断路器的常见故障与维护

DC220V
SF6气体水份含量（V/V）,×10－6 ≤150
150±24mm 26～35
SF6气体年漏气率 合闸时间ms
≤ 1％ ≤120
分闸同期性ms
≤2
合闸同期性ms
≤4
全开断时间ms
≤ 60
（三）、 LW35-126型
上接线板 下接线板
密度继电器 分、合闸指示
支架
灭弧室 支柱
横梁
弹簧操动机构
SF6气体年漏气率 合闸时间上下限ms
≤ 1％ 100±20
合闸同期性ms
≤5
（四）、 LW25-126
灭弧室 支柱 横梁
支架
上接线板 下接线板
弹簧操动机构
型号 额定电压 SF6气体压力
LW25-126 126KV 0.5MPa
额定主回路电阻 触头行程 分闸时间ms
≤40uΩ 150±24mm ≤30
高压断路器的常见故障与维护
付红琴
目
录
▪ 高压断路器的定义及用途 ▪ 高压断路器的组成及分类 ．高压断路器的型号及技术参数 ▪ SF6断路器的检修、调试及故障处理 ．真空断路器的检修、调试及故障处理 ▪ 少油断路器的检修、调试及故障处理
高压断路器的定义及用途
❖ 高压断路器是指额定电压在3KV及以上能关合、承载和开断运行回路正常电 流，也能在规定时间内关合、承载和开断规定的过载电流（包括短路电流） 的开关设备。
支架
灭弧室 支柱 横梁
弹簧操动机构
❖ LW35-126型SF6断路器是户外交流三极５０HZ高压输 变电设备，用于开合额定电流、故障电流或转换线路，实 现对输变电系统的保护、控制及操作，可以进行三极分闸、 合闸及快速自动重合闸操作。其采用自能式灭弧原理，缩 小了压气缸地直径和重量，减少了操作功，从而可以配用 弹簧操动机构。
• 按控制、保护的对象分
①发电机断路器 ②输电断路器 ③配电断路器 ④控制断路器
• 按断路器灭弧原理划分
有油断路器、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器、磁吹断路器等。 目前用得较多的是油断路器、真空断路器和SF6断路器。
高压断路器的型号及技术参数
1、型号
高压断路器型号组成形式：
产品名称：S-少油，D-多油，Z-真空，K-压缩，L-六氟化 硫，C-磁吹，Q-自产气
❖ （2）小修项目： ❖ 1）外观全面检查、清扫，重点项目是瓷件、瓷套管是否破损或出现裂纹；传动机构可
见部分是否生锈、松动、变形；液压部件、接头是否渗漏。 ❖ 2）检查SF6气体压力，必要时检漏和补气， ❖ 3）SF6气体微水测量（投产后一年一次，如无异常3年一次） ❖ 4）局部放电测试（投产后一年一次，如无异常3年一次） ❖ 5）操动机构、传动部件、紧固螺栓（销钉）检查及润滑可动部位 ❖ 6）检查、清扫辅助开关触头 ❖ 7）检查、清扫控制回路的端子 ❖ 8）消除运行中的缺陷
（2）额定电流（Ir)。断路器的额定电流是在规定的使用和性能条件下能够持续 通过电流的有效值。设备在此电流下长期工作时，其各部分温升不得超过有 关标准的规定。额定电流决定了触头及导电部分的截面，并在一定程度上决 定着它们的结构。
（3）额定短路开断电流（ Isc）。额定短路开断电流是指在规定的条件下，断路 器能保证开断而不影响其继续正常工作的最大短路电流。它是表明断路器开 断能力的一个重要参数。
厂家规定值。SF6气体压力低于最低工作压力或年漏气量大于2%。断路器本体或操动 机构出现严重故障，影响到其安全运行时。 ❖ 2、检修项目 ❖ （1）大修项目： ❖ 1）SF6气体回收处理和吸附剂更换。 ❖ 2）灭弧室及导电部分解体检修 ❖ 3）支柱装配解体检修，密封件更换 ❖ 4）传动部件检查、处理 ❖ 5）操动机构解体检修、密封件更换 ❖ 6）并联电容、并联电阻检查试验 ❖ 7）电流互感器检查、试验 ❖ 8）本体及操动机构表计检验 ❖ 9）电气及机械特性试验 ❖ 10）去锈、喷漆及现场清理
（8）合闸时间。合闸时间是指从断路器合闸回路接到合闸命令开始到所有极触头都接触瞬 间的时间间隔，以前合闸时间又称固有合闸时间。
（9）分闸时间。分闸时间是指从断路器分闸回路接到分闸命令到所有极的触头都分离瞬间 的时间间隔。以前分闸时间又称固有分闸时间。
（10）电弧持续时间。电弧持续时间是指从断路器某极触头首先起弧瞬间至各极均熄弧瞬 间的时间间隔。
❖ 合闸操作：
