浅析高压断路器发展概况及特点

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高压断路器使用现状和发展趋势分析

高压断路器使用现状和发展趋势分析

高压断路器使用现状和发展趋势分析摘要:本文先介绍了高压断路器的分类情况,并突出介绍了SF6断路器的特点,然后从四个角度分析了高压断路器的发展趋势。

关键词:高压断路器;使用现状;发展趋势随着我国经济的快速发展,各行业对电力资源的需求量越来越多。

这种情况下我国的电网建设规模也是越来越大,高压断路器是电网系统的重要组成部分,所以高压电路器的运行状态极大地影响着整个电网系统的安全稳定运行和供电质量,所以,相关部门要加强对高压断路器的管理,做好高压断路器的监管工作。

1. 高压断路器的使用现状分析1.1 高压断路器分类高压断路器又叫做高压开关,它具有强大的灭弧能力和开断能力。

高压断路器不仅能切断、闭合高压电路的负载电流和空载电流,而且在电网系统发生故障后高压断路器还能配合自动装置达到保护装置的效果,并能够迅速的将故障电流切除以求减少故障引起的停电范围,从而避免事故的恶性影响。

可以这么说,高压断路器对电网系统的稳定运行有十分重要的意义。

高压断路器从油断路器、压缩空气断路器发展到真空断路器、SF6断路器,这样的发展速度是非常快的。

目前我国高压断路器的使用现状是40KV以上的高压开关全都使用SF6断路器,而在40KV以下的电网开关全都使用真空断路器。

SF6断路器可以分为罐式SF6断路器和瓷柱式SF6断路器两种。

罐式SF6断路器经常使用在252KV、363KV、550KV的电网中,它具有较好的环境适应能力和运行可靠性。

相比之下瓷柱式SF6断路器则能利用更为灵活的串接方式获取任意的电压额定值,而且瓷柱式SF6断路器的成本也比较低,因此它在500KV下的超高压电网中有很大的优势。

真空断路器在40KV以下的电网中有着非常广泛的应用,大致可以分为真空断路器和真空接触器两种,可喜的是目前我国已经研制成功了110KV双断真空断路器,这种断路器从本质上来说是由单端口真空断路器串联而成的。

1.2 SF6断路器的特点SF6断路器是比较先进和完善的一种断路器,是利用SF6气体为灭弧介质和绝缘介质的一种无油开管设备,SF6断路器的灭弧特征和绝缘特征都比油断路器要强得多,它灭弧能力强,单元断口耐压值也大,而且介质强度高,同时在同等电压等级下的SF6断路器需要串联的断口数相对来说比较少,因此SF6断路器的经济性比较强。

2023年高压断路器行业市场调查报告

2023年高压断路器行业市场调查报告

2023年高压断路器行业市场调查报告高压断路器行业市场调查报告一、市场概况高压断路器是一种用来保护电力系统设备和电器设备免受电流过载、短路和接地故障等电气故障的重要装置。

