1、4.10 4.10 斷路器斷路器 考試大綱10.1 掌握斷路器的作用、功能、分類10.2 了解斷路器的主要性能與參數的含義10.3 了解斷路器常用的滅弧方法10.4 了解斷路器的運行和維護工作要點10.1.1 10.1.1 斷路器的作用斷路器的作用 高壓斷路器在正常運行時用它接通或切斷負荷電流； 在電氣設備或線路發生短路故障或嚴重過負荷時，由繼電保護裝置控制其自動迅速地切斷故障電流，切斷發生短路故障的設備或線路，以防止擴大事故范圍。 10.1.2 10.1.2 斷路器的功能斷路器的功能 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，加強去游離使電弧不再復燃。其介質強度恢復

2、主要由斷路器滅弧裝置和介質特性所決定。 系統電壓恢復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。10.1.3 斷路器的分類斷路器的分類 - / 型號特征 額定斷流容量，MVA S少油斷路器 額定電流，A D多油斷路器 派生標志 K空氣斷路器 C帶有手車裝置 Q產氣斷路器 G改進型 Z真空斷路器 D帶有電磁操作結構 L六氟化硫斷路器 、斷流容量 C磁吹斷路器 額定電壓，kV 安裝條件 設計序號 N戶內 W戶外10.1.3 斷路器的分類斷路器的分類 1多油斷路器：利用絕緣油作為滅弧介質、相間及相對地絕緣介質。 2少油斷路器：絕緣油只作滅弧介質。載流部分是借空氣和陶器絕緣材料或有機絕緣材

3、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。 4SF6斷路器：用SF6氣體作絕緣和滅弧介質。 5磁吹式斷路器：當電弧電流通過吹弧線圈以產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。10.2 10.2 斷路器的主要性能與參數斷路器的主要性能與參數 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準電壓（對三相系統指線電壓）。電力系統在運行中允許有5的波動，斷路器必須適應在電壓變化范圍內能長期工作，為此斷路器出廠時都以最高工作電壓進行鑒定。如：對3220kV范圍內，其最高工作電壓較額定

4、電壓約高15左右；對330kV以上，規定最高工作電壓較額定電壓高10%。10.2 10.2 斷路器的主要性能與參數斷路器的主要性能與參數 （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，且各部分發熱不超過長期工作時最高允許發熱溫度。 我國規定額定電流為：200、400、630、（1000）、1250、1600、（1500）、2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A。10.2 10.2 斷路器的主要性能與參數斷路器的主要性能與參數 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

5、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。它是標志斷路器開斷能力的一個重要參數。 我國規定額定開斷電流為：1.6、3.15、6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100kA等。10.2 10.2 斷路器的主要性能與參數斷路器的主要性能與參數 （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。 我國根據國際電工委員會（IEC）的規定，現只把額定開斷電流作為表征開斷能力的唯一參數，而斷流容量僅作為描述斷路器特性的一個數值。NkdNNkdIUS310.2 10.2 斷路器的主要性能與參數斷路器的主

6、要性能與參數 3關合能力 說明斷路器關合短路故障能力的參數為額定關合電流。其數值以關合操作時，瞬態電流第一個大半波峰值來表示，制造部門對關合電流一般取額定開斷電流的 倍即 （4-10-1）式中 額定關合電流，kA； 額定開斷電流，kA。 斷路器關合短路電流的能力除與滅弧裝置性能有關外，還與斷路器操動機構的合閘功率的大小有關。28 . 1NkdNkdNgIII55. 228 . 1NgINkdI10.2 10.2 斷路器的主要性能與參數斷路器的主要性能與參數 4耐受性能 斷路器應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（熱穩定電流） 在規定的時間內（規定標準時間為2