弹簧机构处于分闸位置且合 闸弹簧3-1已储能（如图3B）。 当合闸电磁铁受电动作后，合 闸脱扣器3-2释放棘轮3-4上的 合闸止位销3-3，从而在合闸 弹簧的作用下，棘轮通过传动 轴3-7带动凸轮3-9顺时针旋转， 凸轮又推动主拐臂上3-10的磙 子3-11，再带动主拐臂和通过 拉杆3-6带动传动拐臂3-15逆 时针旋转，将断路器本体合闸 并对分闸弹簧储能。当断路器 合闸到位时后，分闸脱扣器313又将主拐臂上的分闸止位销 3-12锁住，从而保持断路器本 体在合闸位置和分闸弹簧在压 缩储能状态（如图3C），为下 一次分闸准备。
能进行自动重合闸断路器的额定操作顺序为”分-0.3S-合分-180S-合分”。
SF6断路器的检修、调试及故障处理
❖ 一、检修周期和项目
❖ 1、检修周期 ❖ 大修：10-35KV断路器， 10年；110-500KV断路器，12-15年，进口断路器可适当延
长周期。 ❖ 小修：每年一次，只检查机构或其他外部设施。 ❖ 临时性检修：正常操作次数达到厂家规定值。满容量开断次数或累计开断短路电流达到
全。
断路器应满足的基本要求 断路器可靠性要求高 断路器能够通过很大的瞬时功率 断路器动作时间要快
高压断路器的组成及分类
•组成：开断元件、绝缘支撑元件、传动元件、基座及操动机构
•按断路器使用的电压等级分
35KV及以下电压等级的断路器称中压断路器；110KV及220KV电压等级的断路器称高压断路器； 用于330KV及以上电压等级的断路器称超高压断路器
（6）额定峰值耐受（动稳定）电流（Ip)。额定峰值耐受电流是指在规定的使用和性能条 件下，断路器在合闸位置所能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的峰值电流。
（7）额定短路持续时间（tk).额定短路持续时间是断路器在合闸位置能够承载额定短时耐 受电流的时间间隔。额定短路持续时间的标准值为2S，需要时也可选取大于或小于2S 的数值，国家标准中推荐的待选值有0.5、1、3、4S。
❖ （3）临时性检修可根据具体情况决定检修项目
二、 150KA供电系统SF6断路器介绍
150KA供电系统110KV共有SF6断路器10台，其中1#、3#、4#整流机组，1#动力 变为1987年日本生产的型号：100-SFM-32B；小铝甲乙线1511、1512、母联1500 断路器是上海华明生产的型号为：LW38-126/T3150-40； 5#机组、2#动力变安装 的是由河南平顶山开关厂生产的LW35-126型； 2#机组安装的是由西安高压开关厂生 产的LW25-145型。共四种型号的SF6断路器。如下图：
1#、3#、4#机组与1#动力变 2#机组
甲线、乙线及母联断路器 5#机组及2#动力变
（一）、 100-SFM-32B型断路器技术参数
上接线板 下接线板
支架
横梁
灭弧室
支柱 弹簧操动机构
型号
额定电压 额定电流 额定频率 额定短踊电流
额定操作电压
辅助电路电压
冲击耐压
100-SFM-32B 123kv 1200A 50HZ 31．5KA
（4）额定短路关合电流。额定短路关合电流是在额定电压以及规定使用和性能 条件下，断路器能保证正常关合的最大短路峰值电流。
（5）额定短时耐受电流（ Ik)。额定短时耐受电流反映的是断路器承受短路电流 热效应的能3力。它是在规定的使用和性能条件下，在规定的时间内断路器在 合闸位置能够承载的电流有效值，数值上就等于断路器的额定短路开断电流。
（11）全开断时间。全开断时间是指从分闸回路接到分闸命令至所有极电弧熄灭时的时间。 此时间等于断路器的分闸时间与电弧持续时间之和。
（12）合闸-分闸时间。在合闸操作期间第一相触头的瞬间和在接着发生的分闸操作期间所 有相的弧触头分开瞬间之间Байду номын сангаас时间间隔。
（14）额定操作顺序。分两类：无自动重合闸断路器的额定操作顺序，可在以下两种操作 顺序中选择一种①“分（O）-180S-合分（CO）-180S-合分（CO）” ②“合分（CO） -15S-合分（CO）“。
▪ 高压断路器在电网运行中起着三个方面的作用： （1）控制作用 根据电网运行需要，断路器把部分电力设备或线路投入或退出运行。 （2）保护作用 断路器在电力线路或设备发生故障时将故障部分从电网快速切除，保证电 网中的无故障部分正常运行。 （3）安全隔离作用 将检修设备或安装设备与高压电源隔离，以保证检修安装人员及设备的安