随着经济的发展和人民生活水平的提高,电力需求日益增长,高压断路器作为电力系统的重要组成部分,在电力行业的发展过程中起到了关键作用。

目前,高压断路器行业市场规模巨大,市场竞争激烈,市场前景广阔。

二、市场需求1. 电力行业需求:随着电力行业的快速发展,电力需求不断增长,对高压断路器的需求也在增加。

电力行业对高压断路器的要求包括可靠性高、操作方便、节能环保等。

2. 工业行业需求:随着工业化的进程,工业行业对电力的需求也在不断增加。

在工业生产中,需要大量的电力供应,而高压断路器作为电力系统的重要组成部分,对供电系统的稳定运行起到了关键作用。

3. 住宅区需求:随着城市化的进程,住宅区的建设不断扩大,对电力的需求也在增加。

在住宅区中,需要大量的电力供应,而高压断路器作为电力系统的重要保护装置,对住宅区供电系统的稳定运行起到了重要作用。

三、市场竞争1. 国内竞争:国内高压断路器市场竞争激烈,存在着众多的厂商。

这些厂商不仅具备一定的技术实力和生产能力,还具备一定的市场份额。

在市场竞争中,这些企业通过技术创新、产品质量和售后服务等方面来争夺市场份额。

2. 国际竞争:国际高压断路器市场也是一个竞争激烈的市场。

国际知名企业在高压断路器领域具备较高的技术实力和市场份额,并通过技术创新、品牌影响力等方面来占领市场。

四、发展趋势1. 技术创新:随着科技的进步,高压断路器行业将不断进行技术创新,提高产品的性能和质量,满足市场需求。

2. 节能环保:在节能环保意识不断提高的背景下,高压断路器行业将加大研发力度,推出更加节能环保的产品。

3. 个性化需求:随着市场竞争的加剧,高压断路器行业将从传统的标准化产品向个性化定制产品转变,满足各类用户的特殊需求。

五、市场前景高压断路器行业市场前景广阔。

2023年高压断路器行业市场分析现状

2023年高压断路器行业市场分析现状

2023年高压断路器行业市场分析现状近年来,随着电力系统的升级和改造,高压断路器行业市场需求不断增加。

目前全球高压断路器市场已经形成了稳定的产业链和市场体系,各个国家和地区都有本土化的高压断路器生产企业。

以下是对高压断路器行业市场现状的分析。

一、市场规模据市场研究报告显示,全球高压断路器市场规模正在确立一个稳定而高速增长的趋势。

预计到2025年,全球高压断路器市场规模将超过300亿美元。

其中,亚太地区是高压断路器市场的主要增长区域,尤其是在电气设备需求增长的中国市场,高压断路器市场规模迅速扩大。

预计到2022年,中国高压断路器市场规模将超过90亿美元。

二、市场特点1. 行业集中度提高当前高压断路器行业正面临大规模的并购、重组和配套布局。

各大企业通过资本或资源整合、战略合作等方式,形成了一定的行业格局。

在市场成长空间逐渐收窄和环保限制日益加剧的背景下,行业集中度有望越来越高。

2. 技术创新加速目前,高压断路器行业主要技术领域正面临产业技术创新的机遇和挑战。

目前,国家已经投入巨资推动高压电力设备的智能化、网络化等技术研发,而且能源互联网、大数据、人工智能等技术的应用也进一步加速了高压断路器技术的创新。

3. 国产化率提高在国内经济高速发展的背景下,国内高压断路器市场的竞争格局正在发生改变,本土化生产逐渐成为行业发展的趋势。

国内高压断路器企业通过技术创新和管理优化,国产化率正在稳步提高。

三、市场竞争目前全球高压断路器市场竞争日趋激烈。

由于技术、质量、价格等方面的差异,市场分化日益明显,行业企业整合呈现加快的趋势。

高压断路器行业中,主要竞争对手有阿尔斯通、ABB、西门子、GE、Toshiba等国际巨头,以及人民电器等国内知名企业。

四、未来展望随着电力系统升级改造的继续推进,近年来高压断路器行业的发展态势愈发可观。

未来,高压断路器行业发展可能会面临的挑战和机遇包括:行业标准化和规范制定、技术和应用的创新、产品质量和环保要求提高等方面。

高压自动断路器的发展历程与趋势分析

高压自动断路器的发展历程与趋势分析

高压自动断路器的发展历程与趋势分析自动断路器是一种用于在电力系统中断开故障电流并保护设备和人员安全的关键设备。

它在配电系统、变电站和工业领域中具有重要的作用。

本文将对高压自动断路器的发展历程进行回顾,并分析其未来发展的趋势。

高压自动断路器的发展历程始于19世纪末,当时电力系统的发展促使人们寻找一种可靠的设备来保护电网免受故障电流的影响。

最早的断路器是手动操作的,需要人工介入来打开或关闭电路。

