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高压真空断路器系列

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产品名称:LW36-40.5六氟化硫断路器

产品概述:LW36-40.5型户外自能式高压SF6断路器亦称第三代SF6断路器,其采用独特自能灭弧原理,在整个断路器开断电流范围内都具有良好的灭弧效果,并且充分利用电弧自身的能量来熄灭电弧,所以操动功小,机械寿命高,可达6000次,因而从整体上提高了断路器的可靠性

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产品概述

一、概述

1.1 产品概述:

LW36-40.5型户外自能式高压SF6断路器亦称第三代SF6断路器,其采用独特自能灭弧原理,在整个断路器开断电流范围内都具有良好的灭弧效果,并且充分利用电弧自身的能量来熄灭电弧,所以操动功小,机械寿命高,可达6000次,因而从整体上提高了断路器的可靠性


1.2基座及管路

基座起到支撑三极柱并连接控制柜的作用,由钢板弯制而成,在盖上相应的封板后,能满足GB/T 11022《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》的IP2X的防护等级。基座正面有三个安装水平连杆的操作手孔。基座背面有一个观察密度控制器的视窗。基座内装有三相极柱内的SF6气体连通管路和指针式气体密度控制器。管路在未连接极柱上的自封阀时,气管内无气体压力,密度控制器显示的数值为管路内的压力。密度控制器安装在一个四通阀座上,其中闲置的自封阀为断路器的充放气接头。


1.3 SF6密度控制器

指针式SF6密度控制器(即压力表)用于对设备内SF6气体的密度进行监视,并随气体压力即密度的变化而发出相应的控制信号。密度控制器具有温度补偿功能,即当环境温度在一定范围内变化而引起SF6气体压力变化时,控制器不会动作。只有当SF6气体发生泄漏而引起气体密度变化时,控制器才会发出相应的报警及闭锁信号。


1.4极柱

极柱乃是断路器的主体,极柱主要由灭弧室、支柱瓷套及拐臂箱等组件组装而成。每一极柱为一个气密单元。极柱自上而下,分为上接线端子板、灭弧室、下接线端子板、支柱瓷套、绝缘拉杆、拐臂箱、机构操作杆几部分组成(见图2)。


1.4.1 上、下接线端子板

上、下接线端子板为一次线路接线用。上、下接线端子板皆为同一零件,接线端子板在断路器上的引出线方向可根据用户现场需要进行灵活调换安装。上、下接线端子板的接线孔尺寸按3150A和1250A两种接线方式(见图3),其尺寸规范参照GB/T5273《变压器、高压电器和套管的接线端子》。

1.4.2灭弧室

灭弧室包含了断路器的一次导电回路及灭弧系统零部件。灭弧室系统安装在灭弧室瓷套内,是断路器的核心部件。它主要由瓷套、上出线及静触头座、静主触头、静弧触头、喷口、动触头及气缸、动弧触头、中间触头、下支撑座、拉杆等零部件组成。

灭弧室上部装设了吸附剂,用于吸附气体中的水分和气体分解物。拉杆10与支柱瓷套内的绝缘拉杆相连,并最终连接至拐臂箱内的传动轴上(见图2所示)。灭弧室瓷套由高强瓷制成,具有很高的强度和很好的气密性。灭弧室内的一次载流回路是由上接线端子板、静触头座、静触头、动触头及气缸、中间触头、下支撑座、下接线端子板所构成。

1.4.3支柱瓷套

支柱瓷套起支撑灭弧室以及对地绝缘的作用。瓷套内装有绝缘拉杆,拉杆起对地绝缘和机械传动的作用(见图2)。支柱瓷套也由优质高强瓷制成,具有很高的强度和很好的气密性。

1.4.4拐臂箱

拐臂箱是将传动元件内外相连通的重要部件,对它的密封功能有着特殊的要求。拐臂箱将操动机构的输出功及动作传递到绝缘拉杆(见图2),并最终传递到灭弧室中动触头部件单元,完成断路器的分、合闸动作。拐臂箱上装有自封阀,用于连接基座内的充气管道。在气体管道未接上时,三相极柱都处于独立密封状态。拐臂箱壳体用铝合金铸造而成

1.5 断路器的自能灭弧原理

自能式灭弧是利用电弧能量建立起灭弧所需要的压力差进行吹弧。工作原理如图5所示。

当断路器接到分闸指令后,以拉杆、气缸、动触头、大、小喷口等组成的动触头组件,在机构分闸簧力的作用下拉杆受力向下运动,静主触头先与动主触头分离,电流转移至仍在闭合的动、静弧触头上,随后动、静弧触头分离便形成电弧,工作原理见图5。

