第七章 高 压 配 电 装 置
第七章 高 压 配 电 装 置
高压配电装置包括保护电器和开关电器。前者指各种高压熔断器;后者指各种高压断路器、高压负荷开关和高压隔离开关。
第一节高压熔断器
6-10kV高压熔断器中,户内广泛采用RN1、RN2型管式熔断器,户外广泛采用RW4型等跌落式熔断器。
-、RN型户内高压管式熔断器
1.型号与结构
RN1、RN2型熔断器的结构基本相同,都是户内用的充有石英砂填料的密闭管式熔断器。RN1型适于3-35kV的电力线路利电气设备作短路过负荷保护用。RN2型适于3-35KV的电压互感器作短路保护用。 RN2-10型熔断器的额定电压为10kV;额定电流为0.5A;最大开断电流(有效值)约为50kA;熔管电阻为(100±7)Ω。当流过0.6-1.8A的电流时,1min内熔断。
RN1和RN2是普通型熔断器、RN3和RN4是带有片状熔体的熔断器、RN5和RN6是改进型熔断器。其中,RN2、RN4、RN6是用于保护电压互感器的熔断器。
RN3—l0型熔断器的额定电压为10kV;额定电流有50A、75A和200A等三种规格;50A规格的可装有额定电流2、3、5、
2、灭弧原理
工作熔件(铜熔丝)上焊有小锡球,锡是低熔点金属,过负荷时,锡球受热首先熔化,包围铜熔丝,铜锡互相渗透形成熔点比较低的铜锡合金,使铜熔丝能在较低的温度下熔断,这就是所谓“冶金效应”。它使得熔断器能在较小的故障电流或负荷时动作。这种熔断器采用几根熔丝并联,以使它们熔断时能产生几根并行的电弧,也就是使粗大的电弧分成了几根细小的电弧,使电弧与填料的接触面积增大,导致游离加强,加速了电弧的熄灭。
当短路电流或过负荷电流通过熔管时,首先工作熔件上的小锡球熔化,其冶金效应引起工作熔件熔断。接着指示熔件熔断,红色的熔断指示器弹出,如图9-2中7所示。
二、RW型户外高压跌落式熔断器
1.使用条件和作用
户外型跌落式熔断器的型号标志为RW。R表示熔断器、W表示户
外型。这种跌落式熔断器适用于周围空间没有导电尘埃利腐蚀气体等、没有易燃易爆危险及剧烈振动的户外场所,即可作6~10kV交流电力线路和电力变压器的短路保护,又可在一定条件下,直接用绝缘钩捧来操作其熔管的开合,以断开接通小容量的空载变压器、空载线路和小负荷电流,其操作要求与高压隔离开关相同。
RW型号标志
R—熔断器
W—户外型
2、灭弧原理
当线路上发生故障时,故障电流使熔丝迅速熔断,形成电弧。消弧管因电弧的灼热作用,分解出大量气体使管内形成很大的压力,并沿管道形成强烈的纵向吹弧(纵吹),使电弧迅速拉长而熄灭。
这种跌落式熔断器采用了“逐级排气”新结构。由图9-3可以看出,其熔管上端在正常运行时是封闭的,可防止雨水侵入。在分断小的故障电流时,由于上端封闭形成单端排气,使管内保持有较大的压力,这样有利于熄灭小故障电流产生的电弧。而在分断大的故障电流时,由于产生的气压大,使上端冲开而形成两端排气,这样就有助于防止分断大故障电流造成熔管机械破坏,有效地解决了自产气电器分断大小电流的矛盾。
三、安装跌落式熔断器的注意事项
1.安装应当牢固,接触应当紧密、良好;
2.各相熔断器应在同一水平线上;相邻熔断器之间的间距不应小于0.7m(用于室内时不应小于0.6m),对地面高度不应小于4.5m(用于室内时不应小于3m);装在被保护设备上方时,与被保护设备外廓的水平距离不应小于0.5m;
3.熔管上端向外倾斜20~30°角,以便熔断时能向下翻落;
4.熔管长度适当,合闸后动触头应被鸭嘴帽扣住2/3以上,以防止误掉闸:熔管不能过长,以免顶住鸭嘴帽,致使熔断时不能翻落;
5.熔丝的可熔断部分应位于熔管中心并偏上一些,熔丝额定电流不得大于熔管的额定电流。
四、跌落式熔断器的操作
跌落式熔断器是分相操作的。操作第二相时会产生比较强烈的电弧。因此,跌落式熔断器正确的操作顺序是拉闸时先拉开中相,再拉开下风侧边相,最后拉开上风侧边相;合闸时先合上上风侧边相,再合上下风侧边相,最后合上中相。
五、高压熔断器的维修
高压熔断器的维修包括以下项目:
1 .检查瓷体有无裂纹、污垢等。
2 .检查各部零件是否正常,有无松动脱落现象。
3 .检查安装是否牢固,位置是否便于操作。
4 .检查裸露带电部分和各部安全距离是否足够。
5 .检查接触部分是否良好、有无松动、烧伤等现象。
