關(guān)于電工的教案
斷路器的作用高壓斷路器在正常運(yùn)行時用它接通或切斷負(fù)荷電流；在電氣設(shè)備或線路發(fā)生短路故障或嚴(yán)重過負(fù)荷時，由繼電保護(hù)裝置控制其自動迅速地切斷故障電流，切斷發(fā)生短路故障的設(shè)備或線路，以防止擴(kuò)大事故范圍，電工教案。
斷路器的功能斷路器開斷電路時，充分利用交流電弧電流每半周過零一次自然熄弧的特點，加強(qiáng)去游離使電弧不再復(fù)燃。其介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)主要由斷路器滅弧裝置和介質(zhì)特性所決定。系統(tǒng)電壓恢復(fù)過程可能是周期性的或非同期性的。取決于被開斷電路的參數(shù)。
型號特征額定斷流容量，MVAS─少油斷路器額定電流，AD─多油斷路器派生標(biāo)志K─空氣斷路器C─帶有手車裝置Q─產(chǎn)氣斷路器G─改進(jìn)型Z─真空斷路器D─帶有電磁操作結(jié)構(gòu)L─六氟化硫斷路器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ─斷流容量C─磁吹斷路器額定電壓，kV安裝條件設(shè)計序號N─戶內(nèi)W─戶外
1．多油斷路器：利用絕緣油作為滅弧介質(zhì)、相間及相對地絕緣介質(zhì)。
2．少油斷路器：絕緣油只作滅弧介質(zhì)。載流部分是借空氣和陶器絕緣材料或有機(jī)絕緣材料來絕緣，滅弧方式多為橫向吹動電弧。
3．空氣斷路器：利用壓縮空氣的吹動來熄滅電弧的。和控制斷路器的分合闡動作。
4．SF6斷路器：用SF6氣體作絕緣和滅弧介質(zhì)。
5．磁吹式斷路器：當(dāng)電弧電流通過吹弧線圈以產(chǎn)生磁束來吹弧及消弧。
6．真空斷路器：利用真空滅弧和絕緣，滅弧時間一般只有半個周波。
斷路器的主要性能與參數(shù)
1．額定電壓及額定電流
�。�1）額定電壓指斷路器長期工作的標(biāo)準(zhǔn)電壓（對三相系統(tǒng)指線電壓）。電力系統(tǒng)在運(yùn)行中允許有±5％的波動，斷路器必須適應(yīng)在電壓變化范圍內(nèi)能長期工作，為此斷路器出廠時都以最高工作電壓進(jìn)行鑒定。如：對3～220kV范圍內(nèi)，其最高工作電壓較額定電壓約高15％左右；對330kV以上，規(guī)定最高工作電壓較額定電壓高10%。
�。�2）額定電流指在額定頻率下長期通過此電流時，斷路器無損傷，且各部分發(fā)熱不超過長期工作時最高允許發(fā)熱溫度。我國規(guī)定額定電流為：200、400、630、（1000）、1250、1600、（1500）、2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A。
2．額定開斷電流和額定斷流容量
（1）斷路器在開斷操作時，首先起弧的某相電流稱為開斷電流。在額定電壓下，能保證正常開斷的最大短路電流稱為額定開斷電流。它是標(biāo)志斷路器開斷能力的一個重要參數(shù)。我國規(guī)定額定開斷電流為：1.6、3.15、6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100kA等。
（2）把額定條件下的開斷能力稱為額定斷流容量。三相電路的額定斷流容量，以 MVA）表示。我國根據(jù)國際電工委員會（IEC）的規(guī)定，現(xiàn)只把額定開斷電流作為表征開斷能力的唯一參數(shù)，而斷流容量僅作為描述斷路器特性的一個數(shù)值。
3．關(guān)合能力說明斷路器關(guān)合短路故障能力的參數(shù)為額定關(guān)合電流。其數(shù)值以關(guān)合操作時，瞬態(tài)電流第一個大半波峰值來表示，制造部門對關(guān)合電流一般取額定開斷電流的倍即式中——額定關(guān)合電流，kA；——額定開斷電流，kA。斷路器關(guān)合短路電流的能力除與滅弧裝置性能有關(guān)外，還與斷路器操動機(jī)構(gòu)的合閘功率的大小有關(guān)。 4．耐受性能斷路器應(yīng)具有足夠的耐受短時短路電流作用的能力，簡稱耐受能力。
