斷路器廠家為您介紹斷路器基本知識(shí)及控制回路

1.什么是斷路器

斷路器是指能開斷、關(guān)合和承載運(yùn)行線路的正常電流，并能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載、關(guān)合和開斷規(guī)定的異常電流（如過載、短路電流）的電氣設(shè)備。

斷路器按其使用范圍分為高壓斷路器與低壓斷路器，高低壓界線劃分比較模糊，一般將3kV以上的稱為高壓電器。

2.斷路器的分類

按滅弧介質(zhì)分：油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器、磁吹斷路器和固體產(chǎn)氣斷路器。

按裝設(shè)地點(diǎn)分：戶外式和戶內(nèi)式。

按結(jié)構(gòu)和絕緣方式分：接地金屬箱型和絕緣子支持型。

按工作位置分：發(fā)電機(jī)斷路器、輸電斷路器和配電斷路器。

按操作能源形式分：手動(dòng)機(jī)構(gòu)、直流電磁機(jī)構(gòu)、彈簧機(jī)構(gòu)、液壓機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)和電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。

按電壓等級(jí)分：中壓斷路器、高壓斷路器和超高壓斷路器。

按SF6高壓斷路器滅弧特點(diǎn)分：自能式、氣壓式和混合式。

3.斷路器主要電氣性能技術(shù)參數(shù)：

額定電壓:運(yùn)行中能長(zhǎng)期承受的系統(tǒng)最高電壓。

額定電流:在規(guī)定的使用和性能條件下能夠持續(xù)通過的電流的有效值。

額定短路開斷電流：指在規(guī)定的條件下，斷路器能保證開斷而不影響其繼續(xù)正常工作的最大短路電流。

額定短時(shí)耐受（熱穩(wěn)定）電流：額定短時(shí)耐受電流反映的使斷路器承受短路電流熱效應(yīng)的能力。

額定峰值耐受（動(dòng)穩(wěn)定）電流：指在規(guī)定的使用和性能條件下斷路器在合閘狀態(tài)下能夠承載的額定短時(shí)耐受電流第一個(gè)大半波的峰值電流。峰值耐受電流等于2.5倍額定短時(shí)耐受電流，與額定短路關(guān)合電流相等。

4.斷路器的基本組成

高壓斷路器的主要結(jié)構(gòu)大體分為:導(dǎo)流部分、滅弧部分、絕緣部分和操作機(jī)構(gòu)部分。

5.為何斷路器跳閘輔助觸點(diǎn)要先投入、后斷開

串在跳閘回路中的斷路器輔助觸點(diǎn)，叫作跳閘輔助觸點(diǎn)。

先投入：是指斷路器在合閘過程中，動(dòng)觸頭與靜觸頭未接通之前跳閘輔助觸點(diǎn)就已經(jīng)接通，做好跳閘準(zhǔn)備。一旦斷路器合于故障時(shí)就能迅速跳開。

后斷開：是指斷路器在跳閘過程中，動(dòng)觸頭離開靜觸頭之后，跳閘輔助觸點(diǎn)再斷開，以保證斷路器可靠的跳閘。

6.何謂自由脫扣功能？

操動(dòng)機(jī)構(gòu)在斷路器合閘到任何位置時(shí)，接受到分閘脈沖命令均應(yīng)立即分閘，稱為操動(dòng)機(jī)構(gòu)的自由脫扣功能。

7.斷路器跳躍

斷路器跳躍一般有兩種情況：

（1）主回路沒有故障，由于斷路器機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)不良，繼電器觸點(diǎn)卡住等原因。

（2）主回路確有故障，斷路器合于故障點(diǎn)，繼電器保護(hù)動(dòng)作是斷路器跳閘，而這時(shí)斷路器的操作把手尚未復(fù)歸或自動(dòng)裝置的觸點(diǎn)卡死等，從而使斷路器發(fā)生多次跳合的現(xiàn)象。

斷路器跳躍時(shí)，對(duì)供電系統(tǒng)會(huì)造成嚴(yán)重的影響，斷路器本身也容易損壞甚至爆炸。因此，在斷路器的控制回路中，應(yīng)裝有防止跳躍的閉鎖裝置。

8.為什么高壓斷路器采用多斷口結(jié)構(gòu)