然而,随着电力系统的扩大和电压的提高,手动操作变得越来越困难和危险。

20世纪初,人们开始研发自动断路器,以提高电网的可靠性和安全性。

自动断路器利用电磁原理和机械机构来实现自动操作,当电流超过设定值时,断路器会自动打开,切断电路。

这种设计大大提高了电网的安全性。

然而,自动断路器的操作速度较慢,对于高压、大电流的断开操作来说不够稳定。

随着科技的进步,20世纪50年代出现了气体断路器。

气体断路器利用高压气体来灭弧并实现断路操作。

与自动断路器相比,气体断路器具有更快的操作速度和更高的可靠性,逐渐成为高压断路器的主流。

然而,气体断路器也存在一些问题,如气体泄漏和环境污染等。

因此,人们开始研发新型断路器,以替代气体断路器的应用。

近年来,固体断路器逐渐崭露头角。

固体断路器是利用半导体技术和电子控制实现自动断开电路的。

相比传统的气体断路器,固体断路器具有更高的断开速度、更小的体积和更低的维护成本。

同时,固体断路器还能够实现智能化控制和远程监控,提高电力系统的运行效率和可靠性。

未来,高压自动断路器的发展趋势将更加多样化和智能化。

首先,断路器的材料将趋向于更高的绝缘性能和更小的尺寸。

新材料的应用将使得断路器拥有更好的灭弧性能和断开速度。

其次,断路器将更多地融合电子技术,实现智能控制和远程监测。

例如,断路器可以通过传感器实时监测电流、电压和温度等参数,并根据需要自动调节。

这将提高电力系统的运行效率和可靠性。

此外,与智能电网的发展相结合,高压自动断路器还可与其他设备进行互联,实现更高级的故障检测和故障定位。

高压真空断路器介绍

高压真空断路器介绍

高压真空断路器介绍一、概述高压真空断路器是一种基于真空技术的电力传输和分配系统中常用的关键设备。

它能够在高压电路中实现可靠的断开和闭合操作,保护电力设备及电力系统的安全运行。

本文将对高压真空断路器的原理、应用以及特点进行介绍。

二、工作原理高压真空断路器通过在断开电流的时候产生高真空状态,使得电流无法在真空中建立电弧。

它的核心部件是真空开关,由主恢复电极、固定静电极、运动机构、真空等组成。

当高压电流通过分合扳手控制的开关时,真空开关迅速分开,阻断电流。

真空中没有导电材料,能够完全消除电弧形成的条件,实现可靠的断开。

三、应用领域高压真空断路器广泛应用于电力系统、工矿企业、交通运输、城市建设、军工项目等领域。

具体应用包括:1. 电力系统的输配电过程中,用于隔离故障电路和预防电力设备过载。

2. 工矿企业中作为主要的开关设备,用于保护生产设备和人员安全。

3. 交通运输中用于保证供电系统的正常运行,如列车运行、隧道照明等。

4. 城市建设中用于变电所、配电室等电力设施的控制和保护。

四、特点和优势高压真空断路器相比传统的油浸式断路器和空气断路器具有以下特点和优势:1. 高压真空断路器不含油,避免了漏油、污染和火灾等安全隐患。

2. 真空开关的断开电弧时间短,断电速度快,能够快速保护电力设备,减少故障损失。

3. 真空开关可靠性高,工作寿命长,维护成本低。

4. 具有良好的抗电弧能力,能够承受电压、电流的突变和短时短路电流的冲击。

5. 体积小、重量轻,便于安装和维护,减少场地占用。

五、总结高压真空断路器作为电力系统中的重要保护设备,通过真空技术实现了可靠的电流断开和闭合。

在电力系统、工矿企业、交通运输等领域得到了广泛应用,并具有高可靠性、长寿命、环保安全等优势。

随着电力技术的发展,高压真空断路器的性能和应用领域还将不断扩展,为电力传输和分配系统的安全稳定运行发挥着重要作用。

我国高压断路器发展

我国高压断路器发展

我国高压断路器的现状及发展趋势0.引言高压断路器又叫高压开关,具有足够的开断能力和灭弧能力,它不仅可以切断与闭合高压电路的空载电流和负载电流,而且当系统发生故障时,它和保护装置、自动装置相配合,可以迅速地切除故障电流,以减少停电围,防庄事故扩大,对于保证电力系统的安全运行,具有极其重要的意义高压断路器经历了油断路器、压缩空气断路器、真空断路器,SF6断路器的演变。

SF6断路器在七十年代初被广泛采用,它是以六氟化硫作为灭弧介质,这种断路器的切断能力大,在自由开断情况下,其切断能力比其他断路器高10倍左右。

在电力系统的稳定和安全运行发挥着重要的作用,在经济效益和社会效益方面也具有非常重要的意义1.SF6断路器的性能SF6断路器是利用SF6气体为绝缘介质和灭弧介质的无油化开关设备,其绝缘性能和灭弧特性都大大高于油断路器。