（1）短時熱電流（熱穩(wěn)定電流）在規(guī)定的時間內(nèi)（規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時間為2s，需要大于2s時推薦4s）斷路器在合閘位置，可能經(jīng)受的短時熱電流有效值（kA），稱為短時熱電流（或短時耐受電流），斷路器標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定短時熱電流通過斷路器時，各零部件的溫度不應(yīng)超過短時發(fā)熱最高允許溫度，且不致出現(xiàn)觸頭熔接或軟化變形，以及其它妨礙正常運(yùn)行的異常現(xiàn)象。允許發(fā)熱最高溫度數(shù)值隨材料而異。
�。�2）峰值耐受電流峰值耐受電流亦稱動穩(wěn)定電流，即在規(guī)定的使用條件和性能下，斷路器在合閘位置時所能經(jīng)受的電流峰值。它與關(guān)合電流不同的是，峰值耐受電流是斷路器處于合閘位置時通過的短路電流，而關(guān)合電流則是由于斷路器關(guān)合短路故障所產(chǎn)生的短路電流，教案《電工教案》。峰值耐受電流也是以短路電流的第一個大半波峰值電流來表示，且峰值耐受電流反映了斷路器承受由于短路電流產(chǎn)生電動力的耐受性能，它決定斷路器的導(dǎo)電部分和絕緣支撐件的機(jī)械強(qiáng)度以及觸頭的結(jié)構(gòu)形式。
4．操作性能
（1）全開斷時間 是指斷路器接到分閘命令瞬間起到電弧熄滅為止的時間間隔。即式中——全開斷時間，s；——分閘時間，s；從斷路器接到分閘命令瞬間到所有相的觸頭都分離的時間間隔，亦稱為斷路器固有分閘時間；——燃弧時間，s；是指某一相首先起弧瞬間到所有相電弧全部熄滅的時間間隔。 全開斷時間是說明斷路器開斷過程快慢的主要參數(shù)，它直接影響故障對設(shè)備的損壞程度、故障范圍、傳輸容量和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。斷路器開斷時間示意圖
�。�2）合閘時間 處于分閘位置的斷路器，從接到合閘命令瞬間起到所有相的觸頭均接觸為止的時間稱為合閘時間。 5．自動重合閘性能自動重合閘的操作循環(huán)：分— —合分——合分。為斷路器開斷故障電路，從電弧熄滅起到電路重新接通的時間，稱為無電流間隔時間，一般為0.3s或0.5s；為強(qiáng)送電時間，一般為180s。斷路器開斷時間與無電流間隔時間之和稱為自動重合閘時間。金屬短接時間系指斷路器重合閘操作后，觸頭閉合到第二次觸頭分開所需用的時間。
滅弧方法當(dāng)高壓斷路器開斷高壓有載電路時之所以產(chǎn)生電弧，原因在于觸頭本身及其周圍的介質(zhì)中含有大量可被游離的電子。當(dāng)分?jǐn)嗟挠|頭間存在足夠大的外施電壓條件下，電路電流也達(dá)到最小生弧電流時，會因強(qiáng)烈的游離而產(chǎn)生電弧。工業(yè)配電系統(tǒng)主要是交流系統(tǒng)，所以電弧也主要是交流電弧，其性質(zhì)是半個周期要經(jīng)過零值一次，而電流過零時，電弧要暫時熄滅。因此，大多數(shù)交流開關(guān)電器的滅弧方法中，都利用了交流電流過零時電弧暫時熄滅這一特性。 1．速拉滅弧當(dāng)交流電流經(jīng)過零值的瞬間，拉大觸頭間距離，當(dāng)觸頭間所加電壓不足以擊穿其間距時，電弧就不會重新點燃。觸頭的分離速度越快，電弧熄滅就越快，通常在高壓斷路器中裝設(shè)強(qiáng)力的跳脫彈簧來加快觸頭分開的速度。2．吹弧滅弧法利用外力（如氣流、油流或電磁力）來吹動電弧，使電弧加速冷卻，同時拉長電弧，降低電弧中的電場強(qiáng)度，加速電弧的熄滅，按吹弧的方向來分，有橫吹和縱吹兩種。
