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高壓油斷路器電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理

要求詳細(xì)，有圖解?。∷俣葉~~~~~~~~~~~: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2017-09-28

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現(xiàn)在一般不用少油斷路器，一般用真空的，超高壓用SF6　以密封的絕緣油作為開(kāi)斷故障的滅弧介質(zhì)的一種開(kāi)關(guān)設(shè)備，有多油斷路器和少油斷路器兩種形式；它較早應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，技術(shù)已經(jīng)十分成熟，價(jià)格比較便宜，廣泛應(yīng)用于各個(gè)電壓等級(jí)的電網(wǎng)中,油斷路器用來(lái)切斷和接通電源，并在短路時(shí)能迅速可靠地切斷電流的一種高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備。　　觸頭在油介質(zhì)中閉合和斷開(kāi)的一種斷路器。最早在1895年就已制成了這種斷路器。1930年以前，用油作為滅弧介質(zhì)來(lái)提高斷路器的開(kāi)斷能力是最有成效的方法。油斷路器中通常采用的是礦物油（如變壓器油），它具有較高的介質(zhì)強(qiáng)度和較強(qiáng)的熄滅電弧的能力。編輯本段工作原理　　當(dāng)油斷路器開(kāi)斷電路時(shí)，只要電路中的電流超過(guò)0.1A，電壓超過(guò)幾十伏，在斷路器的動(dòng)觸頭和靜觸頭之間就會(huì)出現(xiàn)電弧，而且電流可以通過(guò)電弧繼續(xù)流通，只有當(dāng)觸頭之間分開(kāi)足夠的距離時(shí)，電弧熄滅后電路才斷開(kāi)。1OkV少油斷路器開(kāi)斷20KA時(shí)的電弧功率，可達(dá)一萬(wàn)千瓦以上，斷路器觸頭之間產(chǎn)生的電弧弧柱溫度可達(dá)六七千度，甚至超過(guò)1萬(wàn)度。編輯本段作用及其危險(xiǎn)性　　多油和少油斷路器都要充油，其作用是滅弧、散熱和絕緣。它的危險(xiǎn)性不僅是在發(fā)生故障時(shí)可能引起爆炸，而且爆炸后由于油斷路器內(nèi)的高溫油發(fā)生噴濺，形成大面積的燃燒，引起相間短路或?qū)Φ囟搪?，破壞電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，使事故擴(kuò)大，甚至造成嚴(yán)重的人身傷亡事故。　　電弧熄滅過(guò)程：　　當(dāng)斷路器的動(dòng)觸頭和靜觸頭互相分離的時(shí)候產(chǎn)生電弧，電弧高溫使其附近的絕緣油蒸發(fā)氣化和發(fā)生熱分解，形成滅弧能力很強(qiáng)的氣體（主要是氫氣）和壓力較高的氣泡，使電弧很快熄滅。　　油斷路器的爆炸燃燒原因有以下幾個(gè)方面：　?。?）油面過(guò)低油斷路器觸點(diǎn)至油面的油層過(guò)薄，油受電弧作用而分解的可燃?xì)怏w冷卻不良，這部分可燃?xì)怏w進(jìn)入頂蓋下面的空間而與空氣混合，形成爆炸性氣體，在自身的高溫下就有可能爆炸燃燒。　?。?）油箱內(nèi)的油面過(guò)高析出的氣體在油箱內(nèi)得不到空間緩沖，形成過(guò)高的壓力，也可能引起油箱爆炸起火。　?。?）油的絕緣強(qiáng)度劣化雜質(zhì)或水分過(guò)多，引起油斷路器內(nèi)部閃絡(luò)。　?。?）操作機(jī)構(gòu)調(diào)整不當(dāng) 部件失靈，會(huì)使操作時(shí)動(dòng)作緩慢或合閘后接觸不良。當(dāng)電弧不能及時(shí)被切斷和熄滅時(shí)，在油箱內(nèi)產(chǎn)生過(guò)多的可燃?xì)怏w，便可能引起爆炸和燃燒。　?。?）