油断路器

第四章油断路器概述油断路器是最早出现的断路器，运行历史最悠久，直到现在油断路器在电网中仍占有一定的数量。按照绝缘结构的不同，油断路器有多油断路器和少油断路器两种。多油断路器中的油既作灭弧介质，又是主要的绝缘介质（承受带电体对地绝缘），而少油断路器中油主要作灭弧介质，不作为主要的绝缘介质（承受断开位置触头之间的绝缘）。一、油断路器的灭弧原理以开断电路为例，过程可分为：（1）动、静触头分离的瞬间在触头之间产生电弧。（2）绝缘油在电弧的高温作用下，被迅速蒸发和分解成油蒸汽和其他气体，在电弧周围形成混合气泡。（3）气体被密封在灭弧室内，使灭弧室内压力不断增高，电弧中游离质点的浓度增加，增强了复合，加强了去游离作用。由于温度和压力差，气泡内产生剧烈的扰动，加强了对弧柱的冷却作用。（4）随着触头间距的增大，电弧被拉长，在电弧电流过零时，断口间的介质强度很快恢复，使电弧熄灭。首页约有70%～80%是具有强烈冷却作用和扩散作用的氢气。过程可概括为：（1）产生电弧。（2）在电弧周围形成混合气泡。（3）增强了复合，加强了去游离作用；加强了对弧柱的冷却作用。（4）电弧熄灭。结论：油断路器是一种自能式断路器，即是利用电弧本身的能量来熄灭电弧。采用各种类型的灭弧装置，可提高介质强度的恢复速度，缩短燃弧时间。如横吹灭弧室、纵吹灭弧室以及纵横吹灭弧室等。二、油断路器的结构1.少油断路器少油断路器的触头和灭弧系统放置在装有少量绝缘油的绝缘筒中，其绝缘油主要作为灭弧介质，只承受触头断开时断口之间的绝缘，不作为主要的绝缘介质。少油断路器中不同相的导电部分之间及导体与地之间是利用空气、陶瓷和有机绝缘材料来实现绝缘。优点：油量少，体积小，重量轻，运输、安装、维修方便。结构简单，产品系列化强。主要技术参数比多油断路器好，动作快，可靠性高。价格优势很明显，适用于要求不高的场合。种类：按安装地点分为户内式和户外式两种。二、油断路器的结构（1）SN10－10系列户内少油断路器断路器每相一个油箱，三相均装在一个钢框架上，利用支持瓷瓶与框架绝缘。上帽绝缘筒（灭弧室）基座二、油断路器的结构SNl0－10系列少油断路器基本结构相似，均由框架、传动系统和箱体三部分组成。1－排气孔盖；2-注油螺栓；3－回油阀；4-上帽装配；5-上接线座；6-油位指示计；7-静触座装配；8-逆止阀；9-弹簧片；10-绝缘套筒；11-上压环；12-绝缘环；13-触指；14-弧触指；15-灭弧室装配；16-下压环；17-绝缘筒装配；18-下接线座；19-滚动触头；20-导电杆装配；21-特殊螺栓；22-基座装配；23-油缓冲器；24-放油螺栓；25-合闸缓冲器；26-轴承座；27-主轴；28-分闸限位器；29-绝缘拉杆；30-支持绝缘子；31-分闸弹簧；32框架装配框架上装：分闸弹簧31、支持绝缘子30、分闸限位器28和合闸缓冲器25。传动系统：包括转轴27和绝缘拉杆29。箱体中部装：灭弧室，采用纵横吹和机械油吹联合作用的灭弧装置，通常为三级横吹，一级纵吹。箱体的下部：球墨铸铁制成的基座22，基座内装有转轴、拐臂和连板组成的变直机构，变直机构连接导电杆。基座下部：装有分闸油缓冲器23和放油螺栓24，分闸油缓冲器在分闸时起缓冲作用，吸收分闸终了时的剩余能量。导电回路：电流由上接线座5引入，经过静触头7、导电杆20和滚动触头19，从下接线座18引出。当断路器分、合闸时，操动机构通过主轴、绝缘拉杆和基座内的变直机构，使导电杆上下运动，实现断路器的分、合闸。