六氟化硫断路器具有以下特点1)灭弧能力强、介质强度高、单元断口耐压值高,因而在同一额定电压等级下,所需要的申联断口数减少,提高了产品的经济性能2)电气寿命长。

50kA满容量连续开断可达19次,累计开断电流可达4200kA,检修周期长,适于频繁操作3)开断性能好。

由于SF6气体的电负性,使之具有强烈的吸附自由电子的能力。

电离的等离子体扩散受到约束,从而使离子复合很有效。

开断电流大,已达80-100kA,甚而200kA,熄弧时间短,一般为5-15ms。

同时反相开断、近区故障、空载长线、空变等开断性能也好4)绝缘性能高。

SF6绝缘强度约为空气的5-10倍5)SF6气体是无色、无味、无毒的,不易燃烧,而且不易与其它物质发生反应的很稳定的气体。

另外当断路器断开时,被电弧加热所引起的压力升高极小,因此运行可靠,不会发生爆炸事故2.高压S F6断路器的发展2.1双压式SF6断路器在断路器设置两个SF6气体系统(高压系统与低压系统),只是在分闸过程,才通过控制吹气阀门使高压室流向低压室形成高压气流。

分断完毕,吹气阀门关闭。

2023年高压断路器行业市场前景分析

2023年高压断路器行业市场前景分析高压断路器是电力输配电系统中最主要的设备之一,广泛应用于各种电力系统中的保护、控制和调度等方面。

本文就高压断路器行业市场前景进行分析。

一、市场概况2019年,中国高压断路器市场规模达到了150亿元,市场容量不断增长,而且未来几年市场增长速度很可能会更快。

目前,中国的高压断路器市场规模已经成为全球最大的市场之一,高压断路器产业不断发展,年复合增长率为7%。

市场竞争激烈,产品种类繁多,主要的竞争对手为西门子、ABB、国电南瑞等企业。

二、市场驱动因素1. 电力设备更新换代需求:电力设备的使用寿命有限,为保证安全和稳定,需要进行更新换代。

随着能源消费的增长和对环境保护的需求,电力设备的更新换代速度正在加快,这也推动了高压断路器市场的逐步增长。

2. 智能化的发展:随着科技的发展,高压断路器已经向智能化方向发展,包括数字化、自适应、自身诊断等技术应用,这些新技术不仅提高了产品的质量,保证了输配电的安全性,还减轻了设备管理的成本。

3. 新能源的迅猛发展:随着可再生能源的快速发展,特别是太阳能、风能等发电技术的应用,需要大量的高压断路器等电力设备,以及能够支撑安全可靠运行的智能化控制系统。

三、市场发展趋势1. 智能化发展加速:智能化的应用将成为电力设备更新换代的一大趋势,不仅会推动高压断路器市场的快速增长,还将继续引领行业的发展方向。

2. 环保渐成主流:针对煤电等传统发电方式对环境的污染问题,国内政府大力支持可再生能源及清洁能源发展,这也将成为高压断路器及相关设备市场中一个重要发展方向。

3. 品牌力逐步提升:随着产业链和供应链整合的深入和企业品牌的提升,高压断路器品牌力也将逐步提升,越来越多的企业将通过产品品牌等吸引更多的消费者关注。

四、总结总的来说,高压断路器市场前景仍然良好,随着智能化技术和新能源的迅猛发展,这个市场的潜力还将不断释放。

但是同时也面临着许多挑战,如市场竞争激烈、技术创新缺失等问题,需要行业内企业密切关注市场变化,注重政策监管的变化,积极推进技术创新,不断提高产品质量和市场竞争力,才能在激烈的市场竞争中脱颖而出。

高压断路器的现状及发展

高压断路器的现状及发展摘要:在发电厂和变电站中,高压断路器选择性技术的应用对电网系统安全运行十分重要。

本文针对国产应用较广泛的高压断路器选择性技术进行了分析研究,根据实际工程应用经验,总结高压断路器选择性技术在电力系统中的设计原则。

关键词:电力系统;高压断路器;选择性一、断路器的分类断路器按其适用范围分为高压断路器低压断路器,高低压界线划分比较模糊,一般将3kV以上的称为高压电器。

低压断路器又称自动开关,俗称空气开关,也是指低压断路器,它是一种既有手动开关作用,又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。

