BVACN99系列交流真空断路器使用维护说明书.docx
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BVACN99系列交流真空断路器使用维护说明书
BVAC.N99系列交流真空断路器使用维护说明书
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日期
批准
日期
廖乡萍
2009-08-10
王泰杰
2009-08-14
佟来生
2009-10-10
1.简述3
1.1结构3
1.2操作5
1.3性能7
2安装21
2.1说明21
2.2安装21
2.3检查操作23
3.维护23
3.1安全性23
3.2定期检查和维修计划23
3.3易损件24
3.4检査和维护程序25
3.5故障检测29
4附件30
4.1BVAC断路器行程的测量30
5备注:
33
BVAC.N99系列交流真空断路器使用维护说明书
1概述
株洲电力机车有限公司生产的BVAC.N99系列断路器是单极交流真空断路器,该电器设备主要用于主电路开断和接通,同时还可以用于过载保护和短路保护。
a.真空泡(VST)
b.电空控制
图1设备安装不意图
该设备安装在电力机车顶部,见图lo该设备设计的分合闸操作机构和动作原理完全适合于电力牵引的要求和工作条件。
它具有如下特点:
&、绝缘性能高
X环境稳定性好
C、结构简单
d、开断容量大
e、机械寿命长
f、维护保养简单
g、与DBTF型空气断路器有互换性
图2BVAC.N99交流主断路器
1.1结构
图3BVAC.N99真空断路器的剖面简图
该真空断路器有三个主要的组成部分:
a.上面是高压电路路部分;
b、中间是与地隔离的绝缘支持部分;
C、下面是电空机械动作机构和低压控制电路部分。
1.1.1高压回路
机车顶上的高压电路装有可以开断交流电弧的真空泡。
真空泡灭弧室通过密封来与大气隔离。
两个主触头安装在真空泡内部,一个是静触头,另一个是动触头。
动触头的动作是由电空机械动作机构来控制,在分合闸过程中,该动作机构中的导向装置实现动作时的方向性和稳定性。
1.1.2支持绝缘子
安装在底板上的垂直绝缘子提供支持与绝缘。
绝缘操纵杆通过垂直绝缘子中心,连接电空机械动作机构和动触头。
0形密封圈紧黑在底板边缘的凹槽中以保证断路器与车顶之间的密封。
1.1.3电空机械动作机构
此装置安装在机车内部的断路器底板上,用于控制动触头的动作。
1.1.3.1合闸装置
本装置带有空气管路,在动触头快速合闸过程中提供必需的气压。
该电空管路包括装在储风缸边上用以保持恒定气压的调压阀;用于监控储风缸必须提供断路器合闸的最小压力的压力开关;用于控制压力气缸内气流通断的电磁阀;传动气缸最终把空气压力转化为机械作用力。
通过调压阀调定的气流量来保证合适的合闸速度,驱动系统的运动速度取决于该气流量。
断路器合闸状态通过保持线圈来保证。
保持线圈得电后可以允许高压气体山传动气缸通过电磁阀向外泄放。
该系统同时还能保证断路器分闸时的快速脱扣和分断。
1.1.3.2分闸装置
当保持线圈电流被切断(控制电源失电),断路器分闸,快速脱扣通过恢复弹簧和触头压力弹簧来实现。
通过此系统,在失电和停气时保证主断路器的可靠分闸。
在传动气缸的冲程末端,因为动作的快速性而产生空气的压缩,这就限制了分闸时快速脱扣装置的振动,保证了其方向性和稳定性。
1・2操作
BVAC.N99系列断路器操作方法说明如下:
1・2.1合闸操作(断路器处在开断状态)
图4BVAC.N99真空断路器闭合阶段(断路器处于开断状态)
只有在满足如下条件,断路器才能闭合:
a.断路器必须处于开断状态;
b.必须有充足的气压;
c.保持线圈必须处于得电状态。
1.2.1.1合闸步骤
图5合闸过程(开断时刻)
⑴按“开/关”键;
图6打开电磁阀
⑵电磁阀得电;
(3)压缩空气山储风缸进入传动气缸;
图7主触头移动
动触头随着活塞的移动而运动:
恢复弹簧压缩;
主触头闭合;
图8触头动作压力
触头压力弹簧压缩;
活塞到达行程末端;
(9)保持线圈在保持位置得电:
图9闭合
(10)电磁阀失电:
(11)传动气缸内的空气排出。
BVAC断路器闭合。
1.2.2分闸操作(断路器处在闭合状态)
在任何情况下,只要控制电源失电,BVAC断路器就处于开断状态(控制开关“开/关”打开,参考控制示图)。
1.2.2.1分闸步骤
(1)保持线圈失电;
图10电磁保持线圈失电
(2)活塞在弹簧力作用下移动(触头压力弹簧和恢复弹簧);
图门开断
(3)主触头打开,真空灭弧室灭弧:
(4)行程结束,活塞缓冲。
(5)主触头断开。
1・3性能
1.3.1型号表示
机勺个辆交流断路器貞空断昭器空号:
标准空号:
N99大底板:
N99A加高:
N99B正帝电丿仁
15kV:
125kV:
2高压接地开关空装:
无:
0'文装么右边:
1畑&圧边:
2控制电沥h
DC24V:
