220kV断路器培训课件

LW10B-252型SF6断路器介绍响应管理处领导安排，为提高管理处内部员工开关现场维护水平，及专业检修运行素质，针对开关做出如下介绍。本课件主要讲述了断路器内部结构、原理，操作液压机构，开关检修项目、检修周期、检修中安全注意事项、试验方法及常规事故处理方法。本文选取目前运行设备中的江陵站、龙泉站220kV作为范例，其中部分资料摘自2008年4月21日至4月25日运行公司组织各管理处部分员工在天津平高电气设备检修公司进行开关专业知识培训所撰写的《天津平高检修厂断路器培训总结》。LW10B-252型SF6断路器为瓷柱式结构，每台断路器由三个独立的单极组成，其结构主要有灭弧室、支柱、液压机构及密度继电器等零部件组成。各组成部分的结构与工作原理如下：1.断路器本体的结构及原理1.1灭弧室结构及工作过程断路器的核心部分就是灭弧室。灭弧室可分为压气式和自能式两种。自能式灭弧原理是指利用电弧的阻塞效应和热膨胀提高气室压力来吹弧；压气式是指在分闸过程中利用压缩气室气体吹弧的方法进行灭弧，其中LW10B开关采用压气式灭弧原理。1.1.1灭弧室的主要部件灭弧室主要由三部分组成：a.动触头装配、b.静触头装配、c.鼓形瓷套装配静触头装配动触头装配1.1.2灭弧室动作原理（压气式灭弧）合闸过程：断路器合闸时，工作缸活塞杆向上运动，通过拉杆、绝缘拉杆带动灭弧室拉杆向上移动，使接头、动触头、压气缸、动弧触头、喷管同时向上移动，运动到一定位置时，静弧触头首先插入动弧触头中，即弧触头首先合闸，紧接着动触头的前端即主触头插入主触指中，直到完成合闸动作，在压气缸快速向上移动的同时阀片打开，使灭弧室内SF6气体迅速进入压气缸内。分闸过程中的气流方向分闸过程：分闸时与合闸动作相反，工作缸活塞杆向下运动，通过绝缘拉杆、拉杆带动动触头系统迅速向下移动，首先主触指和动触头脱离接触，然后弧触头分离。在动触头向下运动过程中，阀片关闭，压气缸内腔的SF6气体被压缩后适时向电弧区域喷吹，使电弧冷却和去游离而熄灭，并使断口间的介质强度迅速恢复，以达到开断额定电流及各种故障电流的目的。1.2支柱的结构及作用支柱主要由两节支柱磁套、绝缘拉杆、隔环、导向盘、导向套、支柱下法兰、密封座、拉杆及充气接头组成。支柱装配不仅是断路器对地绝缘的支撑件，同时也起着支撑灭弧室的作用，上、下两节支柱磁套的尺寸相同但机械强度不同，下节磁套破坏弯距5600kg.m，上节磁套为3500kg.m。两磁套连接处装有隔环及导向盘，导向盘上压有导向套，隔环上有检漏孔。1.3本体的工作原理1.3.1合闸：当断路器合闸时，工作缸活塞杆向上运动，通过拉杆、绝缘拉杆带动灭弧室拉杆向上移动，使接头、动触头、压气缸、动弧触头、喷管同时向上移动，运动到一定位置时，静弧触指首先插入动弧触头中，即弧触头首先合闸，紧接着动触头的前段即主触头插入主触指中，直到行进200±1mm完成合闸动作，在压气缸快速向上移动的同时阀门打开，使灭弧室内SF6气体迅速进入压气缸内。1.3.2合闸时电流通路：当接线方式为高进低出时，电流由高端子进入，经触头支座、触座、触指、动触头、滑动触指、触座、缸体及缸体上的下接线端子引出。当接线方式为低进高出时，电流方向与此相反。1.3.3分闸时与合闸动作相反，工作缸活塞杆向下运动，通过绝缘拉杆、拉杆带动动触头系统迅速向下移动，首先主触指和动触头脱离接触，然后动静弧触头分离。在动触头向下运动过程中，阀片关闭，压气缸内腔和SF6气体被压缩后适时向电弧区域喷吹，使电弧冷却和去游离而熄灭，并使断口间的介质强度迅速恢复，已达到开断额定电流及各种故障电流的目的。动触头总行程200±1mm，主触头开距158±4mm，弧触头超程47±4mm。1.4密度继电器SF6密度继电器是SF6断路器的重要在线监测装置。密度继电器的原理就是以20℃时气体的密度为参考，将现场实际检测到的密度值归算到20℃的气体压力变化，并以相对于20℃为额定气体压力值得下降多少作为报警和闭锁值。