7、s，需要大于2s時推薦4s）斷路器在合閘位置，可能經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），斷路器標準中規定 （4-10-2） 短時熱電流通過斷路器時，各零部件的溫度不應超過短時發熱最高允許溫度，且不致出現觸頭熔接或軟化變形，以及其它妨礙正常運行的異常現象。允許發熱最高溫度數值隨材料而異。NkdrII 10.2 10.2 斷路器的主要性能與參數斷路器的主要性能與參數 （2）峰值耐受電流 峰值耐受電流亦稱動穩定電流，即在規定的使用條件和性能下，斷路器在合閘位置時所能經受的電流峰值。它與關合電流不同的是，峰值耐受電流是斷路器處于合閘位置時通過的短路電流，而關合電流則是由于斷

8、路器關合短路故障所產生的短路電流。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 （4-10-3） 峰值耐受電流反映了斷路器承受由于短路電流產生電動力的耐受性能，它決定斷路器的導電部分和絕緣支撐件的機械強度以及觸頭的結構形式。NkdNgdwIII55. 210.2 10.2 斷路器的主要性能與參數斷路器的主要性能與參數 5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 （4-10-4）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

9、到所 有相電弧全部熄滅的時間間隔。hgfkdtttkdtgftht10.2 10.2 斷路器的主要性能與參數斷路器的主要性能與參數 全開斷時間是說明斷路器開斷過程快慢的主要參數，它直接影響故障對設備的損壞程度、故障范圍、傳輸容量和系統的穩定性。 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。 10.2 10.2 斷路器的主要性能與參數斷路器的主要性能與參數 6自動重合閘性能 自動重合閘的操作循環：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；

10、為強送電時間，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。tt10.3 10.3 滅弧方法滅弧方法 當高壓斷路器開斷高壓有載電路時之所以產生電弧，原因在于觸頭本身及其周圍的介質中含有大量可被游離的電子。當分斷的觸頭間存在足夠大的外施電壓條件下，電路電流也達到最小生弧電流時，會因強烈的游離而產生電弧。 工業配電系統主要是交流系統，所以電弧也主要是交流電弧，其性質是半個周期要經過零值一次，而電流過零時，電弧要暫時熄滅。因此，大多數交流開關電器的滅弧方法中，都利用了交流電流過零時電弧暫時熄滅這一特

11、性。 10.3 10.3 滅弧方法滅弧方法 1速拉滅弧 當交流電流經過零值的瞬間，拉大觸頭間距離，當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強力的跳脫彈簧來加快觸頭分開的速度。 10.3 10.3 滅弧方法滅弧方法 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 10.3 10.3 滅弧方法滅弧方法 當低壓刀開關迅速拉開刀闡時，不僅迅速拉長了電弧，同時使本身回路電流產生的電動力作用于電弧，

12、吹動電弧，使其拉長電弧直到電弧熄滅。 如果開關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生的電動力。 也有的開關利用鐵磁物質（鋼片等），來吸動電弧。10.3 10.3 滅弧方法滅弧方法 3冷卻滅弧法 降低電弧的溫度，使正負離子的復合增強，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。10.3 10.3 滅弧方法滅弧方法

13、 5狹縫滅弧法 電弧在固體介質所形成的窄溝內燃燒，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。10.3 10.3 滅弧方法滅弧方法 6真空滅弧法 真空具有較高的絕緣強度，如果將開關觸頭裝置置于真空容器，則在電流過零時，即能熄滅電弧。為防止產生過電壓，應當不使觸頭分開時，電流突變為零。一般應在觸頭間產生少量金屬蒸汽，形成電弧通道。當交流電流自然下降過零前后，這些等離子態的金屬蒸汽便在真空中迅速飛散而熄滅電弧。 10.4.1 10.4.1 高壓斷路器的操

14、作要求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，投運前必須驗收合格才能施加運行電壓。 （2）斷法器的分、合閘指示器應指示正確，且與當時實際運行相符。 （3）斷路器接線板的連接處或其它必要的地方應有監視運行溫度的措施，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志，接地體的截面積符合規程要求。 （5）油斷路器的油色應正常，油位應在油位指示的上、下限油位監視線中，絕緣油牌號和性能應滿足當地最低氣溫的要來，油質合格。 （6）六氟化硫斷路器，為監視其氣體壓力，應裝有密度繼電器或壓力表，并附有壓力表和壓力溫度關系曲線，其有SF6氣體補氣接口。 （7）真空斷路器應

