1.概述 1.1 LN3-66/T2500—31.5型高压六氟化硫断路器系户外三极交流50Hz高压电器设备，主要用于输变电线路的保护，也可作联络断路器使用。断路器为三极组装在一个框架上，不能进行单极操作。 1.2 LN3-66/T2500—31.5型高压六氟化硫断路器符合GB1984《高压交流断路器》国家标准的要求，并满足IEC60056《高压交流断路器》国际电工委员会标准的要求。 1.3 使用环境条件 1.3.1 环境温度 -30℃～+40℃（-45℃～+40℃条件下开断电流为25kA） 1.3.2 海拔高度不超过 1000m 1.3.3 自然风速不超过 35m/s 1.3.4 积冰厚度不超过 10mm 1.3.5 地震地面加速度不超过：a.水平加速度 0.4g,b.垂直加速度 0.2g 1.3.6 最大日温差 25℃ 1.4 断路器采用六氟化硫（SF6）气体作为灭弧介质，六氟化硫气体不但有良好的灭弧性能，而且电气绝缘性能非常好，气体在开断时被压气筒压缩后喷向电弧并将电弧熄灭，开断的简单原理如图1。该断路器具有结构简单、开断性能良好，并且操作平衡等许多优点。它还是一种理想的切合电容器组及电抗器组的开关。 1.4.1 优越的开断性能：断路器能够顺利地开断各种异常短路，例如反相状态断路器两侧两极同时接地，近区故障以及包括断路器端部故障在内的其它故障等。 1.4.2 操作噪音小：由于断路器密封，与大气隔绝，所以操作时没有气体喷出的噪音。 1.4.3 结构简单、尺寸紧凑：灭弧室采用单断口，没有其它阀系统，所以结构非常简单、尺寸紧凑。 1.4.4 检修维护工作量小：由于结构简单，并且断路器的灭弧室触头在六氟化硫气体中开断时烧损量小，所以断路器的维护工作量小，检修周期比较长。 1.4.5 安全可靠：纯净的六氟化硫气体是无毒不可燃的，而且因为灭弧室密封性好，所以断路器在使用上是安全可靠的。 静触指气体电弧静弧触头喷口主触头动弧触头气活塞杆缸中间触指活塞 图1 开断原理 2. 产品的技术参数 2.1 断路器的主要技术参数 见表1 表1 断路器的主要技术参数 序号 1 2 3 4 5 6 7 额定电压 额定电流 额定短路开断电流 额定短路关合电流（峰值） 额定短时耐受电流 额定短路持续时间 额定峰值耐受电流（峰值） 断口间 干试 1min工频耐受电（压有效值（）断路器内充入20℃时，0.40MPaSF6气体 8 湿试 断口间 对 地 断口间 雷电冲击耐受电压（峰值）1.2/50μs（断路器内充入20℃时，0.40MPaSF6气体） 9 10 11 12 13 14 15 序号 零表压5min工频耐受电压（有效值） 近区故障开断电流 额定失步开断电流 首开极系数 分闸时间 开断时间 合闸时间 名 称 对 地 对 地 名 称 单 位 kV A kA kA kA s kA kV kV kV kV kV kV kV kA kA S S S 单 位 数 据 72.5 2500 31.5 80 31.5 4 80 160+42 160 160+42 160 350+60 350 84 90%31.5×75% 31.5×25% 1.5 ≤0.03 ≤0.06 ≤0.15 数 据 16 17 18 分——合时间 合——分时间 断路器每极断口数 额定压力 报警压力 闭锁压力 含水量不大于 年漏气量不大于 充入断路器内六氟化硫气体的重量 断路器总重 机械寿命 水平纵向允许负荷 水平横向允许负荷 垂直方向允许负荷 防污型（Ⅲ级） S S 个 MPa MPa MPa vPPM( ) v kg kg 次 N N N mm mm Ω V A W V W V ≥0.3 00.06-0.01 1 0.50 0.40 0.40 150 1% 3.5 1000 3000 750 500 750 2090/1815 2585/2250 50 110或220 2.2 315 