当气体下降到报警值时，发出报警提示补气。气体密度继电器的结构形式比较多，按原理分为机械式和非机械式。机械式气体密度继电器按结构分为波纹管式和弹簧管式，从功能上分为不带压力显示和带压力显示（带温度补偿压力表）。龙泉、江陵站的LW10B-252型开关密度继电器所采用的就是机械波纹管式带压力显示的指针式密度继电器。现将指针式密度继电器的结构与工作原理介绍如下：1.4.1结构如图13（b）所示。指针式密度继电器由密封的指示仪表接点、温度补偿装置、定值器和接线盒等组成。1.4.2工作原理在罐体中装设一个标准气包，该气包通过金属波纹管与被监视的气室相连。如果被监视的气室发生气体泄漏的情况，金属波纹管在内外压力差的作用下及被压缩，并通过设有双金属片的传动机构或直接带动微动开关运动。当泄露值达到规定值时，微动开关动作，再驱使信号继电器动作，发报警或闭锁信号。密度继电器在结构设计和安装上，使整个标准气包紧临被监视器室，所以他们两者之间受温度变化的影响情况相同，不会在波纹管上产生压力差，即密度继电器带温度补偿。2操作机构的结构及工作原理2.1液压系统的结构和工作原理2.1.1液压系统结构LW10B-252型断路器的液压操动方式为分相操作，三相分别配有相同的液压机构，机构的组成及液压原理见图5。机构由以下元件组成：低压油箱、油泵电机、油过滤器、压力开关、压力表、合闸电磁铁、分闸电磁铁、二级阀、分闸一级阀、合闸一级阀、辅助开关、工作缸、贮存器、及控制面板。2.1.2动作原理a.贮压：接通电源，电机（M）带动油泵转动，油箱中的低压油经过滤器、低压油管、油泵，进入贮压器上部，压缩下部的氮气，形成高压油，由于贮存器的上部与工作缸活塞上部及二级阀相连通，因此，高压油同时进入中所示的高压区域，当油压达到额定工作压力值时，压力开关的相应接点断开，切断电机电源，完成贮压过程。在贮压过程中或贮压完成后，如果由于温度变化或其他意外原因使得油压升高到安全阀开启压力时，压力开关的安全阀自动打开，把高压油放回到油箱中，当油压降到26MPa时，安全阀关闭。b．合闸操作：合闸电磁铁接受命令后，打开合闸一级阀的阀口14.1，关闭阀口14.2，高压油经一级阀进入二级阀阀杆的活塞下部，推动阀杆向上运动，从而带动管阀向上封住工作缸下部的合闸阀口，打开管阀下部的分闸阀口，高压油经管阀腔进入工作缸下端，由于工作缸活塞下部受力面积大于上部，便产生一个向上的力，推动活塞向上运动实现合闸。工作缸活塞向上运动的同时也带动辅助开关转换，主控室内的合闸指示信号接通，分闸回路接通（即可以接受分闸命令），带动辅助开关的滑环指向分、合闸指示牌的“合”。合闸电铁电源切断后，合闸一级阀在弹簧力的及油压作用下阀口14.1关闭，14.2打开，切断高压油路成为图示状态，二级阀阀杆活塞下部与油箱连通。在合闸状态下，因意外因素使得液压系统失压，在重新建压过程中，由于管阀不会受到向下的力(重力远小于摩擦力),反而一旦有油压就会受到一个向上的预封力，因此，管阀一直处于原位不动，封住合闸阀口，高压油便同时进入工作缸活塞的上、下部，使活塞始终受一个向上的力，而不会出现慢分现象，即这种管状二级阀结构的液压机构具有可靠的自动防慢分的功能。c．分闸操作：分闸电磁铁接受命令后，打开合闸一级阀的阀口2.1，关闭阀口2.2，高压命令油进入二级阀阀杆的活塞上部，推动阀杆向下运动，从而带动管阀向下，使管阀与管状缸下部的合闸阀口分开，管阀下部进入分闸阀口如图所示状态，阻止高压油通过管阀内腔向上流动，同时，工作缸活塞下部与油箱连通成为低压状态，活塞在上部油压作用下向下运动，实现分闸。同时也带动辅助开关转换，主控室内的分闸指示信号接通，合闸回路接通（即可以接受合闸命令），带动辅助开关的滑环指向分、合闸指示牌的“分”。分闸电铁电源切断后，分闸一级阀在弹簧力的及油压作用下阀口2.1关闭，2.2打开，切断高压油路成为图示状态，二级阀阀杆活塞上部与油箱连通。d．慢合：断路器必须在退出运行不承受高压时，才允许进入慢合、慢分操作，此种操作只在调试时进行。