二、油断路器的结构上帽静触头灭弧室导电杆二、油断路器的结构基座下接线座框架装配二、油断路器的结构（2）SW6系列户外少油断路器户外少油断路器主要由底架、支柱绝缘子、传动系统、触头系统、灭弧系统、缓冲器及油位指示器等部分组成。l－座架；2－支持绝缘子；3－三角形机构箱；4－灭弧装置；5－传动拉杆；6－操动机构；7－均压电容器；8－支架；9－卡固法兰；10－直线机构；11－中间机构箱；12－导电杆；13－放油阀；14－玻璃钢筒；15－下衬筒；16－调节垫；17－灭弧片；18－衬环；19－调节垫；20－上衬筒；21－静触头；22－压油活塞；23－密封垫；24－铝压圈；25－逆止阀；26—铁压圈；27－上法兰；28－接线板；29—上盖板；30－安全阀片；31－帽盖；32－铝帽；33－铜压圈；34－通气管；35－瓷套，36－中间触头；37－毛毡垫；38－下铝法兰；39－导电板；40－M10螺丝；41－M12螺母；42－导向件；43－M14螺丝；44－压油活塞弹簧；45－M12螺丝；46－胶垫；47－压油活塞装配断路器各断口单元均为标准结构，每柱由底架、支柱瓷套、中间传动机构和两个断口组成，呈“Y”型布置。SW6－110型每相为一柱两个断口，SW6－220型每相由两柱四个断口串联组成。底架：由型钢焊接而成，上面装有传动拐臂、油缓冲器和合闸保持弹簧。支柱瓷套：采用弹簧卡固固定，构成对地绝缘，内有绝缘油和提升杆。中间传动机构：位于支柱瓷套上部的三角箱内。灭弧室：主体是一个高强度环氧玻璃钢筒，它起压紧保护灭弧室瓷套的作用，也作为开断时高压力的承受件，筒内放有隔弧板，组成多油囊的纵吹灭弧室。为了均衡电压分布，在各断口上并联有均压电容器。触头座内装有压油活塞，以提高开断小电流的性能。导电部分装有铜钨合金触头、触指、保护环，以提高开断能力，延长使用周期。每相断路器配用一台液压操动机构操动，由电气实现三相机械联动。二、油断路器的结构灭弧室结构静触头压油活塞中间触头1、4－灭弧片；2－衬垫；3－绝缘管1－引弧环；2－铜套；3－触指；4－弹簧；5－平垫；6－弹簧片；7－M6螺栓；8－静触座L－锁片；2－M16螺母；3一弹簧垫圈；4一垫圈；5一活塞；6一压油活塞绝缘圈；7－压油活塞管；L－上触头座；2－弹簧；3、4、5－M8螺栓；6－触指；7－下触头座二、油断路器的结构底座与支持瓷瓶装配油缓冲器放油阀1－绝缘拉杆；2－瓷瓶；3－防雨垫；4－法兰；5－弹簧；6－底座；7－合闸保持弹簧；8－油缓冲器；9－放油阀；l0－外拐臂；11－主轴；12－内拐臂；13－紧固螺栓1－撞杆；2－弹性挡圈；3－盖；4－套筒；5－钢球；6－弹簧；7－活塞（a）灭弧室放油阀；（b）底座放油阀1－阀座；2、4、6－O型密封圈；3－阀杆；5－螺帽二、油断路器的结构中间机构1－导电杆铜钨触头；2－导电杆；3－法兰；4－手孔盖；5、7、10、14－联板；6－轴销孔；8－导电杆背帽；9－连接轴销；11、29－垫圈；12－绝缘拉杆；13－轴销：15－滑动轴销；16－滚轮；17、18－滑道；19－连接轴；20－法兰螺栓；2l－密封垫；22－法兰：23－卡固弹簧；24－支持瓷瓶；25、26－轴套；27－滚轮；28－开口销三、油断路器的操作机构1、CDl0型电磁操动机构电磁操动机构由作功元件（电磁系统）、连板系统、合闸维持、脱扣装置和缓冲系统等几部分组成。机构左侧装有辅助开关，右侧装有分闸电磁铁，机构下部为合闸电磁铁。