LW25-420瓷柱式六氟化硫断路器产品介绍

LW25-420 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。在此情况下，我公司研制开发了LW25–420高压六氟化硫断路器。该产品于2003年12月完成了全部型式试验。 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：: Ⅲ级 覆冰厚度： 10mm. 三、主要技术参数

额定电压： 550kV 额定电流： 4000A 额定频率： 50Hz 额定短路开断电流： 50kA 额定短时耐受电流： 50kA 额定短路持续时间： 4s 额定峰值耐受电流： 125kA 额定短路关合电流（峰值）： 125kA 额定雷电冲击耐受电压（峰值）：

对地 1425kV 断口 1425＋345kV

额定操作冲击耐受电压（峰值）：

对地 1050kV 断口 1050＋345kV

额定短时工频耐受电压：

对地 630kV 断口 630＋245kV

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 485 kV 断口 315 kV

开断时间： 50ms 分闸时间 20～30ms 合闸时间： 70～95ms

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： 3000次; 五、结构

断路器外形图

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、两个并联电容器单元、三通躯壳、一组支柱瓷套和一台液压弹簧操动机构。灭弧室、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，安装在三通躯壳上。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

3、三通躯壳

三通躯壳中装吸附剂及连杆，拐臂。三通躯壳连接两个灭弧室、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，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。 4、支柱瓷套

支柱瓷套组件由二节组成，支持三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三通驱壳中的连杆。绝缘拉杆下部有直动密封组件，中部和上部有导向元件。 5、操动机构

LW25-420瓷柱式六氟化硫断路器配用ABB公司生产的HMB4型液压碟簧操动机构。HMB4.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。

(a) 未贮能,分闸状态 (b)已贮能,合闸状态 (c) 已贮能,合闸状态

1. 低压油箱 2. 油位指示器 3. 工作活塞杆 4. 高压油腔 5. 贮能活塞 6. 支撑环 7.碟簧 8. 辅助开关 9. 注油孔 10. 合闸节流阀 11. 合闸电磁阀 12. 分闸电磁阀 13. 分闸节流阀 14. 排油阀 15. 贮能电机 16. 柱塞油泵； 17. 泄压阀 18. 行程开关

液压弹簧操动机构工作原理图

d) 机械防慢分结构

1拐臂 2 弹性开口销 3连杆 4调整螺栓 5支撑环

机械防慢分装置工作原理图

图(a)为机构正常工作状态，图 (b)为失压状态。断路器处于合闸位置时，一旦机构液压系统出现失压故障，支撑环5受到弹簧力的作用，向上运动h2，推动连杆3，连杆3带动拐臂1顺时针转动h3，支撑住向下慢分的活塞杆，使断路器始终保持在合闸位置。待机构的故障排除后重新贮能，在储能活塞的作用下，支撑环5向下运动压缩碟簧，连杆3在复位弹簧力的作用下，带动拐臂1逆时针转动，脱离活塞杆，产品又恢复正常工作状态。

六、特点

西开电气生产的LW25-420瓷柱式六氟化硫断路器一种新型SF6超高压、大容量SF6气体开关设备，其主要特点如下： 1、良好开断性能

该产品以SF6作为灭弧介质，采用压气式灭弧结构，配以合理的喷口形状和合理的电场设计，喷口上游区结构独特，有效利用了触头堵塞效应，其开断能力高达63kA，并且具有失步开断、近区故障开断等特殊开断能力及开断容性电流时不会产生重燃和重击穿，开断感性电流时不会产生过高的过电压。。 2、比较长的电寿命

LW25–420产品弧触头和喷口形状设计合理，动、静弧触头耐弧能力高，喷口抗烧蚀性能好，且采用两套触头系统，断路器的电寿命和机械寿命高，保证了产品连续开断50kA 20次无需检修。 3、优良的导电回路设计

该产品灭弧室内压气缸和支持件兼做导电回路，电接触面采用镀敷银层的方法处理，使得产品的主回路电阻比较小，通流能力非常强。该产品按照DL标准进行4000A×1.2温升试验，具有较低的温升值。 4、结构简单、可靠性高

a、该产品为单柱双断口结构，单极外形呈“T”型布置，机构箱兼做断路器基座，不再另设控制箱，占地面积非常小。

b、灭弧室中触头采用自力型触头，大大减少了灭弧室内的零部件数量，简化了灭弧室结构，增强了灭弧室的工作可靠性。 5、自力型触头的应用

该产品触头全部为自力型，触头材料采用导电率高、弹性好的合金材料，触头之间的接触压力来自材料的弹性形变，这样就避免了因弹簧脱落、绷断、退火而造成的触头间不可靠接触，既保证了产品运行的可靠性，又简化了产品结构。 6、操动机构配原装ABB的HMB型液压操动机构

1） 弹簧贮能：排除了温度变化的影响，耐环境能力强，体积小； 2） 全集成模块化：没有一根外联油管，将油的外泄可能降到最小；

3） 与灭弧室本体配合性好：机械特性是根据西开断路器的特性而专门进行设计和制造的；

4） 操作噪音小：油缸内置缓冲器；

5） 免维护：低压油箱采用真空注油，液压流体载能； 6） 防慢分装置

7） 可靠性高：用最少的可动元件满足了机构运动的需要。

7、便于现场安装

该产品由于结构简单，因而安装使用也方便。产品运输时每极分为三个单元，灭弧室、合闸电阻、电容器及五通躯壳总装配为一单元，支柱和机构各为一单元。出厂时，产品已经调整好，现场安装时，只需将机构、支柱和灭弧室合闸电阻总装配单元依次连接就位，拧紧螺栓，连好管路，然后抽真空充气，无需重新调整尺寸。 8、无线电干扰电压低

该产品采用双屏蔽环对瓷套法兰和接线法兰进行屏蔽，效果良好。GB11604和 DL/T593规定无线电干扰电压不应大于500uV，试验结果该产品无线电干扰电压为79.4uV。

9、操作平稳，震动小

该产品两断口水平布置，因结构、重量完全对称，因而操作平稳，稳定性好。 七、总结

LW25-420瓷柱式六氟化硫断路器产品性能可靠、技术参数先进，完全符合GB1984国家标准、IEC62271-100国际电工委员会标准和有关DL标准的要求，并按照标准规定的试验方法通过了型式试验，试验项目齐全，完全可以满足420kV和363kV电网运行的要求。