6 .熔断器熔断后,应检查消弧管,有烧伤者应更换。
第二节 高压隔离开关
一、作用结构
主要用来隔离高压电源,以保证其它电气设备的安全检修。由于隔离开关没有专门的灭弧装置,所以不能带负荷操作。
高压隔离开关主要由片状静触头、双刀动触头、瓷绝缘、传动机构(转轴、拐臂)和框架(底座)组成。GN8型高压隔离开关的结构见图。动触头两条铜板之间装有夹紧弹簧。两条铜板流过同方向的电流时,产生向内的作用力,可提高运行的稳定性。在两条铜板接触端的外侧,都贴装着一条镀锌钢板。其作用是加大动触头的电动夹紧力。
二、高压隔离开关的维修
高压隔离开关应每年进行l~2次定期检修。高压隔离开关主要检查和维修项目如下:
1.接触部分过热
压紧弹簧弹性减弱,螺丝松动或接触表面氧化,电阻增加,温度升高。应减少负荷或停电检修。
2.三相闭合不同期
检查三相联动开关的闭合同期性,使误差不超过3mm。
3.分合闸不灵活
开关或其操作机构的转动部分生锈或在严重发热时触头熔接在一起。检修时应加润滑油或修理触头。检修后检查开关的最小拉出力应符合要求
4、瓷瓶裂缝或损坏
这是由运转过程受损,操作时用力过猛或开关与母线的联接不好而造成,应立即更换。高压隔离开关与断路器串联使用,为防止断路器切断电源前就去拉开隔离开关,在它们之间应加联锁机构。
5.隔离开关运行温度不应超过70C°,可用变色漆或示温片、红外线
测温监视。刀片和刀嘴的消弧角无烧伤、不变形、不腐蚀、不倾斜。绝缘完整无裂纹,无电晕和放电现象,闭锁装置良好,在隔离开关拉开后,检查电磁闭锁或机构闭锁的销子确己销牢,隔离开关辅助接点位置正确。
第三节 高压负荷开关
一、高压负荷开关作用结构
高压负荷开关专门用在高压装置中通断负荷电流,因此,负荷开关具有灭弧装置。但是由于负荷开关在设计时只考虑通断负荷电流,断流能力不大,因此不能用它来切断短路电流。线路的短路故障只有借助与它串联的高压熔断器来进行保护。
高压负荷开关必须与高压熔断器配合使用。
FN3-10RT型户内压气式高压负荷隔离开关。从外形上看,它同一般户内式高压隔离开关很相似。断路时,它与隔离开关一样,也具有明显可见的断开间隙,因此它也能起隔离电源的作用。但是负荷开关能够带负荷操作。
二、灭弧原理
这种负荷开关的灭弧装置,集中在框架一端的三只兼作支持件和气缸用的绝缘子内。三只绝缘子内部都有由主轴带动的活塞。这些绝缘子上装有弧静触头和机喷嘴。当负荷开关的闸刀断开时,在孤动触头与弧静触头间产生的电弧,一方面受到气缸内压缩空气强烈气吹,另一方面又受到喷嘴由电弧燃烧分解出来的气体的强烈气吹,从而使电弧迅速熄灭。
第四节 高压断路器
一、作用
高压断路器又叫高压开关,用在高压装置中通断负荷电流,并在严重过载和短路时自动跳闸,切断过载电流和短路电流。高压断路器具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。
少油断路器的油只是用来灭弧,其外壳是带电的。
多油断路器的油除了用来灭弧以外,还用于对地绝缘,它的外壳是不带电的。
二、分类
高压断路器通常按灭弧介质和灭弧方式分类,可分为少油断路器(代号s)、多油断路器(代号D)、真空断路器(代号z)、六氟化硫断路器(代号L)、压缩空气断路器(代号K)、固体产气断路器(代号Q)和磁吹断路器(代号C)。 10kV系统中,用得最多的是少油断路器和真空断路器。
第五节高压开关柜
高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置,在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机、变压器利高压线路之用,也可作为大型高压交流电动机的起动和保护之用,其中安装有高压开关设备、保护电器、监测仪表和母线、绝缘子等。
高压开关拒有固定式和手车式两大类型。在一般中小型工厂中,绝大多数都采用较为经济的固定式高压开关柜。
手车式高压开关柜的特点是,高压断路器等主要电气设备是装在可以拉出和推入开关柜的手车上的。这些设备需检修时,可随时拉出,再推入同类备用手车,即可恢复供电。因此,采用手车式开关柜,较之采用固定式开关柜,具有检修安全,并可大大缩短停电时间等显著优点。所以从发展来看,手车式高压开关柜的应用将日益广泛;但目前由于其价昂贵而应用较少。