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第九章开关电器
开关电器是断开或接通电路的电气设备总称。按功能划分以下几类:
(1)仅用于断开或闭合正常工作电流的开关电器,如高压负荷开关、低压闸刀开关、接触器、磁力启动器等。
(2)仅用于断开过负荷电流或短路电流的开关电器
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第九章开关电器
开关电器是断开或接通电路的电气设备总称。按功能划分以下几类:
(1)仅用于断开或闭合正常工作电流的开关电器,如高压负荷开关、低压闸刀开关、接触器、磁力启动器等。
(2)仅用于断开过负荷电流或短路电流的开关电器,如高、低压熔断器。这种电器,在电路开断后,必须更换部件才能再次使用。
(3)用于断开或闭合正常工作电流、短路电流的开关电器;如高压断路器、低压自动空气断路器等。直流断路器。
(4)不要求断开或闭合电流,但具备一定的切、合电容电流和环流的能力,只用于检修时隔离电压的开关电器;如隔离开关。
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高压断路器概论
***化硫(SF6)断路器
采用SF6气体作为灭弧介质的断路器称为SF6断路器。这种断路器具有开断能力强、体积小等特点,但结构较复杂,金属消耗量大,价格较贵。SF6断路器除作为一般开断电器单独使用外,还常与以SF6作绝缘的其他电器组成封闭式组合电器(GIS),可以大量节省占地面积。SF6断路器常用于110kV电压级及以上的电力系统中。
采用油作为灭弧介质的断路器称为油断路器。油断路器中的油除了作为灭弧介质外,还作为触头开断后弧隙的绝缘介质以及带电部分与接地外壳之间的绝缘介质的,称为多油断路器,
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油只作灭弧介质和触头开断后的弧隙绝缘介质,而带电部分对地之间的绝缘采用瓷介质,则称为少油断路器。
采用压缩空气作为灭弧介质的断路器称为空气断路器。空气断路器具有灭弧能力强、动作迅速等特点,但其结构较复杂,有色金属消耗量较大。
4,真空断路器
利用真空的高介质强度来灭弧的断路器,称为真空断路器。这种断路器具有灭弧速度快、触头材料不易氧化、寿命长、体积小等特点。
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3~1OkV断路器主要有少油、真空、SF6型断路器。空气断路器用得较少。对较小容量的电动机和变压器可用真空接触器和限流熔断器配合电器FC,其特点和使用范围如下:
(1)少油型断路器,我国以前200MW机组以下大多数采用,其结构简单、参数较齐、价格便宜,但动作速度慢(),有火灾、爆炸危险,不宜频繁操作,且检修周期短,故主厂房内的厂用系统要求无油化后更少使用。
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(2)真空断路器:它完全自成一体,不需向其中充气,不会引火或喷气,动作速度快(—),不需维护,不可燃,操作时噪声小,有很高的开断能力,开断近区故障时,不需加电容器或电阻。
但在断路器合闸和切断电动机时会产生过电压,要采用氧化锌避雷器、压敏电阻或阻容吸收器等保护过电压,目前125MW以上机组电厂多采用真空断路器或真空断路器与FC组合电器共用。
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(3)SF6断路器:它使用低气压和低流速,可使断路器开断时电流截断趋势减至最小,并能在开断容性电流时不产生重燃。SF6气体为闭路系统,基本不受环境影响,但存在气体噪声问题,其内部气体的泄漏量极小,没有火灾和爆炸危险。断路器的维护周期长。由于对SF6气体认识不足,品种还较少,故应用范围小于真空断路器。
(4)熔断器加接触器(FC)回路:由高压限流熔断器、接触器、集成化的多功能保护电器及操作过电压保护装置组成的具有各种功能的回路,它一般与真空断路器或SF6断路器联合使用于125MW及以上机组的厂用系统中。一般对1200kW以下电动机和1600kVA及以下变压器回路或频繁操作回路采用。
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(1)FC主要优点如下:
1)分断能力强,动作速度快,可用于短路电流≤40kA的厂用系统。当预期短路电流大于其百倍额定电流时,具有很高的限流特性,。
2)合闸速度快,可实现快速切换,由于FC与真空断路器或SF6断路器联合,合闸速度为70ms左右。
3)由于FC的限流特性和动作焦耳积分特性,使电缆截面可减少,
4)无燃烧和爆炸危险。
5)检修周期长,可频繁操作。
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高压断路器的基本参数
额定电压UN是指断路器长期工作的标准电压。电力系统在运行中允许土5%UN的电压波动,断路器必须适应在允许电压变化范围内长期工作。断路器还规定了最高工作电压,对额定电压在3~220kV范围内的断路器,其最高工作电压较额定电压高15%左右;对330kV以上者,最高工
作电压较额定电压高10%。断路器额定电压与最高工作电压对应值,见表9—1。
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额定电压的大小影响断路器的外形尺寸和绝缘水平,额定电压越高要求