a）橫吹
b）縱吹當(dāng)?shù)蛪旱堕_關(guān)迅速拉開刀闡時，不僅迅速拉長了電弧，同時使本身回路電流產(chǎn)生的電動力作用于電弧，吹動電弧，使其拉長電弧直到電弧熄滅。如果開關(guān)利用專門吹弧線圈來吹動電弧，使電弧移動，電弧移動的力實際上是電弧電流在線圈磁場中產(chǎn)生的電動力。也有的開關(guān)利用鐵磁物質(zhì)（鋼片等），來吸動電弧。
3．冷卻滅弧法降低電弧的溫度，使正負(fù)離子的復(fù)合增強(qiáng)，有助于電弧迅速熄滅，這是一種基本的滅弧方法。
4．短弧滅弧法利用金屬片將長弧切成若干短弧，則電弧上的壓降將近似地增大若干倍。當(dāng)外施電壓小于電弧上的壓降時，則電弧就不能維持而迅速熄滅。通常采用鋼滅弧柵，讓電弧進(jìn)入鋼片，一是利用了電動力吹弧，二是利用了鐵磁吸弧，同時鋼片對電弧還有冷卻作用。
5．狹縫滅弧法電弧在固體介質(zhì)所形成的窄溝內(nèi)燃燒，將電弧冷卻，同時電弧在狹縫窄溝中燃燒，壓力增大，有利于電弧的熄滅。有的熔絲在熔管內(nèi)充填石英砂，就是利用這種狹溝滅弧原理，還有一種用耐弧的絕緣材料（陶瓷類）制成滅弧柵，也是利用了這種滅弧原理。
6．真空滅弧法真空具有較高的絕緣強(qiáng)度，如果將開關(guān)觸頭裝置置于真空容器，則在電流過零時，即能熄滅電弧。為防止產(chǎn)生過電壓，應(yīng)當(dāng)不使觸頭分開時，電流突變?yōu)榱�。一般�?yīng)在觸頭間產(chǎn)生少量金屬蒸汽，形成電弧通道。當(dāng)交流電流自然下降過零前后，這些等離子態(tài)的金屬蒸汽便在真空中迅速飛散而熄滅電弧。
高壓斷路器的操作要求
1．正常操作的要求
�。�1）新裝或大修后的斷路器，投運(yùn)前必須驗收合格才能施加運(yùn)行電壓。
（2）斷法器的分、合閘指示器應(yīng)指示正確，且與當(dāng)時實際運(yùn)行相符。
�。�3）斷路器接線板的連接處或其它必要的地方應(yīng)有監(jiān)視運(yùn)行溫度的措施，如示溫蠟片等。
（4）斷路器金屬外殼接地良好且有明顯的接地標(biāo)志，接地體的截面積符合規(guī)程要求。
�。�5）油斷路器的油色應(yīng)正常，油位應(yīng)在油位指示的上、下限油位監(jiān)視線中，絕緣油牌號和性能應(yīng)滿足當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁氐囊獊�，油質(zhì)合格。
�。�6）六氟化硫斷路器，為監(jiān)視其氣體壓力，應(yīng)裝有密度繼電器或壓力表，并附有壓力表和壓力溫度關(guān)系曲線，其有SF6氣體補(bǔ)氣接口。
�。�7）真空斷路器應(yīng)配有限制操作過電壓的保護(hù)裝置。
2. 斷路器操作機(jī)構(gòu)的要求
（1）操作機(jī)構(gòu)動作電壓應(yīng)滿足：低于額定電壓的30％時不動作；高于額定電壓的65％時可靠動作。
（2）機(jī)構(gòu)箱應(yīng)具有防塵、防潮、防小動物進(jìn)入及通風(fēng)措施，液壓與氣動機(jī)構(gòu)應(yīng)有加熱裝置和恒溫控制措施。
�。�3）電磁操作機(jī)構(gòu)的合閘電源應(yīng)保持穩(wěn)定。運(yùn)行中電源電壓如有變化，其電壓不低于額定電壓的80％，最高不得高于額定電壓的110％。
�。�4）液壓操作機(jī)構(gòu)應(yīng)具有防“失壓慢分”裝置，并用有防“失壓慢分”的機(jī)構(gòu)卡具。所謂“失壓慢分”是指液壓操作機(jī)因某種原因壓力降到零，然后重新啟動油泵打壓時，造成斷路器緩慢分閘、采用液壓或氣動機(jī)構(gòu)時，其工作壓力大于1MPa（表壓）時，應(yīng)有壓力釋放裝置。
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