毕业设计论文浅谈六氟化硫断路器及其调试

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1、2016届本科毕业论文题目：浅谈六氟化硫断路器及其调试学 院： 职业教育学院 专业年级： 2012级 机 制 学 号： 2012035116 姓 名： 指导老师： 2016年5月30日摘 要随着国民经济的发展，各行各业的用电需求也逐渐增加电力系统负荷日益大供电可靠性要求逐步提高，变电站的开关也逐渐由油开关换成新型的六氟化硫开关。所以电力设备的试验是保证电力设备健康运行的必要手段，它关系着设备的利用率、事故率、使用寿命、人力物力财力的消耗，以及电力企业的整体效益等诸多问题。本文概述了电力设备高压试验的含义，主讲六氟化硫断路器，分析了他在变电站的重要意义及其工作原理。我通过顶岗实习的经历浅显的谈论

2、了六氟化硫断路器的试验步骤及其注意事项。关键词：六氟化硫断路器；试验；注意事项abstractWith the development of the national economy, people from all walks of life electricity demand also gradually increased power system load is high reliability requirements are gradually improve, Substation Switching gradually by the oil switch is changed

3、 into a model of sulfur hexafluoride switch. So power equipment test is to ensure that the necessary measures for the healthy operation of the electric equipment, it relates to the equipment utilization rate and the accident rate, consumption of life, human, material and financial resources, and the

4、 electric power enterprise overall benefit, and many problems. The meaning of this paper is an overview of the high voltage test of power equipment, speaker sulfur hexafluoride circuit breaker, analyzes the he in the importance of substation and its working principle. Through my internship experienc

5、e plain talk about the test step six sulfur hexafluoride circuit breaker and its precautions.Key words: Six sulfur fluoride circuit breaker; test; precautions目 录引言1一、断路器的结构及试验步骤1二、断路器试验项目4（一）绝缘电阻4（二）合闸接触器和分合闸电磁铁线圈的直流电阻和绝缘电阻4（三）分合闸时间及同期5（五）合、分闸电磁铁的动作电压6（六）断路器灭弧室微量水分测量7（七）断路器六氟化硫密度继电器校验7（八）六氟化硫断路器整体和断

6、口间绝缘电阻7（九）断路器整体和断口间交流耐压试验8（十）断口并联电容器的绝缘电阻、电容量和tg8结论11参考文献12引言高压输变电工程的建设一般要经过高压试验研究、高压设备研制、高压设备试运行的考核等几个阶段，而电力设备的高压试验是完成上述必经阶段的基本手段和前提。对电力设备的试验是保证电力设备健康运行的必要手段，它关系着设备的利用率、事故率、使用寿命、人力物力财力的消耗，以及电力企业的整体效益等诸多问题。对电力设备做高电压试验主要目的是：在制造厂时，对所有的原材料的试验，制造过程的中间试验，产品定型及出厂试验。其目的是检验新的高压电气设备是否符合有关的技术标准规定，严禁不合格的高压设备出厂

7、。对于大修后的设备进行高电压的各种试验。其目的是判定设备在维修、运输过程中是否出现绝缘损伤或性能变化，以及大修后修理部位的质量是否符合原标准。 对于正在运行中的电力设备，则按规定周期进行例行的试验，一般将这种例行试验称作预防性试验。通过预防性试验可以及时发现电气设备内部隐藏的缺陷，配合检修加以消除，以避免设备绝缘在运行中由于工作电压尤其是系统过电压的作用被击穿，造成严重的设备事故以及人身事故。这样就能做到预防为主，使设备能反期、安全、经济的运行。一、断路器的结构及试验步骤高压试验对安全设计具有特殊要求，安全设计是否合理直接关系到高压试验的测量准确度和工作人员的安全，因此高压试验的安全设计非常必

8、要。 断路器是变电站的主要电气设备之一。它不仅在系统正常运行时能切断和接通高压线路及各种空载和负荷电流，而且当系统发生故障时，通过继电保护装置的作用能自动、迅速、可靠地切除各种过负荷电流和短路电流，防止事故范围的发生和扩大。 随着国民经济的迅速发展，各行各业的用电需求量也急剧增加，电力系统负荷日益增长，供电可靠性要求逐步提高；变电站的开关也逐渐由油开关换代成新型的六氟化硫开关。图 1六氟化硫断路器内部结构原理图 图 2六氟化硫断路器外观结构图由于六氟化硫开关在电力系统中得到广泛应用，下面谈谈六氟化硫开关的工作原理及异常处理。六氟化硫开关是利用六氟化硫气体作绝缘介质和灭弧介质的新型开关。六氟化硫