15、配有限制操作過電壓的保護裝置。10.4.1 10.4.1 高壓斷路器的操作要求高壓斷路器的操作要求 2. 斷路器操作機構的要求 （1）操作機構動作電壓應滿足：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）機構箱應具有防塵、防潮、防小動物進入及通風措施，液壓與氣動機構應有加熱裝置和恒溫控制措施。 （3）電磁操作機構的合閘電源應保持穩定。運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）液壓操作機構應具有防“失壓慢分”裝置，并用有防“失壓慢分”的機構卡具。所謂“失壓慢分”是指液壓操作機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

16、器緩慢分閘、采用液壓或氣動機構時，其工作壓力大于1MPa（表壓）時，應有壓力釋放裝置。 （5）彈簧操作機構在斷路器合閘釋放能量后，應能自動再次儲能。 10.4.1 10.4.1 高壓斷路器的操作要求高壓斷路器的操作要求 3故障狀態下的操作要求： （1）斷路器在運行中，由于某種原因造成油斷路器嚴重缺油，六氟化硫斷路器氣體壓力異常（如突然降至零等），嚴禁對斷路器進行停、送電操作，應立即斷開故障斷路器的控制電源，及時采取措施，將故障斷路器退出運行。 （2）分相操作的斷路器操作時，發生非全相合閘，應立即將已合上相拉開，重新操作合閘一次，如仍不正常，則應拉開合上相后匯報，上級派員處理。當發生非全相分閘時

17、，應立即拉開故障開關控制電源，手動操作將拒動相分閘。 （3）嚴禁將有拒跳或合閘不可靠的斷路器投入運行。 10.4.2 10.4.2 高壓斷路器的異常運行高壓斷路器的異常運行 1. 油斷路器 （1）油斷路器聲音異常 （2）油斷路器油位異常 （3）油斷路器油質發黑 （4）斷路器過熱 （5）跳合閘線圈冒煙 （6）斷路器跳合閘不同期10.4.2 10.4.2 高壓斷路器的異常運行高壓斷路器的異常運行 2真空斷路器常見異常運行 （1）電動合不上閘 （2）合閘合空 （3）電動不脫扣 （4）分合閘不可靠 （5）合閘線圈燒毀 （6）分閘線圈燒毀 （7）輔助開關燒毀10.4.2 10.4.2 高壓斷路器的異常運

18、行高壓斷路器的異常運行 3六氟化硫斷路器常見異常運行 （1）泄漏氣體 （2）閃絡放電。 （3）分合閘不可靠10.4.3 高壓斷路器的故障高壓斷路器的故障 1應停電處理的情況 （1）嚴重漏油，油標管中已看不見油位。 （2）本體或連接處過熱變色或燒紅。 （3）支持絕緣子斷裂或套管炸裂。 （4）絕緣子嚴重放電。 （5）SF6斷路器的氣體壓力值低于閉鎖值。 （6）液壓機構的壓力值低于閉鎖值。 （7）彈簧機構和彈簧拉力不夠，閉鎖信號不能復歸。 （8）氣動機構的氣壓低于閉鎖值。10.4.3 高壓斷路器的故障高壓斷路器的故障 21035kV的少油斷路器合閘后支持絕緣子斷裂 31035kV的少油斷路器拉桿絕緣