它可用来分配电能,不频繁地启动异步电动机,对电源线路及电动机等实行保护,当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路,其功能相当于熔断式开关与过欠热继电器等的组合。

而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件,已获得了广泛应用。

本文主要讲解高压断路器的基本原理及应用。

二、高压断路器的原理断路器的作用是切断和接通负荷电路,以及切断故障电路,防止事故扩大,保证安全运行。

而高压断路器要开断1500V,电流为1500-2000A的电弧,这些电弧可拉长至2m仍然继续燃烧不熄灭。

故灭弧是高压断路器必须解决的问题。

吹弧熄弧的原理主要是冷却电弧减弱热游离,另一方面通过吹弧拉长电弧加强带电粒子的复合和扩散,同时把弧隙中的带电粒子吹散,迅速恢复介质的绝缘强度。

(一)高压断路器的种类高压断路器 (或称高压开关)是发电厂、变电所主要的电力控制设备,具有灭弧特性,当系统正常运行时,它能切断和接通线路以及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,它和继电保护配合,能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围。

因此,高压断路器工作的好坏,直接影响到电力系统的安全运行;高压断路器种类很多,按其灭弧的不同,可分为:油断路器(多油断路器、少油断路器)、六氟化硫断路器(SF6断路器)、真空断路器、压缩空气断路器等。

1.采用变压器油作为灭弧介质和触头开断后的弧隙绝缘介质以及带电部分与接地外壳之间绝缘介质的断路器称为多油式断路器;采用变压器油作为灭弧介质和触头开断后的弧隙绝缘介质的断路器称为少油式断路器。

2023年高压断路器行业市场发展现状

2023年高压断路器行业市场发展现状高压断路器是电力系统中的核心装置之一,它在电力系统中的作用主要是断开并隔离故障电路,保护设备和人员安全,同时也可以实现电网运行的可靠、稳定。

