35KV高压SF6断路器与真空断路器选用
35KV高压SF6断路器与真空断路器选用浅析
35KV高压SF6断路器与真空断路器选用浅析作者：张学峰来源：《城市建设理论研究》2011年第01期摘要：高压断路器是电力系统的重要执行元件，是集故障、检修、参数测量频次最多的一种重要电气设备。
人们对供电质量的要求越来越高，完善断路器设备的监测维护手段，保证断路器安全稳定运行已成为电力系统严峻的任务。
作为断路器的本文针对电力系统应用较多的真空断路器和六氟化硫断路器进行重点介绍，并对35kV真空断路器与SF6断路器进行对比，以利于工作中应用。
关键词：35kV；断路器；对比；选用随着电力系统的发展，高压断路器设备的装用量将大幅度上升，了解高压断路器设备的故障原因，采取积极的防范措施，对提高电网供电的可靠性是很有帮助的。
随着高压真空断路器的广泛应用，改进之后的新一代真空断路器普遍使用纵向磁场电极和铜铬触头材料，对于降低短路开断电流下的电弧电压、减少触头烧损量起到了积极的作用；但是，由于灭弧室及波纹管漏气，真空度降低所造成的开断关合故障，呈上升趋势，不容忽视。
此外，对于切电容器组出现重燃、陶瓷真空管破裂仍时有发生，同时当前真空断路型号繁杂、生产厂家众多，产品质量分散性大，给使用部门的设备选型和运行造成了一定的难度。
断路器按灭弧原理来划分，有油断路器、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（固体）产气断路器。
目前电力系统用的较多的是真空断路器和六氟化硫断路器。
其中，10～35kV系统多选用真空断路器，35kV及以上系统多选用六氟化硫断路器。
本文主要针对35kV电压等级的设备进行描述，以方便对比选用。
一、真空断路器利用真空作为触头间的绝缘与灭弧介质的断路器称为真空断路器。
1.真空断路器的基本工作原理当真空断路器在运行中需断开一定数量的电流时，动、静触头在分离的瞬间，电流收缩到触头刚分离的某一点或某几点上，表现为电极间的电阻剧烈增大和温度迅速提高，直至发生电极金属的蒸发，同时形成极高的电场强度，导致剧烈的场强发射和间隙的击穿，产生真空电弧，当工作电流接近零，同时伴随触头间距的增大，真空电弧的等离子体很快向四周扩散，电弧电流过零后触头间隙的介质迅速由导体转变为绝缘体，电流被分断，开断过程结束。
35kv开关设备设计选型
定
✓2短路的热稳定条件
条 件
It²t>Qdt
✓3短路的动稳定条件
ich≤idf
Ich ≤ Idf
选择电器的一般环境条件
温度 日照 风速 冰雪 湿度 污秽 海拔 地震
电
✓温度
户内开关设备周围空气温度：最高40℃，最低-25 ℃。户外开
气
关设备最高40 ℃ ，最低-40 ℃。当环境温度高于40但不高于
• A1：网状遮栏向上延伸线距地2。 5米处与遮栏上方带电部分之间。
35KV：400。110KV：1000。
• B1：栅状遮栏至绝缘体和带电部
分之间。 35KV：1150。110KV ：1750。
• B2：网状遮栏至带电部分之间。
35KV：500。110KV：1100。
• 屋外A1、B1、B2、值校验图
• 屋外配电装置的安全净距不应小于下表所列数值（mm) ：
• B1：带电作业时，带电部分至接地部分之间
。 35KV：1150。110KV：1750。
• C：无遮栏裸导体至建筑物、构筑物顶部之间
。 35KV：2900。110KV：3500。
• D：平行的不同时停电检修的无遮拦带电部分
之间。 35KV：2400。110KV：3000。
• 屋内A1、A2、B1、B2、C、D值校验图
• 屋内配电装置的安全净距不应小于下表所列数值（mm) ：