9、气体是无色、无味、无毒，不可燃的惰性气体，具有很高的抗电强度和良好的灭弧性能，介电强度远远超过传统的绝缘气体。因此，其用于电气设备中，可以缩小设备尺寸，消除火灾，改善电力系统的可靠性和安全性。 六氟化硫开关由本体结构（采用三相共箱式结构）、操作机构、灭弧装置三部分组成。具有结构简单，体积小，重量轻，断流容量大，灭弧迅速，允许开断次数多，检修周期长等优点，是今后电力系统推广应用的方向。 六氟化硫开关内经常充满了35个大气压的六氟化硫气体作为断路器的内绝缘，在断路器断开的过程中，由动触头带动活塞压气，以形成用来吹熄电弧的气流。 六氟化硫开关灭弧室的基本结构由动触头，绝缘喷嘴和压气活塞连在一起，通过

10、绝缘连杆由操作机构带动。定触头制成管形，动触头是插座式，动、定触头的端部都镶有铜钨合金。绝缘喷嘴用耐高温、耐腐蚀的聚四氟乙烯制成。 开关进行分闸时，动触头、活塞一起向右运动。动、定触头分开后产生电弧，活塞向右迅速移动时使右侧的气体受压缩，产生气流通过喷嘴，对电弧进行纵吹，使电弧熄灭。此后，灭弧室内的气体通过定触头内孔和冷却器排入开关本体内。 开关进行合闸时，操作机构带动动触头、喷嘴和活塞向左运动，使定触头插入动触头座内，使动、定触头有良好的电接触，达到合闸的目的。 六氟化硫开关二次接线在接线调试中应注意下面几点：1.分闸电气连锁靠转换FK来实现，机构内部已有可靠的分合闸机械联锁。手动分闸时，如

11、拉不动分闸环（分闸闭锁）时，不要用力拉；欲合闸而拉不动合闸环时，也不要用力拉。此时应观察指针位置后，再进行分、合闸操作。电接点真空压力表引线在罩的下部，从该压力表的常开接点引出。出厂时已将下限指针调至0.2.Mpa（按0.2.5Mpa，-1.0考虑），当六氟化硫气压降低至少于0.2.Mpa时，触点即行关合，接通继电保护回路。用户可根据运行要求适当调高下限，但不得低于0.2.Mpa。靠箱体外侧的是合闸拉环，靠箱体里边的是分闸拉环，手动操作时切勿拉错。贮能电动机必须用交流电源。 六氟化硫开关是利用六氟化硫密度继电器来监视气体压力的变化的。当六氟化硫气体压力下降到第一报警值时，密度继电器动作，报出补

12、气压力的信号。当六氟化硫气体压力下降到第二报警值时，密度继电器动作，报出闭锁压力的信号，同时把开关的跳合闸回路断开，实现分、合闸闭锁。 纯净的六氟化硫气体是无色、无味、无毒、化学性很稳定的气体。在开关内的六氟化硫气体，经电弧分解后，会产生许多有毒的、具有腐蚀性的气体和固体分解物，这不仅影响到设备的性能，而且危及到运行和检修人员的安全。所以，在处理漏气故障时一定要注意做好防护措施。六氟化硫开关在运行中发生六氟化硫气体泄漏时，如嗅到有强烈刺激性气味，在这种情况下，运行或检修人员必需穿戴防护用具。特别要注意工作现场不准吸烟。工作中若发生流泪、流鼻涕、咽喉中有热辣感、发音嘶哑头晕以及胸闷、恶心、颈部不

13、适等中毒症状，应迅速离开现场，到空气新鲜处休息。必要时应到医院检查治疗。当密度继电器动作，报出补气压力的信号时，及时检查压力表的指示，检查信号报出是否正确，开关是否漏气；在运行中，同一温度下相邻两次记录的压力值相差（0.1.0.3）1.05Pa时，则开关可能漏气，有条件的可用检漏仪器检查。在检查时，如感到有刺激性气味或自感不适，应立即离开现场1.0m以外。同时，必须穿戴防护用具才能接近设备。如果检查没有漏气现象，属于长时间运行中气压的正常下降，应及时汇报工区领导，由专业检修人员带电进行补气。补气后，应继续监视气压。如检查有漏气现象，应立即上报调度及时转移负荷或改变运行方式，将故障开关停电处理。