随着电力系统不断发展,高压断路器的市场需求和重要性也越来越大。

目前,全球高压断路器市场仍处于快速增长阶段,因为动力和能源系统的不断扩展和增长需求。

然而,受全球市场需求萎缩、能源危机的影响,以及各国科技水平的提高,高压断路器市场面临着一些发展挑战。

从市场规模看,市场规模不断增长。

近年来,随着城市化进程的不断加快,加之能源和电力行业的需要,市场需求呈现增长态势。

根据市场研究报告,全球高压断路器市场规模预计将保持每年5%左右的增长速度,到2025年市场规模将达到约24亿美元。

从市场结构看,市场竞争方式呈现多元化的发展趋势。

目前,世界各地的高压断路器市场处于不同的发展阶段和市场竞争环境,市场结构的差异性较大。

在美国、欧洲等发达国家,市场已相对成熟,国际巨头的占比较高。

在新兴国家和地区,市场发展相对滞后,国内品牌有机会崛起。

此外,市场竞争也日趋激烈,各大公司纷纷扩大产品线,拓展市场份额。

从技术研发看,市场需求更加注重绿色、节能、智能的产品。

伴随着全球气候变化与对环境友好的要求越来越高,市场对于绿色、节能的高压断路器产品的需求持续增长。

同时,随着科技的不断进步和应用,市场对于智能高压断路器的需求也日益增加。

总体来看,高压断路器市场仍然是一个快速增长的市场,但在发展过程中也面临一些挑战,需要不断开拓新的领域和市场,以满足市场需求。

同时,高压断路器相关技术的更新换代、绿色、节能、智能化方向的发展也将成为市场发展的重要趋势。

2023年高压断路器行业市场前景分析

2023年高压断路器行业市场前景分析高压断路器是电力系统中不可或缺的一个重要组成部分,随着电网建设与智能化的不断发展,高压断路器行业也有着广阔的市场前景。

本文将从市场需求、产业政策、技术创新等多个方面分析高压断路器行业的市场前景。

一、市场需求分析随着社会经济的不断发展,工业、城市和农村等各个领域对电力能源的需求也在不断增加。

因此,电力系统的供电必须保证其高可靠性和高稳定性,而高压断路器的作用就是保护电力系统的稳定性和可靠性。

具体来说,高压断路器主要用于控制和保护电网等电力设备,如发电机、变电站、输电线路等,保障电网的安全运行。

随着电力系统的智能化和信息化,对断路器高品质、自愈性、防风险等新需求与产品升级将带动断路器配套市场的增长。

二、产业政策分析近年来,国家对能源发展的投入不断加大,为促进能源发展,产业政策也在不断完善。

例如,在可再生能源发展规划中,国家对风电行业的支持力度不断加大,预计未来风电行业的装机容量将继续快速增长,这将带动与之相关的高压断路器市场增长。

同时,新一代信息技术的发展,也使得电力系统的智能化水平不断提高,这也为高压断路器行业发展提供了机遇。

因此,未来国家对于高压断路器行业的政策支持力度将不断增强。

三、技术创新分析随着科技的不断进步,高压断路器的技术水平也在不断提高。

例如,某些公司推出的智能高压断路器,拥有自愈性、远程监控、智能保护等多种能力,能够预测故障并进行快速响应,提高电网的运行效率和可靠性。

同时,高压断路器也在材料、结构、制造工艺等方面不断升级。

灵敏性、响应速度、容载能力均有所提高,使得产品在高压电力设备领域具有更高的可靠性和竞争力。

这些技术创新将极大地推动高压断路器行业的快速发展。

综上所述,高压断路器作为电力系统中不可或缺的重要部件,在未来的市场中有着广阔的发展前景。

随着能源市场的快速发展与技术的不断提升,高压断路器行业将持续发展,同时也将带动相关产业的发展。

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浅析高压断路器发展概况及特点摘要:工矿企业中3kV及以上电力系统中使用的断路器称为高压断路器,它是工矿企业配电系统中最重要的电气设备之一,高压断路器能够开断、关合及承载运行线路的正常电流,也能在规定时间内承载、关合及开断规定的异常电流,如过载电流和短路电流。

本文将对高压断路器的分类,性能及特点做详细的描述,供相关人员参考。

关键词:断路器高压灭弧SF6 绝缘真空高压断路器被广泛使用于电力系统及工业企业中。

概括的讲,高压断路器在供配电系统中起着两方面的作用:第一,控制作用。

根据电网运行需要,高压断路器把一部分电力设备或线路投入或退出运行,这种作用称为控制。

第二,保护作用。

高压断路器还可以在电力线路或设备发生故障时将故障部分从电网快速切除,保证电网中的无故障部分正常运行,这称之为保护作用。

总之,高压断路器根据控制、保护的对象不同,可以分为以下几种类型:1、发电机断路器――控制、保护发电机用的断路器。

2、输电断路器――用于110(63)kV 及以上输电系统中的断路器。

3、配电断路器――用于35(63)kV 及以下的配电系统中的断路器。

4、控制断路器――用于控制、保护需要经常起停的电力设备的断路器。

如果按断路器灭弧介质及作用原理来划分,则可以分为油断路器(多油和少油)、压缩空气断路器、六氟化硫断路器、真空断路器、磁吹断路器和产气断路器。

以上各类高压断路器在原理、结构上差别很大。

20 世纪50 年代以来,高压断路器的发展取得了巨大进展。

原先高压和超高压电力系统中的多油和少油断路器几乎全部被SF6 断路器所取代。

10kV~35kV 电网中的多油和少油断路器大有被真空断路器取代的趋势,特别在10kV 电压等级中更是如此。

取得这些成绩主要归功于以下因素:新介质的应用(SF6)、新型触头材料的研制(真空断路器的发展与之有密切关系)、理论研究的提高和制造工艺水平的提高。

本文将按照灭弧介质划分的方法来逐一介绍以上几种高压断路器,并介绍各自的性能及特点。

油断路器:早在1930 年以前,用油作为灭弧介质来提高断路器的开断能力是最有成效的方法,在上个世界80年代开始就广泛使用这种断路器。

油断路器中通常采用的是矿物油(如变压器油),它具有较高的介质强度和较强的熄灭电弧的能力。

其熄弧原理是:当触头在油中分断电流时,将在油中产生电弧。

电弧的能量大约有25~30%用于油的分解,从而产生大量的气体,在电弧周围形成气泡。

气泡中氢气占70~80%,其余的气体为乙炔、甲烷等。

氢气具有很高的导热率,电弧经热传导而冷却。

因油不断被分解使产生的气体量增加,气泡的体积膨胀,推动油层迅速向四周运动,但因受到箱壁及气泡上面油层惯性的阻碍,膨胀受到限制,从而使气泡中的压力维持在0.5~1MPa 之间。

