1、LW13-550/Y4000-63高壓六氟化硫斷路器(配用CYA4-型液壓碟簧操動機構(gòu) 西安西開高壓電氣股份有限公司1.概述LW13-550/Y4000-63罐式六氟化硫斷路器是西安西開高壓電氣股份有限公司在公司成熟產(chǎn)品LW13-550/Q4000-63罐式六氟化硫斷路器的技術(shù)上,消化吸收ABB先進技術(shù),結(jié)合市場需求設(shè)計開發(fā)的具有國際先進水平的戶外三極交流高壓開關(guān)設(shè)備,用于大型發(fā)電廠、變電站及輸變電線路中,是電力系統(tǒng)的控制和保護電器。本產(chǎn)品滅弧室為雙斷口結(jié)構(gòu),與原雙斷口斷路器LW13-550/Q4000-63滅弧室結(jié)構(gòu)完全一樣,其簡要滅弧原理見圖1。在滅弧室中充有0.50MPa具有優(yōu)良的滅弧性

2、能和絕緣性能的SF6氣體,在斷路器分閘時,通過壓氣缸內(nèi)產(chǎn)生的高壓氣流熄滅電弧。機構(gòu)采用ABB公司生產(chǎn)的技術(shù)先進、性能可靠的液壓碟簧操動機構(gòu),所配機械特性與原CQ7-I型氣動操動機構(gòu)特性范圍基本一致。 圖1 滅弧原理2. 型號及名稱LW13-550/Y4000-63罐式高壓六氟化硫斷路器。3. 用途LW13-550/Y4000-63高壓六氟化硫斷路器為戶外交流高壓電器設(shè)備,用于發(fā)電廠、變電站及輸變電線路的控制和保護,也可作聯(lián)絡(luò)斷路器用。4. 技術(shù)參數(shù)4.1 使用環(huán)境條件如下:環(huán)境溫度-30 +40;最大日溫差25日照強度不超過1000W/m2(晴天中午;海拔1000 m;外絕緣污穢等級級(25

3、mm/kV;最大覆冰厚度10mm;最大風速34 m/s;相對濕度(月平均90%(20時;抗震設(shè)防烈度9度; 5. 總體結(jié)構(gòu)及主要部件結(jié)構(gòu)概述5.1 結(jié)構(gòu)特點LW13-550/Y4000-63高壓六氟化硫斷路器為雙斷口結(jié)構(gòu),斷口間有并聯(lián)電容器,可按用戶需要帶合閘電阻,每臺產(chǎn)品由三個單極組成,每個單極包括滅弧室、出線瓷套、電流互感器、操動機構(gòu)和罐體。產(chǎn)品每極配用一臺CYA4-型液壓碟簧操動機構(gòu),單極操作,也可三極電氣聯(lián)動操作。 圖2 產(chǎn)品總體結(jié)構(gòu)圖5.2主要部件結(jié)構(gòu)概述LW13-550/Y4000-50高壓六氟化硫斷路器在設(shè)計時,本體部分的滅弧室、罐體以及電流互感器裝配、出線套管裝配同LW13-5

4、50/Q4000一樣,液壓碟簧操動機構(gòu)水平布置,通過傳動拐臂和滅弧室相連,如圖3所示。 圖3 內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖5.3 滅弧室工作原理LW13-550/Y4000-63高壓罐式六氟化硫斷路器在滅弧室中充有0.50MPa具有優(yōu)良滅弧性能和絕緣性能的SF6氣體。在斷路器分閘時, 依靠氣缸和活塞之間的壓氣作用所產(chǎn)生的高壓氣流熄滅電弧,滅弧原理如圖4所示。 圖4 滅弧原理圖5.4 液壓碟簧操動機構(gòu)結(jié)構(gòu)在保證機械特性不變的前提下,用CYA4-I型液壓碟簧操動機構(gòu)替代CQ7-氣動彈簧操動機構(gòu);各功能元件完全模塊式集成連接,密封全部采用密封圈,節(jié)省了空間,減少了密封點,無滲漏油的隱患;碟形彈簧貯能代替了傳統(tǒng)的壓