1C36V:
2
DC48V:
3
DC72V:
4DC11OV:
5编号:
貞空断路器型号:
0
1
2杯准:
00
特制:
01
BVAC.N99XXXX00
TTnTT
1.3.1.1额定电压
电网标称电压为25kV时,
1.3.1.2BTE高压接地开关
断路器最大额定电压为30kVo
芯
右
图12BVAC.N99真空断路器高压接地开关连接位置示意图(高压接地开关连接在右边)
1.3.1.3控制电压
Uz=DCHOVo
1.3.1・4标识
该标识在相关工程技术数据库里面有对应的定义,下列特有的附属元件可以随机用到:
a、避雷器;
b、连接插座;
c、辅助联锁:
带有六个;
d、特殊要求的控制电源。
1.3.1.5附件
CVB02控制和监测系统,断路器测量是通过一些外部传感器和其他具有类似功能的工具来实现的。
1.3.2主要技术参数
BVAC.N99系列交流真空主断路器的参数如下表1所示:
表1BVAC.N99系列真空断路器主要技术参数
名称
符号
单位
数值
标称电压
Ua
kV
25
额定电压
Ue
kV
30
额定频率
f
H:
50〜60
额定工频耐受电压
U50
kV„
75
额定全波冲击耐受电压
u还
kV
170
额定电流
Ie
阳
1000
热电流
J
1000
功率因数
0.8
额定短路接通能力
kA
40
额定短路开断能力
kAo=
20
额定瞬时耐受电流
J
KAO=
20/ls
表1BVAC.N99系列真空断路器主要技术参数(续)
名称
符号
单位
数值
开断能力的直流分量
%
<50
短路开断容量
MVA
600
瞬时恢复电压
a
kV
66
t3
80
突变电流
A
<7
额定操作顺序
o-3'-co
3,~co
开断时间
Ato
ms
20〜60
控制电压
Uctrln
VDC
110
合闸功率
w
50〜200
保持功率
w
15〜50
辅助触头
5
控制气压
Kpa
450〜1000
供气管直径
G3/8
一次合闸耗气量
dm3
2.5
高压部分的环境防护等级
IP56、IP57
工作温度
°C
-40〜+70
重量
kg
140(因型号不同略有差异)
1.3.3整体尺寸(以BVAC.N99型为例)
计数器
图13:
BVAC.N99真空断路器整体的尺寸示意图
1.3.4带有BTE高压接地开关的整体尺寸(以BVAC.N99型为例)
左
438
591
右
图14:
带有高压接地开关的BVAC.N99型的整体尺寸示意图
1.3.5车顶开孔和底架尺寸(以BVAC.N99型为例)
图15:
车顶开孔图16:
车顶咼压接地开关的开孑L
3、安装BVAC的底架厚度大或等于8mm,不平度小于0.25;
b、车顶开口和底架尺寸的都是参照产品技术参数得出。
1・3.6连接和安装说明
平面度0.25
图17:
基板和车顶接口示意图e
图19:
高压连接(HV2)
图18:
接地连接
图20:
高压连接(HV1)
图21:
排销(PB)图22:
气源连接口(BVAC.N99A型为G1/2)
1.3.7真空断路器的重量
axBVAC25kV:
140kg;
b、BTE连接附件:
3kgo
1.3.8高压回路
1.3.8.1开断能力
开断能力取决于额定工作电压,真空断路器也可以开断小电流。
a、U:
断路器主触头间的电压;
b、U':
主触头间的放大电压;
c、I:
断路器的电流有效值;
d、J:
峰值电流(64kA);
e、Isc:
开断电流(27.2kA);
f、匚:
燃弧时间(18ms);
g、t’:
主电路开断点;
h、t,:
触头分离时间点;
I、t3:
灭弧时间点。
1.3.8.2过电压
开断空载变压器产生的过电压取决于变压器的性能,为了不损害变压器,确定最大过电压是很重要的。
避雷器必须保护变压器,避雷器必须尽可能幕近变压器安装以保证电缆中的过电压最小。
1.3.8.3工频耐受电压
施加电压(额定工频耐受电压)
a、主回路对地
U5O=75kV;
b、输入和输出端
U5o=75kV;
c、控制回路对地
U50=1.5kVo
1.3.8.4雷电冲击试验
施加电压(额定冲击耐受电压)遵循IEC60077的标准
a.主回路对地
Uinp=170kV(0V4)
b、输入和输出端(开断时)
Uinp=170kV(0V4)
1.3.8.5绝缘距离
&、污染等级遵循IEC60077-1标准的规定:
PD4
b、爬电距离见表2:
表2
真空断路器类型
绝缘子
真空断路器
CEI60077-1
25kV
垂直
>1000mm
687mm
水平
1070mm
687mm
25kV带有BTE高压
接地开关
垂直
>1000mm
687mm
水平
887mm
687mm
c、电气间隙见表3
表3
真空断路器类型
真空断路器
CEI60077-1
25kV
320mm
310mm
1.3.9控制电路图
标准模板VI(仅有一个继电器开通和关断)
^ON/OTF_
-UBatt4-TJbatt?
