LW15-550瓷柱式六氟化硫断路器产品介绍

LW15-550 瓷柱式六氟化硫断路器产品介绍

西安西电开关电气有限公司

一、概述

近年来，我国电力事业飞速发展，电力部门对电器设备的制造要求越来越高，举世瞩目的三峡工程对550kV高压六氟化硫断路器需求量十分巨大。在此情况下，我公司根据国家大水电专题合同97-312-02-04要求，研制开发了LW15–550高压六氟化硫断路器。该产品于1999年6月完成了全部型式试验，1999年8月28日通过了由国家机械局和国家电力部联合组织的技术鉴定。

二、环境条件

安装条件：户外

海拔高度: 1000 m

环境温度: -30～40℃

日照强度: 不超过1000w/m2

地震烈度: 8度

最大风速: 34m/s

污秽等级: Ⅱ、Ⅲ级

覆冰厚度: 10mm.

三、主要技术参数

额定电压: 550kV

额定电流: 3150A，4000A

额定频率: 50Hz

额定短路开断电流: 50kA，63kA

额定短时耐受电流: 50kA，63kA

额定短路持续时间: 3s

额定峰值耐受电流: 125 kA，160kA

额定短路关合电流（峰值）: 125kA ，160kA

额定雷电冲击耐受电压（峰值）:

对地 1675kV 断口 1675＋450kV 额定操作冲击耐受电压（峰值）:

对地 1175kV 断口 1175＋450kV 额定短时工频耐受电压:

对地 740kV 断口 680＋318kV

额定六氟化硫气体压力（20℃）: 0.6MPa

四、主要技术指标

六氟化硫气体零表压下5min工频耐受电压(20℃) :

对地 636 kV 断口 416 kV 开断时间: 40ms

分闸时间: 14～20ms

合闸时间: 75～100ms

操作顺序: O-0.3s-CO-180s-CO

在1.1倍最高电压下：晴天夜晚无可见电晕;

无线电干扰水平: 在1.1倍最高电压下≤500μV

六氟化硫气体年漏气率: ≤0.5%;

六氟化硫气体水分含量: ≤150ppmv;

机械寿命: 不维修试验3000次;

可靠性试验: 10000次

五、结构

带合闸电阻型断路器外形图不带合闸电阻型断路器外形图LW15-550瓷柱式六氟化硫断路器可以根据用户需要，分为带合闸电阻型和不带合闸电阻型，上左图为带合闸电阻型的单极断路器外形图，上右图为不带合闸电阻型的单极断路器外形图；又可分为Ⅱ级防污型和Ⅲ级防污型；控制电压可分为DC 220V和DC 110V；机构电机用电源可分为AC 220V和DC 220V.

1、总体结构

每台断路器由三个单极组成，每个单极均为单柱双断口结构，它包括两个灭弧室单元、两个合闸电阻单元、两个并联电容器单元、一组五通（带合闸电阻型断路器用）或三通（不带合闸电阻型断路器用）躯壳、一组支柱瓷套和一台液压弹簧操动机构。灭弧室、合闸电阻及支柱通过躯壳联通，形成一个气室，内充0.6MPa六氟化硫气体。并联电容为一独立单元，安装在五通躯壳上。每台操动机构装在一个机构箱中，机构箱兼做断路器基座，直接装在基础上。机构配用德国ABB公司生产的液压弹簧机构，性能可靠。断路器可以分极操作，也可由电气实现三极联动。

2、灭弧室结构

灭弧室为单压式变开距双喷结构，是断路器的核心部分。它是由静触头和动触头，

压气缸，活塞以及其它部件组成。电源线可接至静触头侧法兰的接线端子上。断路器正常运行时灭弧室是通流的主回路，断路器进行开、合操作时，灭弧室是熄弧单元。

在合闸位置，电流从一静触头侧端子经静触头座、静触头、动触头、压气缸、中间触头、支持件，流向动触头侧法兰，再经躯壳流入另一断口，从另一静触头经端子流出，与两侧母线形成主导电回路。