14、当密度继电器动作，报出闭锁压力的信号时，表明气体压力下降较多，说明有严重的漏气现象。在这种情况下，开关跳闸回路已经闭锁。一般情况下，报出闭锁压力信号之前，应会先报出补气压力信号，经检查确有漏气现象时，应迅速采取措施：1.先拔掉开关的操作保险，以防止万一闭锁不可靠造成开关跳闸时不能灭弧，然后汇报调度；2.尽快用专用闭锁工具，将开关的传动机构卡死。此后，可以再装上操作保险，防止万一线路上有故障时，开关的失灵保护启动回路仍可以起作用；3.立即转移负荷，利用倒运行方式的方法，将故障开关停电处理，并补充。如无法倒运行方式，应立即将负荷转移。开关只能在不带电的情况下（1.1.0kv及以上开关）断开，然后停

15、电进行检修处理。 另外，如果有大量六氟化硫气体泄漏时，运行人员在设备附近进行检查、操作和布置安全措施后，将所使用过的保护用具应清洗干净，人员也应及时洗手或洗操。在进行上述工作中，必须有监护人在场，以确保安全。 二、断路器试验项目（一）绝缘电阻1.在断路器合闸状态下，采用2.500V兆欧表，检查导电回路对地绝缘。2.在断路器分闸状态下，采用2.500V兆欧表，检查各断口间的绝缘以及内部灭弧室是否受潮或烧伤。如果绿色指示灯亮，读绿灯那一栏；红色指示灯亮，读红灯那一栏。试验完毕后，将测试电路对地放电。记录数据。安全措施及注意事项1.试验时应记录环境温度。2.测量后充分放电试验标准：辅助和控制回路绝缘

16、电阻不低于1.M2.在进行交流耐压试验前后绝缘电阻值不应降低（二）合闸接触器和分合闸电磁铁线圈的直流电阻和绝缘电阻使用单臂电桥测量合闸接触器和分合闸电磁铁线圈的直流电阻，使用1.000V兆欧表测量绝缘电阻安全措施及注意事项测量后充分放电试验标准：1.绝缘电阻不低于1.M2.直流电阻应符合制造厂规定（三）分合闸时间及同期将断路器特性测试仪的合、分闸控制线分别接入断路器二次控制线中，用试验接线将断路器一次各断口的引线接入测试仪的时间通道将可调直流电源调至额定操作电压，通过控制断路器特性测试仪，对断路器进行分、合操作，得出是各相合、分闸时间及合闸弹跳时间。试验时也可采用站内直流电源作为操作电源；对于

17、电磁操作机构，应将合闸合控制线接至合闸接触器线圈回路安全措施及注意事项:试验时也可采用站内直流电源作为操作电源；对于电磁操作机构，应将合闸合控制线接至合闸接触器线圈回路。采用外接直流电源时，应防止串入站内运行直流系统。试验标准：合、分闸速度、时间与合、分闸不同期应符合制造厂的规定。高压开关特性试验仪 1时间:2016.1.25地点:内蒙古乌海市海化工业区220KV开闭站试验仪器：开关特性测试仪试验步骤：仪器上有相应的高低压接线口，使用三根测试线分别连接高压及仪器A B C三项，另用三根线连接低压端子箱及仪器低压侧的a b c三项。接通电源开始试验。选择屏幕分闸、按下保险开关，听断路器三项是否动

18、作，查看屏幕数据，例如数据如下A33.9 B34.3 C33.6 查看同期时间0.7即数据最大值减最小值。按照国家标准，分闸时间介于24-40ms之间，同期时间小于5ms为合格（断路器三项跳闸时间超过5ms，即A相比B C相跳闸慢会造成三项不平衡，即B C 相电压为额定电压的1.414倍，B C相超负荷运行会对其他高压设备造成损坏。所以严禁同期时间大于5ms），所以数据无误。同理做合闸试验得出结果如A100.8 B99.8 C101.3同期时间1.5ms。按照国家标准，分闸时间介于80-110ms之间，同期时间小于5ms为合格所以数据无误。按下仪器自带打印机打印数据。整理仪器试验结束。（四）回

19、路电阻将六氟化硫断路器合闸，将导电回路测试仪试验线接至断路器一次接线端上，电压线接在内侧，电流线接在外侧。如采用直流压降法测量，则电流应不小于1.00A安全措施及注意事项:接线时应做好应做好防感应电触电和防止高空坠落措施，注意保持与带电设备距离试验标准：大修后导电回路电阻数值应符合制造厂的规定（五）合、分闸电磁铁的动作电压将直流电源的输出经刀闸分别接入断路器二次控制线的合闸或分闸回路中，在一个较低电压下迅速合上并拉开直流电源出线刀闸，断路器不会动作，逐步提高此电压值，重复以上步骤，当断路器正确动作时，记录此前的电压值。则分别为合、分闸电磁铁的最低动作电压值。开关特性测试5.1.分闸不同期不大于