灭弧室中的气缸按其结构在灭弧过程中所起的作用可将它分为热膨胀室和压气室两个部分,见图5c)。热膨胀室下部装有单向阀,压气室下部(即活塞端部)装有回气阀和释压装置。

在开断短路电流时,弧触头间的电弧能量很大,弧区大量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。此时,由于热膨胀室压力大于压气室压力,故单向阀关闭。当电流过零时,热膨胀室内的高压气体吹向断口的电弧上使电弧熄灭。同时在分闸过程中,压气室内的气体开始被压缩,当达到一定的气压值时,底部的弹性释压阀打开,一边压气,一边放气,使机构不必要克服更多的压气反力,从而大大降低了操作功(见图5b)。

在开断小电流时(通常在几千安以下),由于电弧能量小,热膨胀室内产生的压力小。此时压气室内的气体压力高于热膨胀室内压力,单向阀打开,被压缩的气体向断口电弧吹去。在电流过零时,这些具有一定流速的气体吹向断口使电弧熄灭(见图5c)。


1.6 弹簧操动机构工作原理

弹簧操动机构安装在断路器基座下,同电气控制部分安装在一个控制柜内。控制柜通过4个M20的螺栓连接在基座下(见图1)。机构输出连杆与B极外拐臂连接处、二次线出口处皆设计有防雨水渗漏的功能。

操动断路器所需的能量储存在三极共用的一组合闸弹簧和一组分闸弹簧中。其工作原理见图6。


1.6.1机构合闸弹簧储能

开关处于分闸状态,合闸弹簧和分闸弹簧未储能(如图6a)。也就是说,开关无法操作。

合闸弹簧储能过程如下:

a) 电动机启动,使棘爪轴22旋转;

b) 棘爪轴22上的两个棘爪23与棘轮19上的齿交替啮合,使棘轮19转动;

c) 棘轮19顺时针方向旋转,带动连杆15使合闸弹簧16储能;

d) 连杆15过死点后,传动轴20由合闸弹簧16给以顺时针方向的转动力矩,此力矩通过轴销13被储能保持掣子14锁住;

e) 电机自动停机,传动装置停转。

合闸弹簧16此时已储能,开关准备合闸(如图6b)。

1.6.2合闸操作

断路器及机构均处于分闸位置,合闸弹簧16已储能(见图6b)。

合闸操作的步骤如下:

a) 激励合闸电磁铁12,掣子10动作,冲击合闸掣子11;

b) 合闸掣子11逆时针方向旋转,释放储能保持掣子14;

c) 储能保持掣子14顺时针旋转释放轴销13。经合闸弹簧作用,传动轴20转动。从而使转动柺臂3上的圆轮9沿凸轮21运动并将运动传输至操动轴2。

d) 逆时针旋转的操动拐臂1带动与其相连接的机构操作杆(图2中的项7)向上运动,使灭弧单元触头快速闭合。同时分闸弹簧17经操动拐臂1和连杆18储能。

e) 合闸结束时,转动柺臂3被分闸保持掣子5锁住。

开关此时处于合闸状态,并做好分闸准备(如图6c)。

然后,合闸弹簧15在15秒之内再一次被完全储能(如图6d)。机械闭锁防止在分闸操作之前操动机构的再次合闸。

1.6.3分闸操作

断路器及机构在合闸位置,分闸弹簧17与合闸弹簧16均已储能(见图6d)。

分闸操作步骤如下:

a) 激励分闸电磁铁8,分闸动铁心7动作,冲击分闸掣子6;

b) 分闸掣子6逆时针方向旋转,释放分闸保持掣子5;

c) 分闸保持掣子5逆时针方向旋转,释放轴销4;经分闸弹簧作用,推动操动拐臂1转动。

d) 顺时针旋转的操动拐臂1带动与其相连接的机构操作杆(图2中的项7)向下运动,使灭弧单元触头快速分开;

分闸过程完成后机构状态如图6b)所示。

1.6.4重合闸操作

断路器及机构在合闸位置,分闸弹簧17和合闸弹簧16处于储能状态(如图6d),此时开关可执行O-0.3s-CO重合闸操作。


1.7控制柜

控制柜内装有弹簧操动机构,二次控制元件及控制回路、端子排、计数器(机械式)、加热器等部件。控制柜的内面板上有手动分、合闸按钮、远方-就地转换开关、储能电机开关等,外面板上有机构状态的指示牌。操作人员可随时直观地看到机构所处的状态。机构及控制柜结构示意图如图7。