有多個(gè)斷口可使加在每個(gè)斷口上的電壓降低，從而使每段的弧隙恢復(fù)電壓降低。

多個(gè)斷口把電弧分割成多個(gè)小電弧段串聯(lián)，在相等的觸頭行程下多斷口比單斷口的電弧拉伸更長(zhǎng)，從而增大了弧隙電阻。

多斷口相當(dāng)于總的分閘速度加快了，介質(zhì)恢復(fù)速度增大。

9.多斷口斷路器為什么要并聯(lián)電容器

多斷口斷路器的每個(gè)斷口在開斷位置及開斷過程中的電壓分配是不均勻的，這取決于斷路器的斷口電容和對(duì)地電容的大小。

為了充分發(fā)揮每個(gè)滅弧室的作用，降低滅弧室的成本，盡量使每個(gè)斷口上的電壓分配相等，通常要在每個(gè)斷口上并聯(lián)適當(dāng)容量的電容器，用以改善在不同工作條件下每個(gè)斷口的電壓分配。

10.斷路器斷口為什么要并聯(lián)電阻

操作斷路器是大部分操作過電壓的起因。提高斷路器的滅弧能力和動(dòng)作的同期性，加裝合閘電阻是限制操作過電壓的有效措施。

在超高壓和特高壓電網(wǎng)中需要采取措施抑制斷路器操作時(shí)產(chǎn)生的過電壓。如在330-750kV斷路器裝設(shè)的合閘電阻，特高壓斷路器中裝設(shè)的分閘電阻和特高壓隔離開關(guān)上裝設(shè)的限制重?fù)舸┻^電壓的并聯(lián)電阻。

在超高壓電網(wǎng)合空載長(zhǎng)線路時(shí)，為了限制合閘過電壓，利用合閘電阻將電網(wǎng)的部分能量吸收和轉(zhuǎn)化成熱能，以達(dá)到削弱電磁振蕩，限制過電壓的目的。

11.斷路器的各控制回路

控制回路主要包括為：跳、合閘電路、信號(hào)電路、斷路器防跳電路和事故音響啟動(dòng)電路。

一、斷路器的基本跳、合閘控制回路

斷路器基本跳、合閘回路如圖所示，其工作原理簡(jiǎn)述如下。

（1）合閘操作。手動(dòng)合閘是將控制開關(guān)SA打至“合閘”位置，此時(shí)其5—8觸點(diǎn)瞬時(shí)接通；而斷路器在跳閘位置時(shí)其動(dòng)斷觸點(diǎn)QF2是接通的，所以合閘接觸器KM線圈通電起動(dòng)，其動(dòng)合觸點(diǎn)接通，斷路器合閘線圈YC通電啟動(dòng)，斷路器合閘。

當(dāng)合閘操作完成后，斷路器的動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)QF2斷開，合閘接觸器KM線圈斷電，在合閘回路中的兩個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)斷開，切斷斷路器合閘線圈YC的電路；同時(shí)，斷路器動(dòng)合觸點(diǎn)QF1接通，準(zhǔn)備好跳閘回路。

斷路器的自動(dòng)合閘是由自動(dòng)重合閘裝置的出口觸點(diǎn)K1閉合實(shí)現(xiàn)的。

（2）跳閘操作。手動(dòng)跳閘是將控制開關(guān)SA打至“跳閘”位，此時(shí)其6—7觸點(diǎn)接通，而斷路器在合閘位置時(shí)其動(dòng)合觸點(diǎn)QF1是接通的，所以跳閘線圈YT通電，斷路器進(jìn)行跳閘。

當(dāng)跳閘操作完成后，斷路器的動(dòng)合觸點(diǎn)QF1斷開，而動(dòng)斷觸點(diǎn)QF2接通，準(zhǔn)備好合閘回路。

斷路器的自動(dòng)跳閘是由保護(hù)裝置出口繼電器K2觸點(diǎn)閉合來實(shí)現(xiàn)的。

二、信號(hào)電路

斷路器的信號(hào)回路如下圖所示：

斷路器處在合閘位置，SA處在CD位置，控制小母線正極→SA16－13→HR→R2→QF2→控制小母線負(fù)極，紅燈（HR）平光。

斷路器處在分閘位置，綠燈（HG）平光。

斷路器自動(dòng)合閘或保護(hù)動(dòng)作使斷路器跳閘時(shí)，斷路器廠家為引起運(yùn)行人員注意，普遍采用指示燈閃光方法。電路采用“不對(duì)應(yīng)”原理設(shè)計(jì)。

如自動(dòng)合閘時(shí)，斷路器在合閘位置，SA在TD位置；M100+→SA9－10→HG→R1→QF1→控制小母線負(fù)極，綠燈（HG）閃光。

三、斷路器防跳電路

（1）斷路器產(chǎn)生跳躍現(xiàn)象原因：

斷路器合閘于永久故障線路。

控制開關(guān)SA手柄未松開，SA5－8或自動(dòng)裝置觸點(diǎn)K1卡死情況下。

（2）防跳：防止斷路器在短時(shí)間內(nèi)多次進(jìn)行跳合閘操作

要求每次合閘操作時(shí)，只允許一次合閘，跳閘后只要手柄在“合閘”位置(或自動(dòng)裝置的觸點(diǎn)K1在閉合狀態(tài))，則應(yīng)對(duì)合閘操作回路進(jìn)行閉鎖，保證不再進(jìn)行第二次合閘。