20、2.ms，合闸不同期不大于3ms。5.2.合闸弹跳时间不应大于3ms。5.3分闸反弹幅值不大于触头开距的2.0%。5.4控制电压数值为额定电压85%1.1.0%时，断路器应可靠合闸和分闸。5.5采用直流操作控制，操作控制电压为额定电压的80%1.1.0%时，断路器应可靠合闸；为额定电压的65%1.2.0%时，断路器应可靠分闸。此外，当操作控制电压在额定电压的30%以下时，断路器应不能分闸。将断路器特性测试仪的合、分闸和储能控制线分别接入断路器二次控制线中，用试验接线将断路器一次上口的引线接入测试仪的时间通道。下口用短接线封到一块。将可调电源调至额定操作电压，通过控制断路器特性测试仪，对断路器进

21、行分、合操作，得出是各相合、分闸时间及合闸弹跳时间。打印数值。5.6合分闸速度及分闸反弹幅值本项试验可结合断路器合、分闸时间试验同时进行，将测速传感器可靠固定，并将传感器运动部分牢固连接至断路器机构的速度测量运动部件上。利用断路器特性测试仪进行断路器合、分操作，根据所得的时间行程特性求得合、分闸速度以及分闸反弹幅值。打印数值。5.7低跳、低合测试进入断路器特性测试仪界面，选特殊试验，选低跳或低合试验，设置好电压，开关动作后记录电压值。安全措施及注意事项:采用外接直流电源时，应防止串入站内运行直流系统试验标准：合闸电磁铁的最低动作电压不应大于额定电压的80%，在额定电压的80%1.1.0%范围内

22、可靠动作。分闸电磁铁的最低动作电压应在额定电压的30%65%的范围内，在额定电压的65%1.2.0%范围内可靠动作。当电压低至额定电压的30%或更低时不应脱扣动作（六）断路器灭弧室微量水分测量使用金属管路或聚四氟乙烯管路将灭弧室与仪器可靠连接安全措施及注意事项:试验人员应戴好防护用具,站在上风口试验标准：交接不大于1.50L/L运行中不大于300L/L（七）断路器六氟化硫密度继电器校验将密度继电器与仪器可靠连接。安全措施及注意事项:试验人员应戴好防护用具,站在上风口,密度继电器恢复时防止泄漏试验标准：实测值与标准值相差不大于0.01.5（八）六氟化硫断路器整体和断口间绝缘电阻使用2.500V兆

23、欧表测量六氟化硫断路器整体和断口间绝缘电阻安全措施及注意事项:测量后充分放电试验标准：对整体绝缘电阻参照制造厂规定或自行规定（九）断路器整体和断口间交流耐压试验对设备加压前将保护球隙调整至1.051.1.倍试验电压，限流电阻可按1.欧/伏选取。对断路器分别进行三相合闸对地、断口间进行耐压。安全措施及注意事项:1.接线时应注意保持与带电设备距离。2.试验过程应有人监护并呼唱，当出现异常情况时，应立即停止试验，查明原因后，方可继续试验试验标准：(十)断口并联电容器的绝缘电阻、电容量和tg使用2.500V兆欧表测量断口并联电容器的绝缘电阻，测量用短路线充分放电。电容量和介损测量：断路器处于分闸位臵时

24、，参照各介损测试仪进行试验接线，试验采用正接线法安全措施及注意事项:绝缘电阻测量后应充分放电2.介质损耗试验中应注意测试高压线对地绝缘问题和人身安全3介损电桥应接地良好试验标准：交接时测量SF6断路器各断口及并联电容并联后的电容量和介损质耗角正切，并作为该设备原始记录，以后试验应与原始值比较，应无明显变化在测量完毕后要及时整理并做出报告，如下图：安装位置六氟化硫断路器试验报告（一）电压等级嘉鑫回出线间隔110KV设备铭牌：型号：LW30-1.2.6出厂编号：1.2.0395额定电压：1.2.6kV额定电流：31.50A额定短路开断电流：40kA制造日期：2012.年07月制造厂：山东泰开高压开