5、縮氮氣貯能,使得操作特性更加穩(wěn)定可靠;兩套各自獨立的分閘控制閥,最大可能的保證了操作可靠性。液壓碟簧操動機構(gòu)通過傳動拐臂和滅弧室相連。液壓彈簧操動機構(gòu)機芯外形如圖5所示。 1貯能模塊2監(jiān)測模塊3控制模塊4打壓模塊5工作模塊6泄壓閥操作手柄7彈簧貯能位置指示器圖5 液壓彈簧操動機構(gòu)機芯外形圖 (a 未貯能,分閘狀態(tài) (b已貯能,合閘狀態(tài) (c 已貯能,合閘狀態(tài) 1. 低壓油箱2. 油位指示器3. 工作活塞桿4. 高壓油腔5. 貯能活塞6. 支撐環(huán)7. 碟簧 8. 輔助開關(guān) 9. 注油孔 10. 合閘節(jié)流閥 11. 合閘電磁閥 12. 分閘電磁閥 13. 分閘節(jié)流閥 14. 排油閥 15. 貯能電

6、機 16. 柱塞油泵 17. 泄壓閥 18. 行程開關(guān)圖6 液壓彈簧操動機構(gòu)工作原理圖5.5 操動機構(gòu)工作原理(見圖6 a 貯能參見圖6(a當貯能電機接通時,油泵將低壓油箱的油壓入高壓油腔,三組相同結(jié)構(gòu)的貯能活塞在液壓的作用下,向下壓縮碟簧而貯能。 b 合閘操作參見圖6(b當合閘電磁閥線圈帶電時,合閘電磁閥動作,高壓油進入換向閥的上部,在差動力的作用下,換向閥芯向下運動,切斷了工作活塞下部原來與低壓油箱連通的油路,而與儲能活塞上部的高壓油路接通。這樣,工作活塞在差動力的作用下,快速向上運動,帶動斷路器合閘。 c 分閘操作參見圖6(c當分閘電磁閥線圈帶電時,分閘電磁閥動作,換向閥上部的高油壓腔與

7、低壓油箱導通而失壓,換向閥芯立即向上運動,切斷了原來與工作活塞下部相連通的 高壓油路,而使工作活塞下部與低油油箱連通失壓。工作活塞在上部高壓油的作用下,迅速向下運動,帶動斷路器分閘。d 機械防慢分 圖7(a為機構(gòu)正常工作狀態(tài),圖7(b為失壓狀態(tài)。斷路器處于合閘位置時, 一旦機構(gòu)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)失壓故障,支撐環(huán)5受到彈簧力的作用,向上運動h2,推動連桿3,連桿3帶動拐臂1順時針轉(zhuǎn)動h3,支撐住向下慢分的活塞桿,使斷路器始終保持在合閘位置。待機構(gòu)的故障排除后重新貯能,在儲能活塞的作用下,支撐環(huán)5向下運動壓縮碟簧,連桿3在復位彈簧力的作用下,帶動拐臂1逆時針轉(zhuǎn)動,脫離活塞桿,產(chǎn)品又恢復正常工作狀態(tài)。6.

8、 產(chǎn)品特點 6.1優(yōu)良的滅弧性能由于該產(chǎn)品采用了壓氣式滅弧原理,并吸收了壓氣滅弧原理的一些優(yōu)點,故而其開斷能力非常強。在開斷大電流時,靜弧觸頭和電弧恰到好處的堵塞了噴口喉道,于是在電流過零前充分地利用電弧本身的能量產(chǎn)生的熱膨脹作用,使上游區(qū)的壓力急驟上升,從而在電流過零后,得到良好的吸弧效果。在開斷小電流時,直接利用壓氣效應熄弧,性能良好,這正是我們在自能滅弧原理上巧妙結(jié)合壓氣原理的結(jié)果。 6.2絕緣性能好該產(chǎn)品絕緣性能完全繼承了LW13-550/Q 的產(chǎn)品優(yōu)點。本體全部共用成熟產(chǎn)品LW13-550/Q 的零部件,其絕緣性能已經(jīng)在LW13-550/Q 產(chǎn)品近年的生產(chǎn)和運行中得到了驗證。 6.3

9、密封結(jié)構(gòu)可靠該產(chǎn)品靜密封采用“O ”型密封圈結(jié)合密封膠來保證,直動密封則采用七道密封裝置,并利用直動密封系統(tǒng)中的彈簧自補償作用,很好的解決了SF 6氣體的密1拐臂 2 彈性開口銷 3連桿 4調(diào)整螺栓 5支撐環(huán)圖7 機械防慢分裝置工作原理圖封問題。產(chǎn)品的SF6氣體年漏氣率低于0.5%。6.4操作噪音水平很低。CYA4-型液壓彈簧操動機構(gòu)緩沖特性平緩,分合閘操作均靠液壓能,操作噪音水平很低。按DL/T593標準規(guī)定,在離地面1.5米,距斷路器最近點2米處測得其合閘時噪音水平為88dB ;分閘時噪音水平為87dB,不但低于該標準對戶外產(chǎn)品要求的110dB,而且還低于該標準對戶內(nèi)產(chǎn)品要求的90dB。6