220 100 220 19 断路器内六氟化硫气体（20℃时） 20 21 22 23 断路器接线端子静拉力 24 断路器断口及对地瓷套泄漏距离（断口/对地） 重污型（Ⅳ级） 电 阻 值 额定电压（DC） 额定电流（DC） 功 率 26 弹簧机构电动机 电 压（AC/DC） 功 率 27 加热器 电 压（AC） 25 弹簧机构分/合闸线圈 2.2 断路器装配调整后应达到的技术要求 见表2 表2 断路器调整后应达到的技术要求 序号 1 2 3 4 5 动触头的行程 触头的滑触行程 三极分闸不同期 三极合闸不同期 每极主回路电阻值 项目 单位 mm mm S S μΩ 技术要求 备注 出厂前调整 出厂前调整 出厂前调整 出厂前调整 不包括接线端子板 +2150 -5 27±2 ≤0.002 ≤0.004 ≤50 3. 产品的结构及工作原理 3.1 总体结构及外形布置 断路器三极总体布置外形见图2 断路器三极组装在一个框架上，每极一柱单断口，配有CT15型弹簧机构。三极灭弧室的所有可动部件都机械地连接到弹簧操作机构上。 分闸操作由分闸弹簧完成。合闸操作则由电动机通过棘轮连杆储能的合闸弹簧来完成。 断路器由接线端子板（2-1），灭弧室（2-2），支柱瓷套（2-3），框架（2-4），控制箱（2-5），支架（2-6），电缆管（2-7）等组成。 电气控制、保护、信号装置和六氟化硫气体压力监视系统及弹簧机构均放置控制箱（2-5）内。灭弧室（2-2）与支柱瓷套（2-3）内腔相通，内部充有20℃时0.50MPa额定压力的六氟化硫气体，并由气体管路与控制箱内的气体密度控制器（2-10）相连。当六氟化硫气体压力下降至20℃时0.45MPa时发出报警信号应进行补气；当六氟化硫气体压力下降到20℃时0.40MPa时，断路器分、合闸闭锁。 11002-111002-12-22-32-42-521974635750(830)2-62-102-92-825802-71600图2 断路器的总体布置及外形 图中： （2-1）接线端子板； （2-2）灭弧室； （2-3）支柱瓷套； （2-4）框 架； （2-5）控制箱； （2-6）支 架； （2-7）电缆管； （2-8）供气门； （2-9）弹簧机构； （2-10）SF6密度控制器。 3.2 断路器灭弧室结构及工作原理 3.2.1 灭弧室结构:断路器的灭弧室采用变开距单压喷气型结构，其结构见图3。 3-103-13-113-23-33-43-53-63-73-123-133-143-153-163-83-173-183-9 A. 合闸位置 B. 分闸位置 图3 断路器灭弧单元结构图中： （3-1）接线端子板； （3-2）静触头座； （3-3）静弧触头；（3-4）静触指；（3-5）喷 口； （3-6）动弧触头；（3-7）活塞杆；（3-8）中间法兰；（3-9）滑动密封装配；（3-10）吸附剂； （3-11）灭弧室瓷套；（3-12）动触头；（3-13）六氟化硫气体；（3-14）压气缸；（3-15）活 塞； （3-16）中间触指；（3-17）支柱瓷套；（3-18）绝缘操作杆。 3.2.2 工作原理 a. 合闸状态见图3（A）:断路器在合闸状态时，电流由上接线端子板（3-1）通过静触指（3-4）主触头（3-12）、气缸（3-14）、中间触指（3-16）和中间法兰（3-8）流至下接线端子板（3-1）。 b. 分闸操作及灭弧室动作原理见图3（B）和图1:分闸操作时，绝缘操作杆（3-18）在弹簧机构（2-9）的操动下，使主触头（3-12）及与之相连的气缸（3-14）一起快速向下运动。 压气缸（3-14）与活塞杆（3-7）之间的六氟化硫气体被压缩，静触指（3-4）与动触头（3-12）分离，电流被转移至动弧触头（3-6）与静弧触头（3-3）上。随着主触头（3-12）继续向下运动，动、静弧触头分离，并产生电弧，电弧在喷口（3-5）喉道内燃烧堵塞喷口喉道，电弧被上游区的压力吹向活塞杆（3-7）内。