7
专用模板V2(有两个继电器)
图24BVAC.N99系列断路器的骨架图表示意图
符号
HV1:
断路器的高圧输出端
HV2:
断路器的高压输入端
VST:
真空泡
BR:
触头压力机构
TR:
稳定机构
Rg:
快速脱扣机构
Mm:
保持线圈
K:
传动气缸
EV:
电磁阀
RE:
储风缸
C1:
压力开关
L:
调压阀
P1:
进风口
PA:
调压阀排水口
PB:
储风缸的排水口
CMDE:
控制单元
Caux:
辅助触头
ON/OFF:
控制开关,断路器的开断和闭合,车辆工具程序表给定的命令。
这个开关非常重要,如果它没有关断BVAC的电源,断路器将无法开断。
U氐:
控制电源(负极)
U氐:
控制电源(正极)
连接器的接触触角
1:
控制电源
(负极)
2:
控制电源
(正极)
3:
控制电源
(负极)
4:
控制电源
(正极)
5—6:
常闭辅助触头
7—8:
常开辅助触头
9-10:
常闭辅助触头
11-12:
常开辅助触头
16-17:
常开辅助触头
1.3.10低压电路
低压(LV)电路包括控制单元(CMDE)和辅助联锁(Caux)o机车和BVAC真空主断之间的标准连接器是:
插座:
20芯JL16-20ZY,(参照§标准接触器管脚布线骨架图)或33芯SICEM.Gr,40插座。
可移动部分(插头)也在真空主断交货范圉之内,株洲电力机车有限公司供货还包括以下儿种:
20芯JL16-20TY型号的可移动插头,包括:
插销部分(内部),线卡,横截面1.5mm'、14插芯的接触器。
或33芯SICEM.Gr,40可移动插头,包括:
插销部分(内部),线卡,横截面1.5mm\14插芯的接触器。
1.3.10.1控制供电电压的变化范围
最小和最大电压与额定电压G"n有关:
最小电压:
0・7Uw
最大电压:
l・25Uw
1.3.10.2控制电源和电感
闭合主断分两个阶段(参照本书:
§操作和§控制部分程序表)。
首先,当ON/OFF开关闭合时,电磁阀(EV)和保持线圈(Mm)得电。
当持续时间约等于0.6秒时,电磁阀断电,只有保持线圈有电,直到ON/OFF开关打开。
控制电圧和电流情况见表4。
表4
控制电压[V&]
额定闭合电流
[A]
最大闭合电流
[A]
额定维持电流
[A]
最大维持电流
[A]
24
2.2
3.3
0.6
1.0
36
2.0
2.9
0.6
0.8
48
2.0
2.8
0.5
0.7
72
2.0
2.6
0.5
0.7
110
1.9
2.5
0.5
0.6
注:
最大电流时,保持线圈的静态电感值为:
电感值L:
2[H]
1.3.10.3辅助联锁
客户用联锁:
3N0
2NC
常开联锁常闭联锁
辅助联锁的性能:
■
■
触头材料:
硬银
绝缘•
380/450V(=VDE0110C组)
试验电压:
2500V口
接触电阻
10mQ
持续电流J
12:
10A
电流允值:
事2则&匸>>10mA:
11
开断能力:
220/380\Q10A
110V&
<=>
1ATa0ms
110%
0.75AtW5ms
在标准模式中,共有5个辅助触头供客户使用,1个作为控制单元用。
辅助联锁系统机械动作用于判断主接触器是分还是合。
超过6个辅助联锁的,必须特殊订做。
⑴值是根据株洲电力机车有限公司生产经验得到的。
该数值可以变化,它的增大或降低根据环境的状况而定。
对于很小的电流,我们建议采用两个并联的联锁或镀金联锁。
1.3.11气源
连接断路器的进气管道必须清洁和干燥。
断路器储风缸的气容量可以完成一次合闸操作。
在进行产品的例行试验时,储气缸中的气压设定为常值,H的是保证与动态操作条件总是一致的。
机车通风管气压允许变化范围是:
450kPa〜lOOOkPa
如果气压供给值低于断路器最小合闸气压,压力开关打开,使断路器不能合闸。
1.3.12控制步骤
ON/OFF