断路器处于分闸位置，把液压系统的压力放至零表压，用手向上推动操纵杆至合闸位置，然后用手力泵或电机打压，断路器就慢合。e．慢分：断路器处于合闸位置，把液压系统的压力放至零压表，用手向下拉操纵杆18至分闸位置，然后用手力泵或电机打压，断路器就慢分。f．两点说明：1）操纵杆平时放在机构箱右前角的手柄架上，需要慢分、慢合时把油箱底部的盖板去掉，从手柄架上取下操纵杆、拧在二级阀阀杆的下边进行操作，用完后放回原处，再把盖板盖上。在工作状态下，盖板上边的螺堵只需轻轻带上，不用拧紧！当需要拆下油箱清理或检修时，由于油箱中的油放不干净，应把盖板拧紧，螺堵也拧紧，然后退下油箱。处理好后在装油箱时，先用螺钉把油箱与油箱盖连接起来，稍微用力拧，让二级阀下部的密封圈与油箱接触（此时不可用力拧，因为盖板内有一油腔或空气不可压缩），然后，去掉盖板上的螺堵，在均匀地拧紧油箱盖上的六只螺钉。2）手力泵的使用方法：每台产品配有一个手力打压杆，一般安装在某相机构箱的前门上。需手力打压时取下手的力打压杆，用装在打压杆尾部的销轴通过伞形齿轮的中心孔把手力打压杆固定在油泵旁边的支座上，让打压杆前部的伞形齿轮与电机的齿圈啮合，快速上下摇动打压杆，带动油泵转动，即可打压。用完后按原方式放回。请注意支座旁的警示牌：手动打压时必须切断电源！2.2各部件结构及原理2.2.1贮压器如图6所示。贮压器主要由底座、缸体、活塞、弹簧、弹簧座、导向板、塞座、帽及组合密封、等组成。LW10B-252断路器每相配两只相同的贮压器，容积为2x5.6升。贮压器储存了液压操作系统的能源，其下部预先充有15MPa（15℃）高纯氮，工作时油泵将油箱中的油压入贮压器上部进一步压缩氮气，从而储存了能量供断路器分、合闸使用。2.2.2工作缸a．工作缸的结构由活塞杆、上螺母、密封圈、合闸缓冲套、缸体、分闸缓冲套、下螺母等部件组成。b．工作缸的工件原理：工作缸是开关的动力装置，他通过支柱里的绝缘拉杆与灭弧室里的动触头相连，带动断路器做分、合闸运动。当液压系统打压以后，常高压端就充有高压油而合闸端为零，开关液压系统接受合闸命令之后，合闸高压油经过二级阀进入工作缸的合闸端，由于合闸端的截面积大于分闸端的截面积，所以推动活塞向合闸方向运动，带动开关合闸。当液压系统接受分闸命令之后，合闸高压油经过二级闸的排油通道排至油箱，常高压油推动活塞向分闸方向运动，从而达到开关分闸的目的。2.2.3一级阀、二级阀a．一级阀主要是由阀体、阀针、阀套、阀芯、球阀、阀座、及弹簧组成，二级阀主要是由二级阀座、阀缸、阀杆、阀套、及阀管组成，两只一级阀用螺钉固定在二级阀体上，共同组成了LW10B-252断路器的模块式阀系统。分、合闸一级阀结构完全相同，作用原理也相同，在装配时可以通用，仅仅是由于二级阀内结构的不同，使得两个一级阀分别起到了分闸命令和合闸命令的作用。b．阀系统的工作原理：1）合闸：合闸电磁铁接受命令后，通过合闸一级闸的阀针顶开球阀，合闸命令油经此阀口流入合闸命令通道至二级阀阀杆活塞的下部，推动阀杆（9带动管阀向上运动，管阀下部脱开分闸阀口，上部封住合闸阀口，高压油经管阀腔进入工作缸下端，推动活塞向上运动实现合闸。2）分闸：同合闸原理相仿，分闸电磁铁打开分闸一级阀的阀口，高压命令油进入二级阀阀杆活塞的上部，推动阀杆并带动管阀向下运动，使管阀上部与合闸阀口分开，下部封住分闸阀口，工作缸活塞下边与低压油连通，活塞在上部油压的作用下向下运动，实现分闸。2.2.4分、合闸电磁铁分、合闸电磁铁的结构主要由按钮、磁轭、铁芯、线圈组成。动铁芯的总行程为3+1mm，其工作行程为2.5-3mm，其中分闸电磁铁由主分闸电磁铁和副分闸电磁铁组成，二者的动铁芯叠在一起同步动作。2.2.5压力开关与安全阀a．压力开关主要由多通体、阀体、导向套、柱套、组合弹簧、阀针、行程开关等组成。该压力开关共5对接点，分别控制电机的启、停及输出分闸、合闸、重合闸闭锁信号，当压力升高或降低