅度
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（10）行程
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（11）開(kāi)距
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（12）超行程
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（13）過(guò)行程
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（14）剛合（分）速度
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（15）最大速度
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（16）平均速度
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（17）金短時(shí)間
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（18）無(wú)流時(shí)間
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（19）電流波形曲線(xiàn)（動(dòng)態(tài)）
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(20) 時(shí)間行程速度動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)(ms)
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(21) 時(shí)間速度行程動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)(mm)
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單位均為: 時(shí)間ms 速度 m/s 距離 mm
特點(diǎn)
（1）可做電動(dòng)操作和手動(dòng)操作;
（2）適且500KV電壓等級以?xún)雀鞣N高壓斷路器的機械動(dòng)特性測試；
（3）可實(shí)測行程和自定義行程；
（4）能夠實(shí)現斷路器的單合、單分、合分、重合,重分操作；
（5）接線(xiàn)方便，操作簡(jiǎn)單，操作時(shí)只需一次合（分）動(dòng)作便可得到合（分）全部數據，可選擇保存50組數據，提供后期查詢(xún)和上傳電腦永久保存,也可現場(chǎng)調閱打印所有數據及運動(dòng)曲線(xiàn)圖；
（6）采用漢字提示以人機對話(huà)的方式操作；
（7）數據準確，抗干擾性強，體積小，重量輕，美觀(guān)大方；
（8）機內配有時(shí)鐘電路，可顯示當前年、月、日、時(shí)、分、秒，即使斷電，也能自動(dòng)保存設置數據及測試數據；
（9）機內帶有延時(shí)保護功能，斷路器動(dòng)作后能自動(dòng)切斷動(dòng)作電源，很好的保護了斷路器設備和高壓開(kāi)關(guān)測試儀；
（10）儀器內置直流電源,可選擇范圍:30-270V/10A),不存在常規整流電源輸出瞬間的電壓跌落,用以試驗開(kāi)關(guān)動(dòng)作電壓非常精確.
（11）能動(dòng)態(tài)地為您分析出斷路器每1ms時(shí)間內的、行程、速度之間的關(guān)系；
（12 可配置上傳軟件，實(shí)現電腦存檔和網(wǎng)上查閱, 打印。
技術(shù)指標
環(huán)境組別：屬GB6587.1-1986《電子測量?jì)x器環(huán)境試驗總綱》中的Ш組儀器.
型式：便攜式 包裝：鋁合金箱
尺寸與重量：:
主 機： 440×300×150(mm) 5 (kg)
附 件： 440×300× 80(mm) 3 (kg)
工作電源：AC220V ±10% 頻率：50Hz ±5%
環(huán)境溫度：-10°C~40°C 相對濕度：≤85%
絕緣電阻：≤2MΩ
介電強度：電源進(jìn)線(xiàn)對機殼能承受1.5KV1分鐘的耐壓測試。
時(shí)間測試范圍：1~499.9ms 分辯率：0.01ms 精度≤0.1ms
速度測試范圍：15m/s 分辯率：0.01m/s 精度±1%讀數+2個(gè)字
行程測試范圍：不限 分辯率：0.01mm 精度±1%讀數+2個(gè)字
直流電源選擇范圍: 25-265V/10A 分辯率：1V： 精度≤±1%