气泡内由于温度和压力差而产生剧烈的扰动,加强了弧柱的冷却。

随着触头间距的增加,电弧被拉长,在某一次电流过零后,电弧被熄灭而不再重燃。

因这种分断装置依靠电弧自身能量所分解的气体来熄灭电弧,故称作自能式灭弧。

因此,现代油断路器都装有灭弧室,使之形成气吹型的油中电弧。

气吹型油中电弧已不仅是利用氢气的良好热传导性使其冷却,而主要是利用氢气等离子体的等熵冷却使其熄灭。

油断路器按对地绝缘介质的不同,可分为接地箱壳多油断路器(简称多油断路器)和带电箱壳少油断路器(简称少油断路器)两种。

多油断路器其灭弧室通常用油量较多,油既用作灭弧介质又用作对地绝缘。

多油断路器结构简单,性能可靠,可以制成超高压等级(如362kV),并可方便地带电流互感器,配套性强,户外使用时受大气条件的影响小。

但多油断路器也有很多的缺点,特别是在超高压等级时,体积庞大,消耗大量的钢材和变压器油,运输和安装均有较大困难,引起爆炸和火灾的危险性大,所以多油断路器已趋于淘汰。

少油断路器的突出特点是结构简单,易于制造和维修、价格低、使用方便。

与多油断路器相比,少油断路器体积小、重量轻、用油量少,能采用积木式组装成超高压少油断路器,并在电力系统中被广泛应用。

其缺点是燃弧时间长,动作较慢,检修周期短,维修工作量大,受单元断口的电压限制,发展特高压等级有困难等。

目前我国生产的高压油断路器主要是少油断路器。

(二)压缩空气断路器压缩空气断路器是以压缩空气作为灭弧介质的断路器,此种介质防火、防爆、无毒、无腐蚀性,取用方便。

其工作时,高速气流吹弧对弧柱产生强烈的散热和冷却作用,使弧柱热电离,并迅速减弱以至消失。

电弧熄灭后,电弧间隙即由新鲜的压缩空气补充,介电强度迅速恢复。

压缩空气断路器的主要构成部分是灭弧室。

按压缩空气吹弧方式,断路器灭弧室分为横吹和纵吹两种。

在实际应用中,通常是两种吹弧方式同时存在,但以一种吹弧方式为主。

压缩空气断路器自40 年代问世以来,在50、60 年代迅速发展,广泛用于高压和超高压的电力系统中。

其主要特点是:动作快,开断时间短,这在很大程度上提高了电力系统的稳定性;具有较高的开断能力,可以满足电力系统所提出的较高额定参数和性能要求;可以采用积木式结构,系列性强。

但其结构复杂,工艺要求高,有色金属消耗量多。

后来,由于出现了灭弧性能良好、电寿命长的SF6 断路器,使得压缩空气断路器的使用范围缩小。

但在北欧等一些高寒地区,由于SF6 气体液化和开断能力降低(降低20%左右)等原因,有些国家在高压、超高压电网中还在使用压缩空气断路器。

此外,大容量发电机断路器,要求开断容量大,动作迅速,现在还广泛应用压缩空气断路器。

(三)六氟化硫断路器采用具有优良灭弧性能和绝缘性能的SF6 气体作为灭弧介质的断路器称为SF6 断路器。

它与压缩空气断路器同属于气吹断路器,不同之处在于:SF6 断路器工作气压较低;在吹弧过程中,气体不排向大气,而在封闭系统中循环使用。

SF6 用作断路器中的灭弧介质始于20 世纪50 年代初。

由于这种气体的优异特性,使这种断路器单断口在电压和电流参数方面大大高于压缩空气断路器和少油断路器,并且不需要高的气压和相当多的串联断口数。

80 年代后已研制成功36kV单断口、550 kV双断口和额定开断电流达80、100 kA的SF6 断路器。

SF6 断路器的灭弧原理大致可以分为三种类型:压气式、自能吹弧式和混合式。

压气式开断电流大,但操作功大;自能吹弧式开断电流较小,操作功亦小;混合式是两种或三种原理的组合,主要是为了增强灭弧性能,增大开断电流,同时又能减小操作功。

SF6 气体具有很好的负电性,它的分子能迅速捕捉自由电子而形成负离子。

这些负离子的导电作用十分迟缓,有很好的灭弧性能。

SF6 气体优良的绝缘和灭弧性能,使SF6 断路器具有如下优点:体积小,开断能力强,断口电压便于做得较高,允许连续开断次数较多,适用于频繁操作,噪音小,无火灾危险,机电磨损小等,是一种性能优异的“无维修”断路器。