1.7.1二次控制回路

二次控制回路是用于实现操动机构的分、合闸操作,以及通过相关继电器和传感器采集相对应数据,实现电机保护、防止操动机构的合闸跳跃以及保持控制柜的温湿度在允许的范围之内等功能。二次控制回路电气原理图和接线图见附录D。

a) 合闸防跳回路

当断路器在关合有预伏故障电路时,机构控制回路设有电气防跳跃装置,使得断路器关合短路而又自动分闸后,即使合闸指令尚未解除,也不会再次合闸。

b) 电机控制以及保护回路

在电机控制回路中设置了行程开关和接触器进行控制保护,当电机运转带动合闸弹簧储能到位时,行程开关断开切断电机回路。当电机运转超过设定时间或储能过程中出现机械故障使电机回路中电流长时间超过额定值时,接触器ZC上辅助延时闭合动合触点和热继RJ上的动合触点将分别闭合,接通电机保护回路,切断电机控制回路,对电机进行保护。

c) 跳闸回路

为了使断路器开断时有更高的可靠性,操动机构装有两个分闸线圈,这样可有2条跳闸回路可供用户使用。

d) SF6气体低气压闭锁回路

当断路器气室内的SF6压力降到报警压力值时,密度继电器MJ上的一对触点闭合,发出报警信号,此时应给断路器补气。若当SF6气体压力再继续降到闭锁值时,SF6气体低气压闭锁回路接通,断路器分、合闸回路均被切断,同时发出低气压闭锁信号。

e) 防低温、凝露单元

为避免在低温环境下以及在温度快速变化的过程中导致在控制柜内的敏感部件上形成冷凝水,影响元器件的使用性能,机构箱内配有温湿度传感器和加热电阻。因为凝露会在任何环境温度下形成,所以该加热器必须长期投运。

1.7.2就地手动分、合操作

当断路器处于额定SF6压力下,转换开关处于就地闭合,即可进行就地手动合、分闸操作。

注:远方控制回路断开。机构上防止分闸和防止合闸的安全销子已经取出的情况下方可手动操作,否则易使分合闸转换开关触点烧损。

1.7.3慢分慢合操作

在对断路器进行初装和调试过程中,可用慢分慢合装置对机构及断路器进行慢分或者慢合闸操作

1.7.4合闸弹簧手动储能

在储能电机没有电源的情况下,可用手动储能手柄对合闸弹簧进行手动储能。


使用条件

二、使用条件

主要用途和适用范围:

 LW36-40.5高压六氟化硫交流断路器适用于交流50Hz,40.5的电力系统中,是电力系统的控制和保护设备,也可作为联络断路器使用。

1. 相关标准和主要特点:

符合GB1984-2003《高压交流断路器》和IEC 62271-100《高压交流断路器》的要求。断路器以SF6气体为绝缘和灭弧介质,采用自能式灭弧原理,配用DCT-126P型弹簧操动机构,具有开断能力强,操作功小,可靠性高的特点。

2. 特别说明:

本说明书适用于LW36-40.5型户外自能式六氟化硫高压交流断路器,它详细描述了断路器安装使用和维护的有关内容,以及在此过程中需注意的安全规范和可能出现的危险。任何操作人员在安装和使用断路器前需仔细阅读本说明书,在确保熟悉相关内容后方可操作。如果仍有疑问请与制造商联系。

说明书在叙述过程中分“注意”和“警告”两类提示,对于“注意”的有关内容,若不执行有可能造成不便或轻微伤害,对于“警告”的内容,若不执行则有可能造成人身伤害或设备损坏,此两类提示均以黑体字示出。

正常使用环境条件符合以下规定:

a) 周围空气温度 -25℃(-40℃)~+40℃;

b) 海拔高度 ≤2500m(2000m);

c) 风速 ≤34m/s;

d) 日温差 ≤25℃;

e) 日照强度 ≤1000W/m;

f)抗震水平 抗地震烈度8度:水平加速度0.2g,垂直加速度0.1g;

g) 覆冰厚度 ≤10mm;

h) 空气污秽程度 不超过GB/T 5582中的Ⅳ级;

i) 安装场合 户外。

注:括号内数值为断路器气压为0.33MPa时的参数。

如果用户有特殊使用环境条件要求,可与制造商另行协商。


技术参数

三、主要技术参数

产品的渝蕾电气断路器整体结构如图1所示。断路器采用三极瓷套支柱式结构,三个极柱安装在共同的基座上。极柱上部为灭弧室,下部为支柱瓷套。基座内装有三相联动的传动系统和三极柱SF6气体连通的管路系统及SF6气体密度控制器。控制柜居中吊装在基座下面,柜内有三极共同配用的一个弹簧操动机构和控制单元。机构的输出杆与B极的外拐臂相连,再通过水平连杆进行三极机械联动操作。

注意:

1、密度控制器所示值为20℃时的压力值。

2、未接极柱时,密度控制器显示的数值为气管内的压力。



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