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    高压断路器既可以切断或接通正常工作电流,也可以断开或闭合短路电流,是电力系统中重要的电气设备。它一般都设有专门的灭弧装置,使动、静触头之间所产生的电弧迅速熄灭,从而切断电路。断路器主要由电路通断元件、绝缘支撑元件、基座、操动机构及其中间传动机构等几部分构成。随着技术的不断进步,断路器正向高压大容量、自能式、小型化、组合化和智能化的方向发展。
    高压断路器按使用的灭弧介质可分为油断路器、压缩空气断路器、真空断路器、SF6断路器等。过去我国大都使用油断路器和空气断路器,近十几年来,随着无油化进程的发展,真空断路器、SF6断路器得到了广泛应用,发展性能优良的SF6断路器及真空断路器成为大势所趋。
    真空断路器将触头装在真空灭弧室内,利用真空作为触头间的绝缘和灭弧介质。真空灭弧室是真空断路器中*重要的部件,由外壳、触头、波纹管、屏蔽罩等部分构成。真空断路器具有性能优良、结构简单、维护工作量小、寿命长、体积小、质量轻、安全、环保、适于频繁操作等优点,在10、35kV等电压等级中得到广泛应用。
    SF6断路器利用SF6气体作为绝缘和灭弧介质。由于SF6气体具有优异的绝缘和灭弧性能,使得断路器的性能得到了很大的改善和提高,在高压和超高压系统中应用非常广泛。SF6断路器的灭弧室从*早的双压式发展到单压式再到自能式,随着SF6断路器向10~35kV电压等级发展,除了传统的单压式灭弧原理外,在这些电压等级中,还出现了多种灭弧原理,如旋弧式、混合式灭弧等。
    GIS把断路器、隔离开关、接地开关、三相母线、电流互感器、电压互感器、避雷器、电缆头、绝缘套管等做成标准元件装在充满SF6气体的封闭金属外壳内,各元件可制成不同连接形式的标准独立结构,再辅以三通、伸缩节等过渡元件,便可适应不同形式主接线的要求,组成成套配电装置。它节省占地面积,不产生噪声和无线电干扰,运行安全可靠,安装工期短,维护工作量小,检修周期长,因而发展迅速,应用也日益广泛。
    操动机构为断路器完成分、合闸提供动力能源。根据能量形式的不同,操动机构可分为手动操动机构、电磁操动机构、电动机操动机构、液压操动机构、气动操动机构和弹簧操动机构等。其中液压操动机构和弹簧操动机构是未来的发展趋势。78.webp.jpg    隔离开关没有专门的灭弧装置,可以隔离电压、切合小电流,并且可以配合断路器来切换电路,改变一次系统的运行方式。它由绝缘部分、导电部分、支持底座或框架、传动机构和操动机构等部分构成。为保证正确的操作顺序,隔离开关与断路器以及接地刀闸之间要有防误闭锁装置。
    断路器和隔离开关是非常重要的开关电器,运行人员应按照有关规定,根据不同规格的断路器和隔离开关的具体情况,认真做好运行维护工作。
高压断路器按灭弧装置,灭弧介质可分为:  
    (1)油断路器(少油断路器和多油断路器);           
    (2)空气断路器;  
    (3)磁吹断路器;                                 
    (4)真空断路器;  
    (5)六氟化硫断路器;  
    按操作机构性质可分为:  
    (1)电动操动结构断路器;                          
    (2)液压操动结构断路器;  
    (3)气动操动结构断路器;                         
    (4)弹簧储能操动结构断路器;  
    (5)手动操动结构断路器;
    按安装地点可分为:  
    (1)户内式断路器;                                
    (2)户外式断路器;  
    (3)防爆式断路器;

 目前电力系统中广泛应用的是电磁式电流互感器,在正常条件下使用时,其一次绕组串联在被测回路中,二次绕组经某些负荷而闭合,二次电流与一次电流成正比。

    电磁式电流互感器的结构和变压器类似,主要由铁芯、一次绕组、二次绕组、绝缘材料及其他附件构成。其一次绕组常用铜或铝制成,二次绕组则一般采用漆包铜线。铁芯常用材料为冷轧硅钢片、坡莫合金和超微晶合金。冷轧硅钢片价格*便宜,应用也*普遍,既适用于制造保护用电流互感器,也适用于制造测量用电流互感器,但用其制成的互感器往往精度不高。坡莫合金和超微晶合金多用于制造对精度要求较高的互感器。坡莫合金是一种在较弱磁场下有较高的磁导率的铁镍合金,它在铁镍的基础上添加一些其他元素,以增加材料的电阻率,减小做成铁芯后的涡流损失,而且添加元素还可以提高材料的硬度。坡莫合金具有较高的初始磁导率、矫顽力低,磁性能稳定,但其价格贵,加工和热处理复杂,频率大于10kHz时,损耗和有效磁导率不理想。超微晶合金是20世纪80年代发现的一种软磁材料,它是利用制作非晶合金的工艺,首先获得非晶材料,再经过热处理后获得直径为10~20nm的微晶而制成的,具有比晶态和非晶态合金更好的综合性能。超微晶合金饱和磁感应强度和起始磁导率高,损耗低,稳定性好,价格比坡莫合金便宜,用其制成的互感器体积小、质量轻、精度高。电流互感器常见的铁芯型式有叠片铁芯、卷铁芯、开口铁芯等。叠片铁芯由冲剪成的铁芯片叠积而成,主要用于35kV及以下的小电流互感器。卷铁芯有圆环形、扁圆形等形状,主要用于35kV及以上的大电流互感器。开口铁芯带有气隙,主要用于暂态保护电流互感器。

    电磁式电流互感器的基本工作原理和变压器相似,但有自己的特点。

    (1)一次绕组串联在被测电路中,并且匝数很少,仅为一匝或几匝,因此一次电流值只受一次回路参数的影响,而与二次电流大小无关。

    (2)电流互感器二次绕组的负载是测量仪表和继电器等的电流线圈,阻抗很小,所以正常运行时,电流互感器在接近短路的状态下运行,二次电流的大小由一次电流决定,几乎不受二次负荷的影响。58.jpg

    当电流互感器一次绕组流过电流1时,由于电磁感应,将在二次绕组中产生感应电动势,若二次绕组经过测量仪表和电流线圈等形成回路,则二次绕组将流过电流2。与变压器类似,其磁动势平衡关系为

    1N1+2N2=0N1    (1)

式中:0为励磁电流;N1为一次绕组的匝数;N2为二次绕组的匝数。

    当一次电流未超过额定电流时,励磁电流远小于一次电流,因此0可忽略不计。此时,一次电流和二次电流的大小存在如下关系

    I1N1=I2N2    (2)

    可见,理想情况下电流互感器绕组中的电流与匝数成反比。额定一次电流I1N与额定二次电流I2N之比称为电流互感器的额定电流比,用K:表示,即

    Ki=I1N/I2N≈N2/N1    (3)

    目前,很多测量用电流互感器的二次绕组都引出中间抽头,以改变二次绕组的匝数,得到不同的额定电流比。对于110kV及以上的电流互感器,为了适应一次电流的变化和减少产品规格,常将一次绕组分成几组,如两组或四组,通过切换可以将其连接方式变为串联或并联,以获得不同的额定电流比。


发布时间:2023-10-26
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