遮斷容量小油開(kāi)關(guān)的遮斷容量對(duì)輸配電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是個(gè)很重要的參數(shù)。當(dāng)遮斷容量小于系統(tǒng)的短路容量時(shí)，斷路器無(wú)能力切斷系統(tǒng)強(qiáng)大的短路電流，致使斷路器燃燒爆炸，造成輸配電系統(tǒng)的重大事故。　?。?）其他油斷路器的進(jìn)、出線都通過(guò)絕緣套管，當(dāng)絕緣套管與油箱蓋、油箱蓋與油箱體密封不嚴(yán)時(shí)，油箱進(jìn)水受潮，或油箱不潔，絕緣套管有機(jī)械損傷都可造成對(duì)地短路引起爆炸或火災(zāi)事故。　　因此，斷路器在安裝前應(yīng)嚴(yán)格檢查，是否符合制造廠的技術(shù)要求。斷路器的遮斷容量必須大于裝設(shè)該斷路器回路的短路容量。檢修時(shí)，應(yīng)進(jìn)行操作試驗(yàn)，保證機(jī)件靈活可靠，并且調(diào)整好三相動(dòng)作的同期性。斷路器與電氣回路的連接要緊密，并可用試溫蠟片觀察溫度，觸頭損壞應(yīng)調(diào)換。檢修完畢應(yīng)進(jìn)行絕緣測(cè)試，并有專(zhuān)人負(fù)責(zé)清點(diǎn)工具，以防工具掉入油箱內(nèi)發(fā)生事故。投入運(yùn)行前，還應(yīng)檢查絕緣套管和油箱蓋的密封性能，以防油箱進(jìn)水受潮，造成斷路器爆炸燃燒。斷路器切斷嚴(yán)重短路故障后，即應(yīng)進(jìn)行檢查觸點(diǎn)損壞情況和油質(zhì)情況。　　在運(yùn)行時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查油面高度，油面必須嚴(yán)格控制在油位指示器范圍之內(nèi)。發(fā)現(xiàn)異常，如漏油、滲油、有不正常聲音等時(shí)，應(yīng)采取措施，必要時(shí)須立即降低負(fù)載或停電檢修。當(dāng)故障跳閘重復(fù)合閘不良，而且電流變化很大，斷路器噴油有瓦斯氣味時(shí)，必須停止運(yùn)行，嚴(yán)禁強(qiáng)行送電，以免發(fā)生爆炸。編輯本段滅弧室　　由絕緣材料制成并裝設(shè)在觸頭周?chē)?，用以限制電弧、并產(chǎn)生高速氣流對(duì)電弧進(jìn)行強(qiáng)烈氣吹而使電弧熄油斷路器滅。按照產(chǎn)生氣吹的能源,滅弧室可以分為3類(lèi)。①自能氣吹式滅弧室：利用電弧自身的能量使油分解出氣體，提高滅弧室中的壓力，當(dāng)吹弧口打開(kāi)時(shí)，由于滅弧室內(nèi)外的壓力差而在吹弧口產(chǎn)生高速油氣流，對(duì)電弧進(jìn)行氣吹而使之熄滅。②外能氣吹式滅弧室：利用外界能量(通常是由油斷路器合閘過(guò)程中被貯能的彈簧提供)在分?jǐn)噙^(guò)程中推動(dòng)活塞，提高滅弧室的壓力驅(qū)動(dòng)油氣吹弧而熄滅電弧。也有稱(chēng)此為強(qiáng)迫油吹式滅弧室。③綜合式滅弧室：它綜合了自能吹弧和外能吹弧的優(yōu)點(diǎn)，利用電弧自身的能量來(lái)熄滅大電流電弧，利用外界能量來(lái)熄滅小電流電弧，并可改善分?jǐn)嗵匦浴＿@種滅弧室結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，但分?jǐn)嘈阅芎谩３邏荷儆蛿嗦菲髦写蠖鄶?shù)采用這種滅弧室。　　油斷路器滅弧室中吹弧形式主要有4種(見(jiàn)圖)。①縱吹:油氣沿電弧軸線方向吹過(guò)電弧表面。②橫吹：油氣垂直于電弧軸線方向吹弧。③縱橫吹：既利用橫吹又利用縱吹的復(fù)合吹弧形式。④環(huán)吹：油氣從四周垂直于電弧軸線方向吹弧。按照主要吹弧形式可將油斷路器的滅弧室分別稱(chēng)為縱吹滅弧室、橫吹滅弧室、縱橫吹滅弧室和環(huán)吹滅弧室等。編輯本段分類(lèi)　　油斷路器按對(duì)地絕緣介質(zhì)的不同，可分為接地箱殼多油斷路器（簡(jiǎn)稱(chēng)多油斷路器）和帶電箱殼少油斷路器（簡(jiǎn)稱(chēng)少油斷路器）兩種。　?、俣嘤蛿嗦菲?