电磁阀
保持线圈
电磁阀得电时间
齐乱片保持线圈得电时间
高压
1直宇句丰觎头
caux常肝
1
1
L
辅助触头帘闭
图25:
系列曲线图
标识:
ON/OFF:
控制开关,闭合/开断断路器。
开关次序在机车程序表中给出。
HV:
真空泡主触头;高压端
EV:
电磁阀
Mm:
保持线圈
GxNO:
NO(常开)辅助触头
C迪NC:
NC(常闭)辅助触头
Atc:
ON/OFF开关关断到主触头闭合时的闭合时间
At0:
维持电流从零(1壯=0)到主触头分离间的开断时间
△tzc:
相邻闭合的时间
AtEV:
供给电磁阀的时间
表5
时间名称
时间[S]
△txextC
$3
Atzv-
0.6
1.3.13分、合闸过程
1.3.13.1典型的合闸时间
Atc:
ON/OFF开关闭合到主触头闭合时的时间
AtEV:
供给电磁阀通电的时间
时间名称
时间[ms]
Ate
W60
1.3.13.2典型分闸时间
At0:
保持电流零(1肛=0)到主触头分开之间的时间
时间名称
时间[ms]
Ato
20〜60
1.3.13.3操作条件
图28:
触头和触头压力装置运动关系示意图标识:
U:
触头圧力机构的总行程
S:
新触头间的距离
S,:
旧触头间的距离
Vc:
合闸速度
Vo:
分闸速度
0:
断路器开断状态点
o-l:
活塞加速运动段
2-3:
合闸速度(V。
)测量段
3:
主触头的合闸点
3-4:
磨损补偿和触头压力的确立段
4~5:
磨损后触头最小压力的确立段
5-6:
断路器合闸状态段
6-7:
保持线圈和机构动作的时间
7:
主触头分开点
7-8:
开断时间(V。
)的速度测量段
9:
机械缓冲。
断路器分闸状态
1.3.13.4真空开关管技术参数见表6
表6
U[mm]
S[mm]
Vc[m/s]
Vo[m/s]
20
16
〜0.9
〜1.4
1.3.14使用环境
例行试验和型式试验应该在规定了相应温度(20°C)、湿度(70%)、气压(一个大气压)的组装车间下进行。
1.3.14.1断路器的安装
断路器的底板必须水平安装,但可以沿着与机车运行方向无关的任何位置放置。
1.3.14.2气候条件
&、环境温度:
-40〜+70°C
b、最高海拔2500m
C、周围空气湿度:
最湿月月平均最大相对湿度不大于95%(该月月平均温度最低为25°C);
d、不要在有易燃气体和有烟环境下操作本装置。
1.3.14.3耐机械振动冲击能力
真空断路器的耐振性能应符合IEC61373《机车车辆装置的冲击和振动试验》I类A级的相关要求。
1.3.15寿命
1.3.15.1机械寿命
本断路器的机械寿命在空载情况下为25万次。
为了保证其正常运行,必须对其进行正常的日常维护。
1.3.15.2电寿命
其电气寿命取决于开断电流。
检查触头的磨损和评估连接部件在一定时间的平均磨损由各个用户决定。
为了保证本装置的良好工作,必须进行维护(参照本书维护部分)。
给定电流的指示开断次数:
从0到1000A:
20万次
1000A:
2万次
额定短路开断能力:
20kA
1.3.16型式试验
BVAC主断路器型式试验的描述,示意图,示波图和记录参见随机供货的相关试验图样和数据资料。
标准
IEC60077-1-1999
型式试验列表工作限值
主电路的温升
IEC60077-1-1999
绝缘性能
IEC60077-1,6094-1999
空载下工作性能
IEC60077-1-1999
振动冲击
IEC61373-1999
分、合闸能力
IEC60077-1,60056-1999
短时耐受电流
IEC60056-1-1996,60694
IP防护等级
EN60529-2001
1.3.17例行试验
这些试验检验了每一装置的特定性能。
这些试验测量值在例行试验文件有相关的记录。
参见随机附带的例行试验记录卡。