19、子斷裂或拉桿銷子脫落 4油斷路器嚴重缺油 5油斷路器著火 6斷路器誤跳閘 7斷路器拒絕合閘 8真空斷路器真空度下降 9SF6斷路器漏氣 10操作機構故障10.5 低壓斷路器低壓斷路器 低壓斷路器用作交、直流線路的過載、短路保護，被廣泛應用于建筑照明、動力配電線路、用電設備作為控制開關和保護設備，也可用于不頻繁起動電動機以及操作或轉換電路。 10.5 低壓斷路器低壓斷路器 1種類 （1）萬能式斷路器 （2）塑料外殼式斷路器 （3）電動斥力式限流斷路器 （4）剩余電流保護斷路器 （5）直流快速斷路器 （6）滅磁斷路器 10.5 低壓斷路器低壓斷路器 2低壓斷路器的選用要點 表示低壓斷路器性能的主要

20、指標有分斷能力和保護特性。 分斷能力是指開關在指定的使用和工作條件及在規定的電壓下接通和分斷的最大電流值（kA）。 保護特性主要分為過電流保護、過載保護和欠電壓保護三種。10.5 低壓斷路器低壓斷路器 （1）額定電壓 斷路器的額定電壓應大于線路額定電壓。主要是交流380V或直流220V的供電系統。按線路額定電壓進行選擇時應滿足下列條件： （4-10-5）式中 低壓斷路器的額定電壓，V； 線路的額定電壓，V。 NLNUUNUNLU10.5 低壓斷路器低壓斷路器 （2）額定電流 斷路器的額定電流與過電流脫扣器的額定電流應大于線路計算負荷電流。當按線路的計算電流選擇時，應能滿足下式： （4-10-6

21、）式中 低壓斷路器的額定電流，A； 線路的計算電流或實際電流，A。 如果環境溫度低于+40，則電器產品溫度每低1，允許電流比額定電流值增加0.5%。但增加總數不得超過20。jsNIINIjsI10.5 低壓斷路器低壓斷路器 斷路器的保護定值 （1）長延時脫扣器的電流整定值，動作時間可以不小于10s；長延時脫扣器只能作過載保護。 （2）短延時脫扣器的電流整定值，動作時間約為0.10.4s；短延時脫扣器可以作短路保護，也可以作過載保護。 （3）瞬時脫扣器的電流整定值，其動作時間約為0.02s。瞬時脫扣器一般用作短路保護。10.5 低壓斷路器低壓斷路器 （3）瞬時過電流脫扣器的整定電流 瞬時脫扣器的

22、動作時間為0.02s左右。 瞬時或短時過電流脫扣器的整定電流應能躲開線路的尖峰電流。 1）負載是單臺電動機，整定電流按下式計算 （4-10-7）式中 瞬時或短時過電流脫扣器整定電流值，A； 可靠系數，對動作時間大于0.02s的斷路器，K 取1.35，對動作時間小于0.02s的斷路器K取 1.72.0； 電動機的起動電流，A。SMszdKIIszdIKSNI10.5 低壓斷路器低壓斷路器 2）當配電線路不考慮電動機的起動電流時，按下式計算整定值 （4-10-8）式中 配電線路的尖峰電流，A； 可靠系數，一般取1.35。 3）當配電線路考慮電動機的起動電流時，按下式計算整定值 （4-10-9）式中

23、 正常工作電流和可能出現的自起動電機 的起動電流的總和，A。jfszdKIIjfIKSMzszdKIISMzI10.5 低壓斷路器低壓斷路器 （3）短時過電流脫扣器的整定電流 確定本級斷路器短延時過電流脫扣器動作電流的整定，應與下一級開關整定電流選擇性配合。本級動作整定電流應大于或等于下一級低壓斷路器短延時或瞬時動作整定值的1.2倍。若下一級有多條分支線，則取各分支路低壓斷路器中最大整定值的1.2倍。10.5 低壓斷路器低壓斷路器 （4）長延時過電流脫扣器整定電流 長延時過電流脫扣器整定電流應大于線路中計算電流 （4-10-9）式中 過電流脫扣器的長延時動作整定電 流值，A； 可靠系數，一般取1.1； 線路的計算電流，單臺電動機是指 電動機的額定電流，A。 jsgzdKIIgzdIKjsI10.5 低壓斷路器低壓斷路器 校