用途介紹
高
壓斷路器在高壓電路中起控制作用，是高壓電路中的重要電器元件之一。斷路器用于在正常運行時(shí)接通或斷開(kāi)電路，故障情況在繼電保護裝置的作用下迅速斷開(kāi)電
路，特殊情況（如自動(dòng)重合到故障線(xiàn)路上時(shí))下可靠地接通短路電流。高壓斷路器是在正?；蚬收锨闆r下接通或斷開(kāi)高壓電路的專(zhuān)用電器。
斷路器的工作狀態(tài)（斷開(kāi)或者閉合）是由他的操動(dòng)機構控制的。
高壓負荷開(kāi)關(guān)、高壓隔離開(kāi)關(guān)和高壓斷路器的區別：
1、高壓負荷開(kāi)關(guān)是可以帶負荷分斷的，有自滅弧功能，但它的開(kāi)斷容量很小很有限。
2、高壓隔離開(kāi)關(guān)一般是不能帶負荷分斷的，結構上沒(méi)有滅弧罩，也有能分斷負荷的高壓隔離開(kāi)關(guān)，只是結構上與負荷開(kāi)關(guān)不同，相對來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單一些。
3、高壓負荷開(kāi)關(guān)和高壓隔離開(kāi)關(guān)，都可以形成明顯斷開(kāi)點(diǎn)，大部分高壓斷路器不具隔離功能，也有少數高壓斷路器具隔離功能。
4、高壓隔離開(kāi)關(guān)不具備保護功能，高壓負荷開(kāi)關(guān)的保護一般是加熔斷器保護，只有速斷和過(guò)流。
5、高壓斷路器的開(kāi)斷容量可以在制造過(guò)程中做的很高。主要是依靠加電流互感器配合二次設備來(lái)保護?？删哂卸搪繁Ｗo、過(guò)載保護、漏電保護等功能。[2]
作用
(1)控制作用。根據電力系統運行的需要，將部分或全部電氣設備，以及部分或全部線(xiàn)路投入或退出運行。
(2)保護作用。當電力系統某一部分發(fā)生故障時(shí)，它和保護裝置、自動(dòng)裝置相配合，將該故障部分從系統中迅速切除，減少停電范圍，防止事故擴大，保護系統中各類(lèi)電氣設備不受損壞，保證系統無(wú)故障部分安全運行。
工作性能
(1)
額定電壓(標稱(chēng)電壓)：它是表征斷路器絕緣強度的參數，它是斷路器長(cháng)期工作的標準電壓。為了適應電力系統工作的要求，斷路器又規定了與各級額定電壓相應的
最高工作電壓。對3—220KV各級，其最高工作電壓較額定電壓約高15%左右;對330KV及以上，最高工作電壓較額定電壓約高10%。斷路器在最高工
作電壓下，應能長(cháng)期可靠地工作。[3]
(2)額定電流：它是表征斷路器通過(guò)長(cháng)期電流能力的參數，即斷路器允許連續長(cháng)期通過(guò)的最大電流。
(3)額定開(kāi)斷電流：它是表征斷路器開(kāi)斷能力的參數。在額定電壓下，斷路器能保證可靠開(kāi)斷的最大電流，稱(chēng)為額定開(kāi)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表示。當斷路器在、低于其額定電壓的電網(wǎng)中工作時(shí)，其開(kāi)斷電流可以增大。但受滅弧室機械
強度的限制，開(kāi)斷電流有一最大值，稱(chēng)為極限開(kāi)斷電流。
(4)動(dòng)穩定電流：它是表征斷路器通過(guò)短時(shí)電流能力的參數，反映斷路器承受短路電流電動(dòng)力效應的能力。斷路器在合閘狀態(tài)下或關(guān)合瞬間，允許通過(guò)的電流最大峰值，稱(chēng)為電動(dòng)穩定電流，又稱(chēng)為極限通過(guò)電流。斷路器通過(guò)動(dòng)穩定電流時(shí)，不能因電動(dòng)力作用而損壞。
(5)關(guān)合電流：是表征斷路器關(guān)合電流能力的參數。因為斷路器在接通電路時(shí)，電路中可能預伏有短路故障，此時(shí)斷路器
將關(guān)合很大的短路電流。這樣，一方面由于短路電流的電動(dòng)力減弱了合閘的操作力，另一方面由于觸頭尚未接觸前發(fā)生擊穿而產(chǎn)生電弧，可能使觸頭熔焊，從而使斷
路器造成損傷。斷路器能夠可靠關(guān)合的電流最大峰值，稱(chēng)為額定關(guān)合電流。額定關(guān)合電流和動(dòng)穩定電流在數值上是相等的，兩者都等于額定開(kāi)斷電流的2.55倍。
(6)熱穩定電流和熱穩定電流的持續時(shí)間：執穩定電流也是表征斷路器通過(guò)短時(shí)電流能力的參數，但它反映斷路器承受短
路電流熱效應的能力。熱穩定電流是指斷路器處于合閘狀態(tài)下，在一定的持續時(shí)間內，所允許通過(guò)電流的最大周期分量有效值，此時(shí)斷路器不應因短時(shí)發(fā)熱而損壞。