• B1：栅栏状遮栏与带电部分之
间。35KV：1050。110KV： 1700。
• E：通向屋外的出线套管至屋外
通道的路面。35KV：4000。 110KV：5000。
• 屋内B1、E值校验图
短 ✓1 选择电气设备
Ⅳ
大气污染特严重地区，离海岸盐场1公 里内，离化学污源和炉烟污秽300米以 内地区
关于真空断路器和六氟化硫断路器
关于真空断路器和六氟化硫断路器真空断路器的静触头和动触头均放置在真空的玻璃泡中，因而熄弧快，触头不致氧化，适合于频繁操作，也没有变压器油的火灾危险性。
但由于真空度要求为10负四次平方mmHg以上，所以密封比较困难，主要用于操作频繁的配电系统上。
户内真空断路器的应用与维护真空断路器具有结构紧凑、体积小、重量轻、寿命长、维护量小、防燃、防爆和适于频繁操作等优点，目前在中压开关特别是10 kV户内产品中占绝对优势。
国内产品的机械寿命和可靠性还比较低。
目前还存在型号繁杂，生产企业众多，生产水平参差不齐，不少厂家规模过小、装备水平低、管理不善、产品质量分散性大、不够稳定等问题。
1 真空断路器应用中存在的技术问题操作过电压。
真空断路器在操作时往往会产生较高的截流过电压和电弧重燃过电压，在运行管理中，需从技术上防止和抑制过电压，如适当加大触头开距，以抑制电弧重燃过电压，装设性能较好的金属氧化物避雷器或阻容保护装置进行预防等。
真空灭弧室的漏气问题。
随着真空灭弧室使用时间的增长和开断次数增多，以及受外界因素的作用，其真空度会逐步下降，影响它的开断能力和耐压水平。
目前，普遍使用纵向磁场灭弧原理和铜铬触头材料，以减少触头烧损，提高电气寿命。
但如果导电杆同心度调整不当，将影响真空灭弧室的封接强度，导致漏气。
为了保证同心度的调整，合理的选择使用和储存环境，是解决真空灭弧室漏气问题的重要措施。
合闸弹跳。
在断路器合闸时，触头刚接触直至触头稳定接触瞬间为止的时间称为合闸弹跳时间，实践及理论分析均表明，它是影响灭弧室电寿命的重要因素。
但由于其远小于合闸过程中电弧燃烧时间，一定范围内的弹跳最主要的危害是加速触头的摩损，导致灭弧室电寿命的缩短。
合闸弹跳是由于动静触头的非弹性碰撞引起的，弹跳值大小与诸多因素有关，如触头弹簧的弹力、合闸速度、开距、触头材料、安装、调试质量、零部件的加工精度等等。
温升。
真空断路器的回路电阻是产生温升的主要热源，而灭弧室的回路电阻通常要占回路电阻的50%以上。
真空断路器与SF6断路器的比较
真空断路器与SF6断路器的比较40.5kV真空断路器与SF6断路器选用比较1、从巴申曲线理论上看，真空断路器非常适合额定电压40.5kV及40.5kV以下的断路器灭弧及绝缘，而额定电压在72.5kV及72.5kV以上的SF6断路器在灭弧原理及绝缘性能上有较大的优越性。
2、根据京都协议，SF6 气体属于温室效应气体，属于将来被禁止使用的气体。
从产品发展方面看，SF6 气体被其他介质取代是一种趋势。
3、从产品运行可靠性看真空断路器如果发生故障不会使事故扩大，而SF6 产品如果发生故障，就会发生SF6气体爆炸，产生有害有毒的气体，危及人身安全。
4、真空断路器属于适用频繁操作，真空灭弧室的零、部件属于终身免维修产品，而SF6断路器规定满容量开断3-6次后，就必须对SF6灭弧室的触头和相应的灭弧室零部件进行更换、维护。
5、真空断路器灭弧室内、外气压差为1个标准大气压，在真空封接炉直接焊接而成的，真空灭弧室的漏气率小于万分之四；而SF6断路器灭弧室内、外气压差为4-6个标准大气压，由于断路器灭弧室是通过装配而成的，且有许多的密封面，所以SF6断路器的漏气率相对很高，可达百分之一到百分之三。