弹簧操动机构
型号 额定电压 SF6气体压力
额定主回路电阻 触头行程 分闸时间ms
LW38-126/T3150-40型 额定电流
3150A
126KV
额定短路开断电流
40KA
额定压力：0.55MPa, 补气报警压力： 0.5±0.02MPa， 断路器闭锁压力： 0.45±0.02MPa
≤40uΩ
额定操作电压
❖ 合闸操作：
弹簧机构带 动所有运动部 件按分闸方向 的反方向运动 到合闸状态， 同时SF6气体 通过回气装置 2-15进入压 气缸中，为下 次分闸操作作 好准备。
弹簧机构的工作原理及结构
❖ 合闸储能操作： 当断路器合闸操作完毕
时，限位开关将储能电 机3-8接能，电机带动棘 爪3-5推动棘爪3-4顺时 针旋转，通过拉杆将合 闸弹簧3-1储能，棘爪过 死点后，在合闸弹簧力 的作用下棘轮受到顺时 针旋转的力矩，但合闸 脱扣器3-2又将棘轮上的 合闸止位销3-3锁住，从 而将机构保持在合闸预 备状态（如图3A和B）
❖ 每台断路器由装在同一横梁上地三个单极和一个弹簧机 构组成，三极间为机械联动，弹簧操动机构安装在横梁下 方地中间部位，电气控制系统置于机构箱内（见图1）。 单极的上部为一个断口的灭弧室，中间为支柱瓷套，下部 为用于密封及传动的拐臂盒（见图2）。
图1
图2
❖ 断路器本体的工作原理： ❖ LW35-126型SF6断路器的灭弧室利用自能式灭弧原理，
-220VI
50HZ, 220V
550KV
额定气压 气体重 总重 总高 合闸时间
分闸时间
气体泄露
总长
4.5Kgf/cm2(200C) 4Kg 1100kg 4480mm 〈130ms
〈28ms
1%/年
3400mm
（二）、 LW38-126/T3150-40型
上接线板 下接线板 密度继电器
支架
灭弧室 支柱 横梁
型号 额定电压 SF6气体压力
LW35-126 126KV 0.5±0.015MPa
额定主回路电阻
≤55uΩ
触头行程 分闸时间上下限ms
150±4mm 28±24
分闸同期性ms
≤3
开断时间ms
60
额定电流
3150A
额定短路开断电流
31.5KA
额定短路开断电流下累计开断次 20次 数
SF6气体水份含量（V/V）,×10－6 ≤150
分闸同期性ms
2
开断时间ms
60
额定电流
2000A
额定短路开断电流
40KA
额定短路开断电流下累计开断次 20次 数
SF6气体水份含量（V/V）,×10－6 ≤150
SF6气体年漏气率 合闸时间ms
≤ 1％ ≤150
合闸同期性ms
4
（五）工作原理（以LW35-126型为例）
上接线板 下接线板 密度继电器 分、合闸指示
采用小直径压气缸、变开距和双向气吹的结构。利用电弧 堵塞效应提高压气缸内的气体压力从而熄灭电弧。
❖ 系统电流的流经途径为：通过带有接线板的静触头座2-3、 静触头2-5、主触头2-13、压气缸2-6、动触头2-7和带有 接线板的动触头座2-8（合闸位置）。
❖ 分闸操作：
弹簧操动机构带动拐臂盒211中的传动轴及其内拐臂， 从而拉动绝缘拉杆2-9、动触 头2-14、喷口2-12、主触头 2-13和压气缸2-6向下运动， 当静触头2-5和主触头2-13分 离后，电流仍沿着未脱开的静 弧触头2-4和动弧触头流动， 当动、静弧触头也分离时其间 产生电弧，在喷口喉部未脱离 静弧触头之前，电弧燃烧产生 的高温高压气体流入压气缸与 其中的冷态气体混合从而使压 气缸中的压力升高，在喷口喉 部脱离静弧触头之后，压气缸 中的高压气体从喷口喉部和动 弧触头喉部双向喷出，将电弧 熄灭。
使用环境：N-户内，W-户外 其他标志：G-改进型，D-增容，W-防污，Q-耐震
例如： LW38-126/3150-40即表示为：六氟化硫断路器，户外 式，设计顺序号为38，额定电压为126KV，额定电流为 3150A，额定开断电流为40KA。
2、主要技术参数
（1）额定电压（Vr)。断路器的额定电压为它在运行中能长期承受的系统最高电 压。额定电压不仅决定了断路器的绝缘尺寸，而且在很大程度上决定着断路 器的灭弧条件和总体尺寸。我国目前采用的额定电压标准值有3.6、7.2、12、 24、40.5、72.5、126、252、363、550、800KV