近年来SF6 断路器发展很快,尤其以SF6 断路器为主体的封闭式组合电器,是高压和超高压电器的重要发展方向。

但同时SF6 断路器也有其缺点。

必须指出的是,在正常情况下,SF6 是一种不燃、无臭、无毒的惰性气体,密度约为空气的 2 倍。

但SF6 气体在电弧作用下,生成一些有毒的低氟化物,如SOF2、SF4、SOF4 和SO2F2 等,对人体健康有害,同时对金属部件也有腐蚀和劣化作用。

另外,若SF6 气体的含水量较高,则将使绝缘水平大大下降,接触电阻急剧增加,在运行过程中易发生损坏或爆炸事故。

因SF6 的电气性能受电场均匀程度及水分等杂质影响特别大,故对SF6 断路器的密封结构、元件结构及SF6 气体本身质量的要求相当严格。

此外,SF6 断路器的结构较复杂,有色金属消耗量大,价格较昂贵。

(五)真空断路器高压真空断路器是利用“真空”(气压为10-2~10-6 帕)灭弧的一种断路器,其触头装在真空灭弧室内。

但在感性电路中,灭弧速度过快,瞬间切断电流i 将使di/dt 极大,从而使电路出现过电压(UL=Ldi/dt),这对供电系统是不利的。

因此,这种“真空”不能是绝对的真空,实际上能在触头断开时因高电场发射和热电发射产生一点电弧,称之为“真空电弧”,它能在电流第一次过零时熄灭。

这样,既能使燃弧时间很短(至多半个周期),又不致产生很高的过电压。

这种整体型布局,可使操动机构的操作性能与真空灭弧室开合所需的性能更为吻合,减少不必要的中间传动环节,降低了能耗和噪声。

触头具有电磨损速率小、电寿命长、耐压水平高、介质绝缘强度稳定且弧后恢复迅速、截流水平低、开断能力强等优点。

真空断路器按真空灭弧室的布置方式可分为落地式和悬臂式两种。

总的来说,真空断路器具有下列特点:①熄弧能力强,燃弧时间短,全分断时间也短。

②触头电磨损小,电寿命长,触头不受外界有害气体的侵蚀。

③触头开距小,减小了操动机构的操作功,机械寿命长。

④结构简单,维修工作量小,真空灭弧室和触头不需检修。

⑤体积小、重量轻。

⑥环境污染小,电流分断在密闭容器内进行,电弧生成物不会污染周围环境,操作时也没有严重噪音,没有易燃易爆介质,无爆炸和火灾危险。

⑦适合于频繁操作和快速切断,特别适合于切断电容性负载电路。

随着计算机技术、电子技术、通讯技术和传感器技术的迅速发展,真空断路器在电力行业已被广泛应用。

高压开关设备的智能化水平日益提高,真空断路器在产品制造过程中,应不断完善产品结构设计、提高制造工艺水平、保证装配质量、提高设备运行的可靠性。

高压真空断路器在智能化选型、优化设备状态检修、降低运行维护费用、加速电力系统自动化控制、建立科学合理的状态评估系统中产生积极的促进作用,应用的前景是比较乐观的。

结束语:通过以上探讨,我们了解了高压断路器发展至今所产生的一些基本类型、灭弧原理以及他们各自的优缺点。

用户可根据各自的生产情况、工艺要求等方面选择合适的断路器。

目前在用户配电系统中,应用范围最广的主要还是真空断路器和六氟化硫断路器。

参考文献:[1]电气工程师手册中国电力出版社[2]工业与民用配电设计手册中国电力出版社[3]崔景春,袁大陆,杜彦明SF6 断路器操作机构的运行可靠性和选型探讨[J]。

高压电器,2001[4]吴伟光,马履中. 断路器操作机构的性能分析与研究[J]. 机械研究与应用,2000。

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