6、从性能参数看，真空断路器额定短路开断电流可达31.5kA，额定短路开断电流开断次数为20次，机械寿命10000次，比较容易达成；而SF6断路器由于需要很大操作功，要完成以上的参数困难很大，而且加工成本较高。
真空断路器和sf6断路器的应用!时间: 2008年12月05日来源:本站原创作者: 佚名浏览次数:SF6断路器和真空断路器受到了世界各地的青睐。
在欧洲和大多数中东国家，趋向于使用SF6断路器；在日本和美国，喜欢采用真空断路器；而在其他地区，两种技术几乎同样流行。
多油和少油技术仍被中国、东欧、印地安和拉丁美洲等地区使用，但很快会被SF6断路器和真空断路器的技术所取代。
下面本文主要对真空断路器和SF6断路器的发展趋势、技术性能及适用范围，作简单论述。
真空断路器与SF6断路器的比较
真空断路器与SF6断路器的比较40.5kV真空断路器与SF6断路器选用比较1、从巴申曲线理论上看，真空断路器非常适合额定电压40.5kV及40.5kV以下的断路器灭弧及绝缘，而额定电压在72.5kV及72.5kV以上的SF6断路器在灭弧原理及绝缘性能上有较大的优越性。
2、根据京都协议，SF6 气体属于温室效应气体，属于将来被禁止使用的气体。
从产品发展方面看，SF6 气体被其他介质取代是一种趋势。
3、从产品运行可靠性看真空断路器如果发生故障不会使事故扩大，而SF6 产品如果发生故障，就会发生SF6气体爆炸，产生有害有毒的气体，危及人身安全。
4、真空断路器属于适用频繁操作，真空灭弧室的零、部件属于终身免维修产品，而SF6断路器规定满容量开断3-6次后，就必须对SF6灭弧室的触头和相应的灭弧室零部件进行更换、维护。
5、真空断路器灭弧室内、外气压差为1个标准大气压，在真空封接炉直接焊接而成的，真空灭弧室的漏气率小于万分之四；而SF6断路器灭弧室内、外气压差为4-6个标准大气压，由于断路器灭弧室是通过装配而成的，且有许多的密封面，所以SF6断路器的漏气率相对很高，可达百分之一到百分之三。
6、从性能参数看，真空断路器额定短路开断电流可达31.5kA，额定短路开断电流开断次数为20次，机械寿命10000次，比较容易达成；而SF6断路器由于需要很大操作功，要完成以上的参数困难很大，而且加工成本较高。
真空断路器和sf6断路器的应用!时间: 2008年12月05日来源:本站原创作者: 佚名浏览次数:SF6断路器和真空断路器受到了世界各地的青睐。
在欧洲和大多数中东国家，趋向于使用SF6断路器；在日本和美国，喜欢采用真空断路器；而在其他地区，两种技术几乎同样流行。
多油和少油技术仍被中国、东欧、印地安和拉丁美洲等地区使用，但很快会被SF6断路器和真空断路器的技术所取代。
下面本文主要对真空断路器和SF6断路器的发展趋势、技术性能及适用范围，作简单论述。
国家能源局关于印发《农村电网改造升级技术原则》的通知
国家能源局关于印发《农村电网改造升级技术原则》的通知文章属性•【制定机关】国家能源局•【公布日期】2010.09.14•【文号】国能新能[2010]306号•【施行日期】2010.09.14•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】失效•【主题分类】电力及电力工业,自然资源综合规定正文国家能源局关于印发《农村电网改造升级技术原则》的通知国能新能[2010]306号各省（区、市）及新疆生产建设兵团发展改革委、能源局，国家电网公司、南方电网公司：为做好农村电网改造升级工作，明确技术标准和要求，确保工程质量，提高投资效益，我局组织制定了《农村电网改造升级技术原则》。
现印发你们，请遵照执行。