2安装本断路器的安装必须由经过专业培训的员工来执行。
2.1说明
2.1.1包装
如果包装在运输过程中受损,本装置必须打开检查和并告知本公司O
2.1.2吊装(以BVAC.N99型为例)
依据底板上的4个吊装眼装上吊环,用直径12毫米的尼龙绳和链式提升器(最小200公斤)进行吊装。
776
图30:
断路器吊装
2.2安装
参照维修章中的安全节。
2.2.1主断路器安装
检查0形封条是否正确安装在底板下。
清洗断路器的啮合面和车顶。
逐渐地使断路器放置在机车车顶开孔位置。
安装上6个M12X30螺栓,拧紧扭矩为67Nmo移去4个吊环。
2.2.2高压回路连接
清洗连接部件的外表面。
将机车电缆或连接母排连接到2个M12的螺栓上,其中一个位于水平绝缘体的末法兰盘端(HV2),另一个在传动头上(HVl)o用螺丝、螺帽和垫圈装配本装置。
扭紧扭矩:
67Nmo2.2.3接地连接
为了使高压冲击危害降到最低,断路器的底板必须与地连接。
2.2.3.1断路器接地
用电缆(建议用横截面积大于95mm:
)连接到底板上两个M12接地螺栓的其中一个上,并且扭紧,扭矩为50Nm。
2.2.3.2主断路器两极与BTE连接
如果断路器安装有BTE接地开关,必须检查断路器闸刀夹(接地位置)的位置。
轻轻地润滑连接表面。
2.2.4低压电路连接
检查固定插头(BVAC)和插座(电缆)是否被损坏。
依据标准示意图,连接线路。
在低压电路中,用电缆连接插座上同时确保卡口位于正确位置。
2.2.5气路安装示意图
符号名称:
1、压缩机
2、冷凝器
3、过压阀
4、总热干燥器
5、辅助风缸
6、止回阀
7、气压表
8、隔离阀
9^软管连接
10.储风缸的快排阀
2.2.6空气管路连接
在连接断路器之前,用高压风仔细清洗管路。
通过软管,是为了避免连接器的任何机械撞击造成管路接口的对位错误。
扭紧扭矩:
30Nm-
主断路器储风缸必须按照维护说明书所要求的每隔一段时间用快排阀手工释放高压气年,以保证凝结水的排放。
止回阀必须安装在断路器的供气管路中,是为了防止断路器储风缸的高压反冲气体对其他设备的冲击,起到缓冲的作用。
2.3检查操作
所有管路连接好之后,进行断路器的分合闸操作(机车断电,受电弓降弓),检查断路器的机械操作是否正确,分和合主断路器时可以听到动作的声音。
3.维护
3.1安全性
高压容易造成电弧燃烧和人身事故。
必须在断开电源后才能进行维护。
真空主断路器是用于高压电路的隔离和接通。
在检查和维护时,为避免电危害,连接断路器的所有电源必须断开。
其至在某种情况下,即使断开了电源也会有危险电压存在。
为避免人员伤亡,在接触断路器时不仅要切断电路,将断路器进行接地,而且断开所有外部电源。
3、主断路器上所有检查和维修的执行必须断开电源,降弓和断路器接地的情况下操作!
b、禁止进行断路器内部维护,除非有专业技术人员在场!
c、操作人员禁止拆开防护罩。
部件的更换和内部调整必须山专业技术人员进行操作!
d、禁止替换断路器的部件或改进断路器。
否则有可能会产生不堪设想的严重后果,禁止安装替换部件或执行任何对本装置无授权的改动!
e、断路器出现损坏和故障,必须由经过培训的专业技术人员进行维修,否则不能保证断路器能够恢复可靠操作和相关的安全!
3.2定期检查和维修计划
表7
检查和维修
特殊工具
工作人员类别和培训时间
间隔时间
外观检查:
无
一般培训:
3个月
3个月
绝缘子和密封件的外观
整体外观
BTE高压接地开关的外观
(清扫和润滑)
间隔时间与空气污染程度有关
检查扭紧力矩
高压连接端接地连接端
BVAC固定螺栓
扭矩扳手
一般培训:
5个月
3个月
气路检查
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- BVACN99 系列 交流 真空 断路器 使用 维护 说明书