25、关有限公司试验项目及结果：试验日期：2015年10月16日温度：3湿度：40%一、测量分合闸线圈直流电阻（）使用仪器：VC9803合92.3分75.2.二、绝缘拉杆绝缘电阻m使用仪器：2.500V兆欧表ABC绝缘电阻100000+100000+100000+三、测量断口回路电阻：使用仪器：HLDZ-1.00AABC标准回路电阻（）33353360四、操作试验：试验项目分合合分分备注额定电压百分数1.001.00856530操作次数均三次试验电压（V）2.2.02.2.01.001.1.066动作结果动作良好动作良好动作良好动作良好不动作五、SF6气体泄漏试验：使用仪器：TIF-XP-1.A定性

26、检查：无漏点。备注：试验结论：以上试验项目合格安装位置六氟化硫断路器试验报告（二）电压等级嘉鑫回出线间隔1.1.0kV试验项目及结果六、分合闸线圈绝缘电阻M：使用仪器：500V兆欧表合500+分500+七、密度继电器检查：仪器HDPI2.000C便携式压力校验仪额定2.0气压/实充气压报警动作值/返回值闭锁动作值/返回值0.50Mpa/0.52.Mpa0.45Mpa/0.46Mpa0.40Mpa/0.41.Mpa八、动作特性测定：使用仪器：DC-2.000单位：msA相B相C相标准合闸时间100.899.8101.380-110合闸不同期1.55分闸时间33.934.333.626-40分闸不

27、同期0.73九、SF6微水含量测试：使用仪器：DMP-2.48测量值（ppm）881.50备注：试验结论：以上试验项目合格结论能进行高电压大功率试验的专用高电压、大功率设施，又称高电压强电流试验站。它是用以研究开发高压开关设备特别是高压断路器的主要设施。高电压大功率试验站，除了具备能提供直接试验能力达数千mva短时三相功率的大功率电源外，同时配备有相应的高电压实验设备。虽然国外进行过大量的高压试验研究取得的成果可供借鉴和参考，但由于各国国情不同，试验研究的侧重点也不尽相同，取得的试验结果不能完全被我国高压输变电工程所采用，必须结合我国国情系统地开展高压输电技术的试验研究，包括高压电力设备的长期

28、带电考核，因此，建设高压试验站是十分必要的。总之，电力设备的高压试验是一项高技术复杂工程，它涉及管理模式、评估技术、监测技术、诊断技术、经济分析、人员素质等多个方面，其核心是建立一套相应的规范来保证先进高压试验的实施，以实现对设备在高压下运行、检修的全方位的现代化的管理。就目前而言，对SF6断路器机构工况的检测、SF6气体纯度的监督和检测由于一些原因没有全部展开。所以对于对SF6的检修等方面的研究依然很局限，但随着在电力系统中越来越多的使用SF6，在检测和维护措施也将不断加强，技术经验的水平不断提高，为SF6电气设备安全的运行提供可靠准确的技术依据和经验支持。参考文献1 范锡普主编，发电厂电气

29、部分，中国电力出版社，2000年3月。2 王崇林、邹有明主编，供电技术，煤炭工业出版社，20001年5月。3 吴再希 熊信银主编，电力工程，华中科技大学出版社，2003年10月。4 熊信银主编，发电机及电气系统，中国电力出版社，2005年5 牟道槐主编，发电厂电气部分，重庆大学出版社，2006年。6 刘宝林主编，电气设备应用手册，中国水利水电出版社，2000年。7 曹绳敏主编，电力系统设计参考资料，中国电力出版社，2006年。8 陈连主编，发电厂电气工程，水利水电出版社，2005年。9 何仰攒主编，电气工程电气设计手册，水利水电出版社2006年。，10 傅知兰主编，电力系统电气设备选择，中国电

30、力出版社，2004年。11 王崇林 邹有明.供电技术.煤炭工业出版社12 李义山.变配电实用技术.机械工业出版社13 孟祥忠.煤矿35kV变电站变压器的最优选择.煤炭技术.199514 杜向阳.煤矿35kV变电站综合自动化改造. 机械管理开发.200415 毛翊.谈矿井35kV变电所电气设备布置型式设计.煤炭工程.200516 吴希再.电力工程.武汉:华中科技大学出版社.200017 焦留成.实用供配电技术手册.北京:机械工业出版社.200118 刘介才.工厂供电设计指导. 北京:机械工业出版社.200019 张宏勋等.煤矿电工手册（修订本）（上）.北京：煤炭工业出版社.199420 顾永辉等.煤矿电工手册（修订本）（下）.北京：煤炭工业出版社.199421 赖昌干 刘湘元.地方煤矿供电与电气化. 煤炭工业出版社.199022 刘思沛 聂文笼等.煤矿供电. 煤炭工业出版社.198023 徐之等编.煤矿供电及其设备. 煤炭工业出版社.1993