分闸操作时活塞杆带动压气缸、动触头、动弧触头和喷口一起运动，压气缸内SF6气体被压缩。弧触头接触行程结束后，动弧触头与静弧触头分离，其间产生电弧。此时喷口尚未打开，压气缸中气体在被机械压缩的同时，被电弧加热，压力急剧升高。喷口打开后，强大的气流产生良好的熄弧效应，待电弧电流过零时电弧熄灭，断口间绝缘强度迅速恢复。

合闸操作时运动过程与分闸时相反，压气缸内形成负压，断口间的气体流入压气缸，为下次分闸做好准备。

灭弧室结构图

3、合闸电阻

合闸电阻安装在五通躯壳的两边。它由电阻静触头，电阻动触头以及合闸电阻构成。合闸电阻动触头和灭弧室断口由绝缘拉杆操动。

合闸操作时，由于合闸电阻触头开距小于灭弧室断口触头开距，而合闸电阻动触头和灭弧室动触头活塞杆由绝缘拉杆同步操动，故而合闸电阻动触头先行合闸。合闸电阻的提前接通时间约为10±2ms。

分闸操作时，合闸电阻静触头中独特的小型缓冲气室，使合闸电阻触头在灭弧室触头的超行程阶段，先行断开。确保合闸电阻触头先于灭弧室触头分离。

所以LW15-550瓷柱式六氟化硫断路器合闸电阻接通和断开时间靠机械来保证，结构简单，运行可靠。

4、五通躯壳

五通躯壳中装吸附剂及连杆，拐臂。五通躯壳连接两个灭弧室、两个合闸电阻、支柱瓷套。躯壳是断路器的一个关键的结构件。它除了支撑灭弧室，合闸电阻和并联电容器之外，还兼作连络两断口的导体。同时，它还是传动系统的支撑点 ,躯壳中的传动机构可使绝缘拉杆的垂直运动，转变为灭弧室动触头和合闸电阻动触头的水平运动。

支柱瓷套组件由三节组成，支持五通

躯壳并使带电部分与大地绝缘。支柱瓷套中

的绝缘拉杆将操动机构中的操作功传递给五

通驱壳中的连杆。绝缘拉杆下部有直动密封

组件，中部和上部有导向元件。

6、操动机构

LW15-550瓷柱式六氟化硫断路器配用ABB公司生产的HMB8型液压碟簧操动机构。HMB8型液压碟簧操动机构，它的主要特点有：

1、各功能元件完全模块式集成连接，密封全部采用密封圈，节省了空间，减少了密

封点,无渗漏油的隐患；

2、碟形弹簧贮能代替了传统的压缩氮气贮能，使得操作特性更加稳定可靠。

液压碟簧操动机构的工作原理

液压碟簧操动机构工作原理见下图

a) 贮能(参见下图(a))

当贮能电机接通时，油泵将低压油箱的油压入高压油腔，三组相同结构的贮能活塞在液压的作用下，向下压缩碟簧而贮能。

b) 合闸操作(参见下图 (b))

当合闸电磁阀线圈带电时，合闸电磁阀动作，高压油进入换向阀的上部，在差动力的作用下，换向阀芯向下运动，切断了工作活塞下部原来与低压油箱连通的油路，而与储能活塞上部的高压油路接通。这样，工作活塞在差动力的作用下，快速向上运动，带动断路器合闸。

c) 分闸操作(参见下图 (c))

当分闸电磁阀线圈带电时，分闸电磁阀动作，换向阀上部的高油压腔与低压油箱导通而失压，换向阀芯立即向上运动，切断了原来与工作活塞下部相连通的高压油路，而使工作活塞下部与低油油箱连通失压。工作活塞在上部高压油的作用下，迅速向下运动，

带动断路器分闸。