國家標準規定：斷路器的額定熱穩定電流等于額定開(kāi)斷電流。額定熱穩定電流的持續時(shí)間為2S，需要大于2S時(shí)，推薦4S。
(7)合閘時(shí)間與分閘時(shí)間：這是表征斷路器操作性能的參數。各種不同類(lèi)型的斷路器的分、合閘時(shí)間不同，但都要求動(dòng)作
迅速。合閘時(shí)間是指從斷路器操動(dòng)機構合閘線(xiàn)圈接通到主觸頭接觸這段時(shí)間，斷路器的分閘時(shí)間包括固有分閘時(shí)間和熄弧時(shí)間兩部分。固有分閘時(shí)間是指從操動(dòng)機構
分閘線(xiàn)圈接通到觸頭分離這段時(shí)間。熄弧時(shí)間是指從觸頭分離到各相電弧熄滅為止這段時(shí)間。所以，分閘時(shí)間也稱(chēng)為全分閘時(shí)間。
(8)操作循環(huán)：這也是表征斷路器操作性能的指標。架空線(xiàn)路的短路故障大多是暫時(shí)性的，短路電流切斷后，故障即迅速
消失。因此，為了提高供電的可靠性和系統運行的穩定性，斷路器應能承受一次或兩次以上的關(guān)合、開(kāi)斷、或關(guān)合后立即開(kāi)斷的動(dòng)作能力。此種按一定時(shí)間間隔進(jìn)行
多次分、合的操作稱(chēng)為操作循環(huán)。
主要結構
高壓斷路器的主要結構大體分為:導流部分， 滅弧部分，絕緣部分，操作機構部分。高壓開(kāi)關(guān)的主要類(lèi)型按滅弧介質(zhì)分為:油斷路器， 空氣斷路器，真空斷路器，六氟化硫斷路器， 固體產(chǎn)氣斷路器， 磁吹斷路器。
按操作性質(zhì)可分為:電動(dòng)機構， 氣動(dòng)機構，液壓機構，彈簧儲能機構，手動(dòng)機構。
(1)油斷路器。利用變壓器油作為滅弧介質(zhì)， 分多油和少油兩種類(lèi)型。
(2)六氟化硫斷路器。采用惰性氣體六氟化硫來(lái)滅弧，并利用它所具有的很高的絕緣性能來(lái)增強觸頭間的絕緣。
(3)真空斷路器。觸頭密封在高真空的滅弧室內，利用真空的高絕緣性能來(lái)滅弧。
(4)空氣斷路器。利用高速流動(dòng)的壓縮空氣來(lái)滅弧。
(5)固體產(chǎn)氣斷路器。利用固體產(chǎn)氣物質(zhì)在電弧高溫作用下分解出來(lái)的氣體來(lái)滅弧。
(6)磁吹斷路器。斷路時(shí)， 利用本身流過(guò)的大電流產(chǎn)生的電磁力將電弧迅速拉長(cháng)而吸人磁性滅弧室內冷卻熄滅。[4]
常見(jiàn)故障
(按發(fā)生頻率排列大致順序)：
1)密封件失效故障；
2)動(dòng)作失靈故障；
3)絕緣損壞或不良；
4)滅弧件觸頭的故障。
接線(xiàn)方式
斷路器的接線(xiàn)方式有板前、板后、插入式、抽屜式，用戶(hù)如無(wú)特殊要求，均按板前供貨，板前接線(xiàn)是常見(jiàn)的接線(xiàn)方式。
⑴板后接線(xiàn)方式：板后接線(xiàn)最大特點(diǎn)是可以在更換或維修斷路器，不必重新接線(xiàn)，只須將前級電源斷開(kāi)。由于該結構特殊，
產(chǎn)品出廠(chǎng)時(shí)已按設計要求配置了專(zhuān)用安裝板和安裝螺釘及接線(xiàn)螺釘，需要特別注意的是由于大容量斷路器接觸的可靠性將直接影響斷路器的正常使用，因此安裝時(shí)必
須引起重視，嚴格按制造廠(chǎng)要求進(jìn)行安裝。
⑵插入式接線(xiàn)：在成套裝置的安裝板上，先安裝一個(gè)斷路器的安裝座，安裝座上6個(gè)插頭，斷路器的連接板上有6個(gè)插座。
安裝座的面上有連接板或安裝座后有螺栓，安裝座預先接上電源線(xiàn)和負載線(xiàn)。使用時(shí)，將斷路器直接插進(jìn)安裝座。如果斷路器壞了，只要拔出壞的，換上一只好的即
可。它的更換時(shí)間比板前，板后接線(xiàn)要短，且方便。由于插、拔需要一定的人力。因此目前中國的插入式產(chǎn)品，其殼架電流限制在最大為400A。從而節省了維修
和更換時(shí)間。插入式斷路器在安裝時(shí)應檢查斷路器的插頭是否壓緊，并應將斷路器安全緊固，以減少接觸電阻，提高可靠性。
⑶抽屜式接線(xiàn)：斷路器的進(jìn)出抽屜是由搖桿順時(shí)針或逆時(shí)針轉動(dòng)的，在主回路和二次回路中均采用了插入式結構，省略了固定式所必須的隔離器，做到一機二用，提高了使用的經(jīng)濟性，同時(shí)給操作與維護帶來(lái)了很大的方便，增加了安全性、可靠性。特別是抽屜座的主回路觸刀座，可與NT型熔斷路器觸刀座通用，這樣在應急狀態(tài)下可直接插入熔斷器供電。
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