当喷口喉道快速离开静弧触头时，被压缩的六氟化硫气体处于临界压力并以音速从喉道喷出，产生强烈的喷吹作用，电流过零瞬间使电弧迅速熄灭。电弧熄灭后由于主触头继续向下运动，吹喷作用持续进行，保证了开断后的去游离，使介质恢复强度迅速增强。 c. 合闸操作:合闸操作时，绝缘操作杆（3-18）向上运动，主触头与气缸（3-14）及可动部件亦向上运动，六氟化硫气体迅速进入气缸（3-14）内，动、静触头接触，合闸操作完成。 3.3 弹簧操动机构:断路器分、合闸操动机构为弹簧操作机构，其结构与动作原理见图4。 4-184-174-1-1-14A销4-134-124-114-14-24-34-44-5B销4--74-84-94-10（A）合闸位置（合闸弹簧储能状态） （B）分闸位置（合闸弹簧储能状态） （C）合闸位置（合闸弹簧释放状态） 图4 弹簧操作机构图中： （4-1）凸轮；（4-2）分闸弹簧；（4-3）棘轮；（4-4）棘轮轴；（4-5）合闸弹簧；（4-6）合闸保持掣子； （4-7）合闸掣子；（4-8）合闸电磁铁；（4-9）掣 子；（4-10）分闸电磁铁；（4-11）分闸电磁铁动铁芯； （4-12）分闸掣子；（4-13）分闸保持掣子；（4-14）拐 臂；（4-15）拐臂轴；（4-16）棘爪；（4-17）棘爪轴； （4-18）大拐臂。 3.3.1 弹簧机构分闸操作见图4（A）:弹簧机构在合闸位置且分闸弹簧（4-2）与合闸弹簧（4-5）均已储能。拐臂（4-14）和（4-18）受分闸弹簧（4-2）逆时针方向的力矩，此力矩被分闸保持掣子（4-13）和分闸掣子（4-12）阻挡。 分闸操作步骤如下： a. 分闸电磁铁（4-10）的线圈接受分闸信号后带电，其动铁芯（4-11）动作，冲动分闸掣子（4-12）； b. 分闸掣子（4-12）向顺时针方向旋转，释放分闸保持掣子（4-13）； c. 分闸保持掣子（4-13）亦向顺时针方向旋转，并释放A销； d. 拐臂（4-14）和（4-18）受分闸弹簧（4-2）的推力，向逆时针方向旋转； e. 拐臂（4-18）通过与其连接的水平拉杆与垂直拉杆（3-18）使动静触头快速分离，断路器分闸。 3.3.2 弹簧机构合闸操作见图4（B）:弹簧机构在分闸位置，合闸弹簧（4-5）已储能，棘轮轴（4-4）承受联接在棘轮4-3上的合闸弹簧（4-5）逆时针方向的力矩被合闸保持掣子（4-6）和合闸掣子（4-7）所阻挡。 合闸操作步骤如下： a. 合闸电磁铁（4-8）的线圈接受合闸信号后带电，掣子（4-9）动作，冲动合闸掣子（4-7）； b. 合闸掣子（4-7）向顺时针方向旋转，释放合闸保持掣子（4-6）； c. 合闸保持掣子（4-6）逆时针旋转释放B销，凸轮（4-1）推动拐臂（4-14）顺时针方向旋转，并带动拐臂轴（4-15）上的大拐臂（4-18）顺时针方向旋转，并压缩分闸弹簧（4-2）； d. 与大拐臂（4-18）相联接的水平拉杆和垂直接杆（3-18）使动静触头快速合闸； e.合闸操作完成以后的机构状态如图4（C）所示，A销再次被分闸保持掣子（4-13）阻挡。 3.3.3 弹簧机构的合闸弹簧储能。:机构合闸操作完成后，合闸弹簧（4-5）处于释放状态如图4（C），棘爪轴（4-17）通过齿轮与电机相联。 合闸弹簧储能动作如下： a. 电动机启动使棘爪轴（4-17）旋转； b. 偏心的棘爪轴（4-17）上的两个棘爪（4-16），在棘爪轴的转动中与棘轮（4-3）上的齿交替进出进行啮合，使棘轮转动；棘轮（4-3）逆时针方向旋转，通过拉杆使合闸弹簧（4-5）储能； c. 通过死点位置后，棘轮轴（4-4）由合闸弹簧（4-5）给以逆时针方向的转动力矩，此力矩通过B销被合闸保持掣子（4-6）阻挡； d. 图4（A）为合闸弹簧储能后的机构状态。 3.3.4 防跳跃装置:如果断路器在合闸操作完成后立即分闸，而此时合闸命令又未撤消，合闸弹簧未储能之前断路器不会再次合闸。采取机械和电气、防跳跃措施后，即使合闸信号仍在保持，合部弹簧也已完成储能，断路器亦不能再次合闸。 机械防跳跃装置的操作如下：见图5