附件：农村电网改造升级技术原则国家能源局二〇一〇年九月十四日附农村电网改造升级技术原则第一章总则1.1为搞好农村电网改造升级（以下简称农网改造升级）工作，达到安全可靠、节能环保、技术先进的目的，满足农村经济社会发展和人民生活用电需求，特制定本技术原则。
1.2农网改造升级应遵循“统一规划、分步实施、因地制宜、适度超前”的原则，变（配）电站的布局及高、中、低压配电网主干线路的建设应满足农村经济中长期发展要求，避免重复建设。
1.3农网改造升级应按照“安全可靠、技术适用、减少维护，节能环保”的原则，采用成熟先进的新技术、新设备、新材料、新工艺，禁止使用国家明令淘汰及不合格的产品。
1.4农网改造升级工作应严格执行国家和行业有关设计、施工、验收等技术规程和规范。
第二章总体要求2.1农网改造升级应充分考虑城镇、乡村等不同类别区域负荷特点、供电可靠性要求和区域发展规划，合理优化网架结构。
2.2农网改造升级应积极采用“三通一标”（通用设计、通用设备、通用造价、标准工艺），统一建设标准，规范工程管理，确保工程质量。
2.3对于特殊地段、具有高危和重要用户的线路、重要联络线路，可实行差异化设计，提高农网抵御自然灾害的能力。
2.4农网改造升级应适度推进电网智能化建设，重点开展新能源分散接入、配电自动化、智能配电台区、农村用电信息采集等试点建设。
六氟化硫开关与真空开关的比较
六氟化硫气体具有优异的绝缘和灭弧性能，被称为“世纪气体”。
它的出现引起了高压开关设备发生了极为深远的革新。
由于六氟化硫气体具有优异的绝缘和灭弧性能，在当今110kv以上的输配电开关设备和24kv~36kv发电机保护断路器中，以获得广泛的应用。
在35kv以上的配电开关设备中，有些大城市和地区的电业部门规定均应选用六氟化硫断路器取代其他断路器。
在 3.6kv~27.5kv 配电开关设备中具有小型化、轻量化、少（免）维护及智能化等特点的六氟化硫气体绝缘的开关组合电器设备的开发和应用范围是日趋广泛。
就世界市场而言，欧洲和大部分中东国家等均偏向于sf6开关。
六氟化硫之所以具有极强的灭弧能力主要是因为：1．六氟化硫气体在高温时形成硫、氟原子、正负离子和电子构成的等离子体，等离子体在电弧温度下具有较高的温度，因而同样电流时，电弧电压较低，弧隙中产生的热量较少，较小的吹弧速度即可使电弧得到足够的冷却。
2．六氟化硫的电导率和比热容的温度特性比较特殊，在电弧温度达某一数值时，吸热作用变大，导热系数也伴随增大，对电弧的冷却效果极强，因此电弧在六氟化硫中变得比较细。
由于弧柱细，含热量少，因而弧隙的介质恢复速度上升较快，于是，六氟化硫开关装置可承受很高的恢复电压上升速度。
3．六氟化硫分子具有很强的电负性。
六氟化硫分子容易俘获自由电子而形成负离子，质量重的负离子迁移率低，使电子崩发展困难，从而削弱了放电发展过程，提高了介质恢复的上升速度。
另外，密封在六氟化硫中工作的触头，不会发生氧化，接触电阻可以保持稳定；同时，不需要采用一般的接触时依靠触头压力擦去氧化膜的方法，从而减少了触头磨损。
再有，在六氟化硫中，电流过零前的截流小，且由此避免了过高的截流过电压。
还有，纯六氟化硫无毒。
实验表明：当存在直至80%的六氟化硫和20%的氧气时，没有不良影响。
因此，当大气中含有较高比例的六氟化硫时，对工作人员每天工作8小时，每周工作5天的场所，规定最大浓度为1000ppmv（600mg/m3）。
35kv高压断路器的选择- 35kv用什么断路器