（3）防跳措施：電氣防跳和機(jī)械防跳

電氣防跳有采用防跳繼電器（KCF）和跳閘線圈的輔助接點(diǎn)兩種。

（4）采用防跳繼電器構(gòu)成防跳電路

在35kV及以上電壓的斷路器控制回路中，通常加裝防跳中間繼電器KCF，如圖所示。KCF有兩個(gè)線圈：電流起動(dòng)線圈KCF（I），串接于跳閘回路中；電壓（自保持）線圈KCF（U），與自身的動(dòng)合觸點(diǎn)串聯(lián)，再并接于合閘接觸器KM的回路中。

對(duì)于3-10kV電壓等級(jí)的斷路器，如果采用室內(nèi)開關(guān)柜，沒裝自動(dòng)重合閘，由于開關(guān)柜具有機(jī)械防跳裝置，此時(shí)斷路器可不設(shè)電氣“防跳”裝置。

防跳繼電器KCF具有二個(gè)線圈：電流起動(dòng)線圈與電壓保持線圈。電流線圈串聯(lián)在跳閘線圈回路中，電壓線圈與其自身的動(dòng)合觸點(diǎn)串聯(lián)再與YC相并聯(lián)，另一對(duì)動(dòng)斷觸點(diǎn)與YC串聯(lián)起閉鎖作用。

當(dāng)手動(dòng)合閘于永久故障線路上時(shí)，繼電保護(hù)出口中間繼電器觸點(diǎn)K2閉合，電流經(jīng)K2→KCF→QF2→YT，YT得電，斷路器跳閘，同時(shí)KCF起動(dòng)，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，閉鎖合閘回路；動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。只要SA5—8接通，KCF電壓線圈始終帶電吸合，閉鎖合閘回路，直至運(yùn)行人員松開手柄，SA5—8斷開為止。

自動(dòng)合閘的防跳過程同上。

四、事故音響啟動(dòng)電路

斷路器由繼電保護(hù)動(dòng)作而事故跳閘時(shí)，QF處于跳閘位置，SA處于合閘后位置；事故音響小母線M708接通負(fù)電源，啟動(dòng)事故音響。事故音響啟動(dòng)按斷路器和控制開關(guān)位置“不對(duì)應(yīng)”啟動(dòng)。

五、電磁操作機(jī)構(gòu)斷路器的控制電路

（1）手動(dòng)合閘操作

合閘前，斷路器處于跳閘位置，QF1、QF3 閉合、QF2斷開、SA處于“跳閘后”位置，正電源 (+) 經(jīng)FU1→SA⑾⑩→GN→R1→QF1→KM→FU2→負(fù)電源(一)形成通路，綠燈GN發(fā)平光。此時(shí)合閘接觸器KM線圈兩端雖有一定電壓，但由于HG和R1的分壓作用，不足以使合閘接觸器動(dòng)作；綠燈亮不僅反映斷路器位置，同時(shí)監(jiān)視合閘回路完整性。

將SA操作手柄順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°到預(yù)備合閘位置，此時(shí)HG經(jīng)SA⑨⑩接至閃光小母線M100(+)上，HG閃光。

核對(duì)無誤后，將SA手柄順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°到“合閘”位置，SA⑤⑧接通，合閘接觸器KM加上全電壓勵(lì)磁動(dòng)作，其主觸頭KM1、KM2閉合，使YC勵(lì)磁動(dòng)作，操作機(jī)構(gòu)使斷路器合閘，同時(shí)輔助動(dòng)斷接點(diǎn)QF1斷開，HG熄滅、輔助動(dòng)合接點(diǎn)QF2閉合，電流經(jīng)（+)→FU1→SA⒃⒀→HR→R2→YT→FU2到(-)，紅燈RD發(fā)平光。

運(yùn)行人員見RD發(fā)平光后，松開SA手柄，SA回到“合閘后”位置，此時(shí)電流經(jīng)（+）→FU1→SA⒃⒀→RD→R2→QF2→YT→FU2到（-），RD發(fā)平光。

（2）事故跳閘

自動(dòng)跳閘前，斷路器處于合閘位置，控制開關(guān)處于“合閘后”狀態(tài)，HR平光。

當(dāng)一次回路發(fā)生故障相應(yīng)繼電保護(hù)動(dòng)作后，K2閉合，短接了HR和R2回路，使YT加上電壓勵(lì)磁動(dòng)作，斷路器跳閘；QF2斷開，HR熄滅；QF1閉合，HG閃光；QF3閉合，中央事故信號(hào)裝置峰鳴器HAU發(fā)出了事故音響信號(hào)，表明斷路器已事故跳閘。