a. 图5（A）中合闸保持掣子（5-9）是为了保持合闸弹簧处于储能位置而设置的。它支撑在支架的轴承上。棘轮（4-3）上的B销与合闸弹簧（4-5）相联，合部弹簧储能后的力作用在B销上，对合闸保持掣子（5-9）施以逆时针方向的力矩，此力矩通过滚子（5-1）被合闸掣子（5-3）阻挡。 b. 图5（B），当合闸信号使合闸线圈带电时，其动铁芯（5-7）带动掣子（5-4）并撞击合闸掣子（5-3）顺时针方向旋转而释放合闸保持掣子（5-9），合闸保持掣子（5-9）在B销的推动下逆时针方向旋转而释放B销，断路器开始合闸，掣子（5-4）在动铁芯（5-7）的带动下压住防跳跃销（5-2）。 c. 图5（C），在B销的推动下滚子（5-1）沿合闸掣子（5-3）的背面滚动，并使合闸掣子（5-3）继续顺时针方向旋转，而推动掣子（5-4）逆时针方向旋转而滑离防跳跃销（5-2），并使掣子（5-4）保持在倾斜位置。 B销5-15-95-85-25-35-45-55-65-7(5-1)滚子(5-2)防跳跃销(5-3)合闸掣子(5-4)掣子(5-5)弹簧(5-6)合闸线圈(5-7)动铁芯(5-8)弹簧(5-9)合闸保持掣子 (A）分闸（合闸弹簧储能） （B）合闸时，合闸线圈带电 （C）合闸后，合闸线圈仍带电 ( D）合闸后，合闸线圈断电 （E）分闸时，合闸线圈带电防跳跃位置） 图5 防跳跃装置:d. 图5（D），合闸线圈（5-6）断电时，动铁芯（5-7）带着掣子（5-4）在弹簧（5-5）的作用下复位到如图的位置，以备再合闸。 e. 图5（E），当断路器处于合闸位置，B销被合闸掣子（5-9）扣住（即合闸弹簧已储能），合闸保持掣子（5-9）被合闸掣子（5-3）阻挡时，如果在这种情况下断路器分闸，虽然合闸信号继续保持，但防跳跃销（5-2）已使掣子（5-4）倾斜，掣子（5-4）动作已不可能推动合闸掣子（5-3），所以断路器不能再次合闸。只有当合闸信号切除，合闸线圈（5-6）断电，动铁芯（5-7）带着掣子（5-4）返回原位，才能进行下一次合闸操作，如图5（A）所示。 3.4 电气控制系统 断路器的电气控制系统见图6。 额定直流操作电压为220V时见图6（A），额定直流操作电压为110V时见图6（B）。就地操作时应将HK2换向开关旋扭至如图“就地”处，合闸弹簧（4-5）储能后可进行就地分、合闸操作。若控制室进行操作时应将HK2换向开关扭至如图“远方”处即可由控制室进行分、合闸操作。 3.4.1 合闸:合闸电流通过接触器ZJ3的常闭接点经转换开关HK1的接点流至合闸线圈HQ，当气压正常，气体密度控制器的闭锁接点断开，ZJ4常闭接点导通，合闸线圈HQ通电，断路器合闸。 图6中电阻R是为了防跳跃而预置的，需要时将R-1与HK1-35相联。因为断路器装有机械防跳跃装置，断路器合闸操作完成后：转换开关接点HK1已切换，此时如果合闸信号继续保持，但是合闸线圈HQ是和R串联的，控制电压大部分加在电阻R上，而加在合闸线圈HQ上的控制电压远远小于它的最小工作电压，合闸线圈流过的只是一个维护它继续保磁的电流以使掣子（5-4）继续保持倾斜状态，以达到机械防跳跃的目的。 ZJ3接触器，是电气防跳跃而设置的，它也可以保证合闸线圈不致因为长时间通电而烧毁。其常闭接点ZJ3在合闸命令发布后0.2～0.3S动作。将合闸回路切除，要想再次进行合闸，只有将合闸命令撤消，重新给合闸命令才有可能进行。 3.4.2 分闸:分闸电流通过HK1的接点及分闸线圈TQ，断路器分闸。 气体密度控制器的报警接点在低于0.45MPa（20℃）压力时发报警信号，其闭锁接点在低于0.40MPa（20℃）压力时动作将分、合闸回路切除，实现闭锁。