合闸电磁铁下部由铸铁座和调整缓冲垫组成，座上装有合闸手柄供检修手动合闸用，橡胶调整缓冲垫不仅可起铁心缓冲作用，并可用于调整铁心顶杆与轮之间隙，以调整合闸速度。三、油断路器的操作机构.结构和特点采用悬挂式结构，由自由脱扣机构，电磁系统和缓冲系统等组成。1－合闸铁心；2－磁轭；3－接线板；4－信号用辅助开关；5－分合指示牌；6－罩壳；7－分合闸用辅助开关；8－分闸线圈；9－分闸铁心；10－合闸线圈；11－接地螺栓；12－连接头；13－操作手柄；14－盖板三、油断路器的操作机构动作原理（a）准备合闸状态；（b）合闸过程；（c）合闸到顶位置；（d）合闸动作结束；（e）分闸动作；（f）自由脱扣动作。1－止钉；2、3－连杆；4－输出轴；5－连杆机构；6－支架；7－轴；8－合闸铁心顶杆；9－分闸铁心三、油断路器的操作机构2.液压操动机构结构和特点工作原理闭锁防护功能（1）油泵超时运转闭锁功能。（2）防慢分闭锁功能。1）电气闭锁。2）慢分阀。3）机械法。（3）油压低闭锁功能。液压机构：利用高压压缩气体（氮气）作为能源，液压油作为传递能量的媒介，注入带有活塞的工作缸，推动活塞作功，使断路器进行合闸和分闸的机构。主要结构：储能元件、控制元件、操动（执行）元件、辅助元件、电气元件。优点：输出功率大，时延小、动作快，负载特性配合好，噪声小，速度易调整，可靠性高，维修方便等。缺点：加工工艺要求高，如果制造或装配不良，容易渗漏油，速度特性易受环境温度的影响。液压操动机构采用差动原理，利用同一工作压力的高压油作用在活塞两侧的不同截面上产生作用力差，从而使活塞运动来驱动断路器进行分合闸操作。一般在分闸侧常充有高压油，而在合闸侧则由阀系统进行控制，只有在合闸操作及合闸位置时才充入高压油，在分闸位置时与低压油箱连通。机械能是储存在储压筒内，储压筒储存能量的方式：①利用氮气来储存能量。②弹簧储能方式。三、油断路器的操作机构CY型液压操动机构机构主要由机构箱、储压筒、阀系统、工作缸、油泵、控制板等组成l、4、6、8、9、11、2l、25、26－管道；2－过滤油；3－油泵；5、17－逆止阀；7－储压筒；l0－管接头；12－一级控制阀；l3－工作缸；14－活塞；15－一级启动阀；16－泄油孔；18－二级启动阀；19－二级阀钢球；20、24－排油孔；22－分闸阀钢球；23－保持阀；27－合闸电磁铁；28－分闸电磁铁；29－电触点压力表；30－微动开关；31－辅助开关；32－高压放油阀三、油断路器的操作机构电磁铁分闸阀合闸阀放油阀工作缸l、11－垫圈；2－帽；3－上磁轭；4，7－铁心；5－线圈；6－下磁轭；8－阀杆；9、12－弹簧垫圈；l0－圆头螺栓l、l0－接头；2－阀杆；3、7－复归弹簧；4－阀座；5、8－钢球；6－球托；9－密封圈；11－密封圈；12－垫圈l、27－接头；2－一级阀杆；3、9、11、20－弹簧；4－M10螺栓；5－阀座；7、8－ф5mm钢球；6、17、22、23、24、25－“O”型密封圈；l0－螺套；12－通向保持阀高压油接头；13－装卸孔；14、21－球托；15－活塞；16—上阀体；18－ф17mn钢球；19－管接头；26－垫圈；28－下阀体；29—防慢分装置；30—调节螺栓1－阀杆；2、5－密封圈；3－钢球；4－弹簧；6－平垫圈；7－管接头；8－球托1－压盖螺栓；2－黄铜垫圈；3－密封圈；4、9－缸帽；5、7－“O”型密封圈；6－缸体；8－活塞；10－螺孔