（3）自動(dòng)合閘

自動(dòng)合閘前，斷路器處在跳閘位置，控制開關(guān)處于“跳閘后”位置，HG平光。

當(dāng)自動(dòng)裝置動(dòng)作使K1閉合時(shí)，短接了HG和R1，KM加上全電壓勵(lì)磁動(dòng)作，使斷路器合閘。合閘后QF1斷開，HG熄滅，QF2閉合，HR閃光，同時(shí)自動(dòng)裝置將啟動(dòng)中央信號(hào)裝置發(fā)出警鈴聲和相應(yīng)的光字牌信號(hào)，表明該斷路器自動(dòng)投入。

六、彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)斷路器的控制電路

當(dāng)斷路器無自動(dòng)重合閘后裝置時(shí)，在其合閘回路中串有操作機(jī)構(gòu)的輔助動(dòng)合觸點(diǎn)Q1。只有在彈簧儲(chǔ)能后、Q1閉合后，才允許合閘。

當(dāng)彈簧未儲(chǔ)能時(shí)，儲(chǔ)能電機(jī)啟動(dòng)回路兩對(duì)輔助動(dòng)斷觸點(diǎn)Q1閉合，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)M，使合閘彈簧儲(chǔ)能。

彈簧儲(chǔ)能后，兩對(duì)動(dòng)斷觸點(diǎn)Q1斷開，合閘回路中的輔助動(dòng)合觸點(diǎn)Q1閉合，電動(dòng)機(jī)M停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

此時(shí)，方可進(jìn)行合閘操作，斷路器利用彈簧儲(chǔ)存的能量進(jìn)行合閘，合閘彈簧釋放能量后，又自動(dòng)儲(chǔ)能，為下次動(dòng)作做準(zhǔn)備。

當(dāng)斷路器裝有自動(dòng)重合閘裝置時(shí)，由于合閘彈簧正常運(yùn)行處于儲(chǔ)能狀態(tài)，所以能可靠地完成一次重合閘的動(dòng)作。

如果重合不成功又跳閘，將不能進(jìn)行二次重合。為了保證可靠“防跳”，電路中裝有防跳設(shè)施。

防跳繼電器KCF的動(dòng)合觸點(diǎn)經(jīng)電阻R4與保護(hù)出口繼電器觸點(diǎn)K2并聯(lián)的作用：斷路器由繼電保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)，其觸點(diǎn)K2可能較輔助常開觸點(diǎn)QF先斷開，從而燒毀觸點(diǎn)K2。

常開觸點(diǎn)KCF與之并聯(lián)，在保護(hù)跳閘的同時(shí)防跳繼電器KCF動(dòng)作并通過另一對(duì)常開觸點(diǎn)自保持。

七、液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)斷路器的控制電路

為保證斷路器可靠工作，油的正常壓力應(yīng)在允許范圍之內(nèi)。

運(yùn)行中，由于漏油或其他原因造成油壓小于一定值時(shí)，微動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)S3閉合，使接觸器KM線圈帶電，其主觸頭閉合，啟動(dòng)油泵電動(dòng)機(jī)M；同時(shí)時(shí)間繼電器（KT）線圈勵(lì)磁，其動(dòng)斷接點(diǎn)延時(shí)斷開，接觸器KM線圈失電，其主觸頭斷開，油泵電動(dòng)機(jī)M停止運(yùn)轉(zhuǎn)，維持了液壓在要求的范圍內(nèi)。

當(dāng)油壓繼續(xù)降低時(shí)，微動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)S1接通，中間繼電器K1線圈勵(lì)磁，其動(dòng)合接點(diǎn)閉合發(fā)合閘閉鎖信號(hào)；動(dòng)斷接點(diǎn)斷開，切斷合閘回路。

當(dāng)油壓繼續(xù)降低時(shí)，微動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)S2接通，中間繼電器K2線圈勵(lì)磁，其動(dòng)合接點(diǎn)閉合發(fā)分閘閉鎖信號(hào)；動(dòng)斷接點(diǎn)斷開，切斷分閘回路

當(dāng)壓力異常到降低或異常升高時(shí)，斷路器廠家壓力表觸點(diǎn)S6或S7閉合，啟動(dòng)中間繼電器K3，其動(dòng)合接點(diǎn)閉合發(fā)壓力異常信號(hào)；動(dòng)斷接點(diǎn)斷開，切斷跳、合閘回路。