10、.5可靠的防慢分裝置CYA4-型液壓彈簧操動機構(gòu)采用了非常可靠的防慢分裝置,在機構(gòu)一旦出現(xiàn)意外失壓故障,能可靠的防止斷路器出現(xiàn)慢分。6.6機械特性穩(wěn)定由于采用彈簧貯能代替了壓縮氮氣貯能,變壓力的氣體定容管理為碟簧定壓管理,使得操作壓力基本不受環(huán)境溫度變化的影響。6.7運行維護量小斷路器采用的液壓彈簧操動機構(gòu)為功能模塊化設(shè)計,整臺機構(gòu)無一根外露油管,減少了密封環(huán)節(jié);經(jīng)歷了3000次不間斷的機械操作試驗,具有很高的機械可靠性,基本上無需日常的運行維護,易于實現(xiàn)無人值守。7. 型式試驗概況7.1 LW13-550/Y進行的型式試驗項目由于LW13-550/Y完全共用LW13-550/Q的滅弧室,并且

11、兩者的機械特性基本相同,根據(jù)國家高壓電器質(zhì)量監(jiān)督檢測中心關(guān)于簡化高壓開關(guān)設(shè)備型式試驗項目的規(guī)定,型式試驗進行了以下項目:表2 試驗項目及報告 7.2 LW13-550/Y借用試驗項目以下型式試驗項目借用LW13-550/Q的試驗報告:如下所示:表3 試驗項目及報告 7.3 LW13-550/Y試驗概況LW13-550/Y4000-63按國際標準IEC60056和GB1984、DL/593、LW13-550/Y4000-63試制鑒定大綱的要求在國家高壓電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心通過了短路關(guān)合和開斷試驗方式4、動穩(wěn)定試驗、5000次機械操作后溫升試驗;在西安西開電氣股份有限公司進行了5000次機械操作試

12、驗、端子拉力、淋雨試驗和噪音等試驗。 7.3.3 溫升試驗按照標準GB1984、GB11022規(guī)定的試驗程序和方法,在機械壽命試驗前、后分別進行。試驗電流實際通流為4000A,試驗結(jié)果,溫升值滿足標準GB1984、GB11022和試制鑒定大綱規(guī)定的要求。7.3.4 5000次機械操作試驗產(chǎn)品試驗時,連續(xù)操作5000次,僅在試驗之前進行了潤滑處理,期間未進行任何維護。試驗后對產(chǎn)品的裝配的結(jié)構(gòu)尺寸進行了檢查;產(chǎn)品裝配狀態(tài)及動靜主觸頭、壓氣缸磨損正常;裝配尺寸在試驗前、后符合圖樣要求;并在試驗前、后及試驗過程中對機械特性等項目進行了檢查,符合技術(shù)規(guī)范和試制鑒定大綱的要求。7.3.5機械操作和機械特性

13、試驗按照標準GB1984、GB11022規(guī)定的試驗程序和方法,對產(chǎn)品的裝配、結(jié)構(gòu)尺寸進行了檢查,進行了手動和電動的操作,操作正常;并在此之后進行了機械特性檢驗,滿足技術(shù)規(guī)范和試制鑒定大綱中的要求。7.3.6 噪音試驗產(chǎn)品操作時,在距離地面1.5米、斷路器2米處測得的合閘為88dB,分閘為87dB,低于標準規(guī)定的戶內(nèi)產(chǎn)品噪音低于90dB的要求,滿足技術(shù)規(guī)范和試制鑒定大綱中的要求。7.3.7氣密性試驗檢漏按GB11023進行,水分85ppm,年泄漏率0.1%,滿足標準和技術(shù)規(guī)范年泄 SF6漏率不大于0.5%要求。7.3.8淋雨試驗和外殼防護等級對試品持續(xù)進行24小時淋雨后,檢查機構(gòu)箱未見進水痕跡。外殼防護等級按GB4208的規(guī)定進行檢驗,試驗結(jié)果滿足IP5X的要求。8 結(jié)論8.1 LW13-550/Y4000-63高壓SF6斷路器圖紙和技術(shù)文件完整、正確、統(tǒng)一,符合國