35kv高压断路器的选择- 35kv用什么断路器陕西泰开高压开关制造有限公司（简称“泰开高压开关”原西安高压开关厂分支）是一家专业从事高压真空开关及相关高压产品的研发、生产及销售于一体的重点高新技术企业，高压电器设备骨干企业，从事高压电力设备生产已有三十余年，拥有宽敞的净化生产区，拥有先进的生产设备和完善的高压试验、检测设施，以其优越的性能、技术、精湛的工艺、可靠的质量、优质的服务赢得了广大用户的赞誉，并跟多家合资企业、外资企业建立了长期稳定的合作伙伴关系，我厂专业生产12-40.5KV户内外高压断路器，永磁真空断路器，智能、预付费、小型化、双电源、看门狗等真空断路器，六氟化硫断路器，负荷开关，隔离开关，高压熔断器，避雷器，变压器，高低压成套，电缆分支箱，充气柜，自动化设备电器等高低压电器。
自创建以来一直本着“服务至上“的经营宗旨。
不折不扣做好售前，售中，售后，服务各处细节之点，本顾客之所想，为在电气行业中而努力奋斗不止。
陕西泰开高压开关厂是中国高压开关行业定点生产厂家，已成为我国高压开关设备的研发和生产基地，特别在城网、农网改造和电站改造中一站式供应单位，是国家经贸委城乡电网建设、改造所需设备***的生产企业，坚持走高新技术之路，坚持高新技术产品的研发，近年来陆续开发了10KV智能永磁快速真空断路器，高压智能双电源自动转换装置等，并针对智能电网的新要求，高压断路器本体能更快速地动作，具有更小的分散性、更高的可靠性，终达到同步关合的要求，而随着我国电网不断扩大及用电负荷的迅猛增长，原有10KV电压等级配电网难以满足供电要求，公司适时开发出了24KV户外永磁快速真空断路器，特别是在小型化断路器上有全新的发展，针对35KV真空断路器取得了突破性的成功。
公司将结合对电力设备市场导向的分析，继续并努力开发高新产品。
ZW7系列产品总体为支柱式，三相共装在一个机构箱上，灭弧室动端通过拐臂，绝缘拉杆为机构的输出轴相联。
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35KV高压SF6断路器与真空断路器选用浅析摘要：高压断路器是电力系统的重要执行元件，是集故障、检修、参数测量频次最多的一种重要电气设备。
人们对供电质量的要求越来越高，完善断路器设备的监测维护手段，保证断路器安全稳定运行已成为电力系统严峻的任务。
作为断路器的本文针对电力系统应用较多的真空断路器和六氟化硫断路器进行重点介绍，并对
35kv真空断路器与sf6断路器进行对比，以利于工作中应用。
关键词：35kv；断路器；对比；选用
随着电力系统的发展，高压断路器设备的装用量将大幅度上升，了解高压断路器设备的故障原因，采取积极的防范措施，对提高电网供电的可靠性是很有帮助的。
随着高压真空断路器的广泛应用，改进之后的新一代真空断路器普遍使用纵向磁场电极和铜铬触头
材料，对于降低短路开断电流下的电弧电压、减少触头烧损量起到了积极的作用；但是，由于灭弧室及波纹管漏气，真空度降低所造成的开断关合故障，呈上升趋势，不容忽视。
此外，对于切电容器组出现重燃、陶瓷真空管破裂仍时有发生，同时当前真空断路型号繁杂、生产厂家众多，产品质量分散性大，给使用部门的设备选型和运行造成了一定的难度。
断路器按灭弧原理来划分，有油断路器、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（固体）产气断路器。
目前电力系统用的较多的是真空断路器和六氟化硫断路器。
其中，
10～35kv系统多选用真空断路器，35kv及以上系统多选用六氟化硫断路器。
本文主要针对35kv电压等级的设备进行描述，以方便对比选用。
一、真空断路器
利用真空作为触头间的绝缘与灭弧介质的断路器称为真空断路器。
1.真空断路器的基本工作原理