其滅弧室裝在一個(gè)接地金屬箱中,通常用油量較多，油既用作滅弧介質(zhì)又用作對(duì)地絕緣。多油斷路器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,性能可靠,可以制成超高壓等級(jí)（如362kV），并可方便地帶電流互感器,配套性強(qiáng)，戶(hù)外使用時(shí)受大氣條件的影響小。多油斷路器的使用歷史悠久，使用和制造技術(shù)成熟，曾在電力系統(tǒng)中起過(guò)重要作用。但多油斷路器也有很多的缺點(diǎn)，特別是在超高壓等級(jí)時(shí)，體積龐大，消耗大量的鋼材和變壓器油，運(yùn)輸和安裝均有較大困難，引起爆炸和火災(zāi)的危險(xiǎn)性大。所以多油斷路器已趨于淘汰。　?、谏儆蛿嗦菲鳎浩錅缁∈已b在與大地絕緣的油箱中。油箱既可用金屬做成，也可以用絕緣材料制成。油僅作為滅弧介質(zhì)和斷口間絕緣用，而不作對(duì)地絕緣用，用油量少。　　少油斷路器主要由底架、絕緣子、傳動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)電系統(tǒng)、觸頭、滅弧室、油氣分離器、緩沖器及油面指示器等部分組成。合閘時(shí),操動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)傳動(dòng)拐臂連桿(見(jiàn)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu))，把力傳到主軸，主軸帶動(dòng)3根絕緣拉桿使三極動(dòng)觸桿向上作直線運(yùn)動(dòng)，最后插入靜觸頭中，操動(dòng)機(jī)構(gòu)扣住觸桿，使斷路器保持在閉合位置。在這一過(guò)程中，開(kāi)斷彈簧拉伸貯能，為分閘作準(zhǔn)備。分閘是當(dāng)操作機(jī)構(gòu)脫扣時(shí)，由于開(kāi)斷彈簧力的作用，使主軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)拉桿，從而使動(dòng)觸桿向下運(yùn)動(dòng)。最后因開(kāi)斷彈簧的預(yù)拉力作用，主軸拐臂緊靠在分閘定位件上，從而使斷路器保持在斷開(kāi)的位置上。　　110kV 及以上電壓等級(jí)的戶(hù)外式少油斷路器多采用開(kāi)斷電弧的單元斷口（或稱(chēng)開(kāi)斷單元）串聯(lián)、積木式組合的落地式總體結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)斷單元的電壓為55～110kV。例如SW6型少油斷路器，開(kāi)斷單元為55kV,屬于這一系列的220kV和330kV的少油斷路器將取雙柱四斷口和三柱六斷口的結(jié)構(gòu)，每極由四個(gè)和六個(gè)開(kāi)斷單元串聯(lián)而成，各斷口上均并聯(lián)電容器以均勻開(kāi)斷時(shí)斷口的電壓分布；每極各用一個(gè)單獨(dú)的液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作。SW7-220型220kV少油斷路器，因開(kāi)斷單元為110kV,所以每極取單柱雙斷口的結(jié)構(gòu)。　　少油斷路器的突出特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造和維修、價(jià)格低、使用方便。與多油斷路器相比，少油斷路器體積小、重量輕、用油量少，能采用積木式組裝成超高壓少油斷路器，并在電力系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。其缺點(diǎn)是燃弧時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)作較慢，檢修周期短，維修工作量大，受單元斷口的電壓限制，發(fā)展特高壓等級(jí)有困難等。: 回答者：網(wǎng)友

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