当真空断路器在运行中需断开一定数量的电流时，动、静触头在分离的瞬间，电流收缩到触头刚分离的某一点或某几点上，表现为电极间的电阻剧烈增大和温度迅速提高，直至发生电极金属的蒸发，同时形成极高的电场强度，导致剧烈的场强发射和间隙的击穿，产生真空电弧，当工作电流接近零，同时伴随触头间距的增大，真空电弧的等离子体很快向四周扩散，电弧电流过零后触头间隙的介质迅速由导体转变为绝缘体，电流被分断，开断过程结束。
2.真空断路器的优、缺点
（1）优点：在密封的容器中熄弧，电弧和炙热的气体不外露；灭弧室绝缘性能好，触头间隙小，合闸功小，机构简单，使用寿命长；开断时熄弧时间短，电弧电压低，能量小，触头损耗小，开断次数多；动导杆的惯性小，适用于频繁操作；操作机构小，开关整体体积小、重量轻；控制功率小，开关操作时噪音小；开断后断口间介质恢复快，无需更换介质；维护成本低，工作量小。
（2）缺点：操作时伴随操作过电压，包括开断小电流时的截流过电压、多次复燃过电压和三相开断过电压，需加装过电压保护装置；真空断路器的单断口电压目前一般只能达到72／84kv，只适合35kv及以下电压等级的配网系统中；随环境温度的降低，断路器内部会产生凝露、吸潮现象，使绝缘强度随之下降；户外低温环境下使用时操作、传动系统摩擦力明显增大，有可能导致分、合闸不到位的情况。
二、六氟化硫断路器
利用一定压力的六氟化硫气体作为触头间的绝缘与灭弧介质的断路器称为六氟化硫断路器。
亦可写作sf6断路器。
sf6是目前高压电器中使用的最优良的灭弧和绝缘介质，正常状态下是无色、无味、无毒、不会燃烧，化学性能稳定，常温下与其他材料不会产生化学反应。
最早的sf6断路器是根据压缩空气的气吹灭弧原理设计的，采用全密封结构，0.3mpa（表压力）的低压气体作为断路器内部的绝缘介质，1.5mpa（表压力）的高压气体用来灭弧，称为双压式sf6断路器。
后被单压压气式sf6断路器取代，即断路器内部只有一种压力，并依靠压气作用实现气吹来达到灭弧的目的。
目前，应用最广泛的是在压气式基础上发展起来的自能式sf6断路器，主要是利用电弧自身的能量建立灭弧所需的压力差，使高压力气体吹向断口间，使电弧在过零时熄灭。
（1）优点：sf6断路器的单断口电压可以达到很高的值，适宜用在高压和超高压系统中；在密封的容器中熄弧，电弧和炙热的气体不外露；灭弧室绝缘性能好，机构简单，使用寿命较长；开断能力强，开断次数较多；适用于频繁操作；控制功率小，开关操作时噪音小；开断后断口间介质恢复快，无需更换介质；维护成本低，工作量小。
（2）缺点：尽管sf6气体常温常压下性能十分稳定，但在电弧的高温作用下，会产生有毒有害有腐蚀性的物质；sf6气体中水分含量必须严格控制，否则sf6气体可能水解产生强腐蚀的有毒有害物质，并且会引起绝缘件表面出现凝露导致设备绝缘性能下降；室内使用sf6断路器时，需监测室内sf6气体浓度并加装自启动通风装置，避免sf6气体泄露浓度过高而出现工作人员窒息现象；在高寒地区使用时会出现气体压力下降而闭锁断路器控制回路的现象。
三、结论
通过以上分析及数据对比不难看出，真空断路器及sf6断路器都有其适用范围，真空断路器可广泛应用于10kv及以下电压等级中，无论是户内还是户外，其优越性能都非常突出。
在66kv及以上电压等级中目前全部选用sf6断路器，而在35kv电压等级两种产品均可选用。
一般情况下，35kv真空断路器的机械寿命和电气寿命都优于sf6断路器，但需解决操作过电压的问题。
因此，建议当35kv配电装置为户内设备时，优先选用真空断路器，户内过电压产
品种类较多且比较成熟。
35kv真空断路器用于户外配电装置时，需考虑过电压保护装置的安装位置，若独立安装则影响整站占地面积，若与断路器一体，则需兼顾配电装置的各项带电距离的校核。
选用sf6断路器时则不必考虑操作过电压的问题。
当上述两种设备用于高寒冷地区时需考虑加热装置，以保证设备正常运行。