高压断路器的构造及工作原理
SF高压断路器结构及工作原理
SF高压断路器结构及工作原理一、结构1.断路器本体：主要包括断路器外壳、固定触头、动触头以及触头间隙等。
断路器外壳通常由绝缘材料制成，以承受高压和绝缘电弧的作用。
2.操作机构：用于实现断路器的开闭操作，包括操作杆、机构传动装置和操作电磁铁等。
操作杆用于手动或自动操作断路器，机构传动装置则用于将操作杆的动作传导到分合触头。
3.触头系统：主要由固定触头和动触头组成，用于接通和切断电路。
该系统可使断路器在关闭时，触头具有良好的接触，以保证电流的正常通过。
在断开电路时，触头能够快速分离，以防止电弧形成。
4.弧气室：用于控制和灭弧的装置，用于容纳电弧以及产生磁场，以使电弧尽快冷却和熄灭。
弧气室通常由多个环形室壁组成，内衬有电弧度铜，并填充着二氧化硫气体。
5.电磁铁：用于控制断路器的开闭，主要通过控制电流的通断来控制断路器的操作。
当出现故障时，电磁铁将断路器迅速切断，以保护电力设备和电路。
二、工作原理1.闭合操作在正常情况下，通过操作机构将操作杆向前推动，使固定触头和动触头闭合，以接通电路。
当闭合后，断路器的表面绝缘层将形成一个按规定的间距形成的电气间隙。
2.断开故障操作当电力系统出现过载、短路或地故障时，通过电力保护装置探测到故障电流，电磁铁得到动作信号，切断操作杆向后拉动，使断路器断开。
断开时，电弧将在弧气室中形成，电弧在电弧度铜的作用下得到冷却和熄灭，同时，弧气室内填充的二氧化硫气体可分解产生大量的气体，将电弧吹断，实现快速的熄弧。
在断开故障操作完成后，断路器的操作杆随即回弹到原位，并重新进入待命状态，以便再次闭合电路。
总之，SF高压断路器通过结构和工作原理的配合，能够在故障发生时迅速切断电路，并使电弧迅速冷却和熄灭，以保护电力系统的正常运行，并防止故障扩大。
它是电力系统中必不可少的重要设备，确保了电力设备和人员的安全。
高压断路器 工作原理
高压断路器工作原理
高压断路器是一种用于保护电力系统设备和人员安全的关键电气装置。
它在电力系统中起着断开电路以防止过电流和短路的作用。
下面是高压断路器的工作原理：
1. 整体结构：高压断路器主要由触发系统、控制系统和承载系统组成。
触发系统用于启动断路器的操作，控制系统用于监控和控制断路器的状态，承载系统用于承受断路器操作时的电流和压力。
2. 空气击穿：高压断路器中的关键部件是触发系统中的触发器。
当电流达到一定的阈值时，触发器会产生电弧，将电流导向一个电极系统。
在电弧形成的瞬间，空气被击穿，形成一个等离子体通道，通过它可以继续传导电流。
3. 电弧冷却：当电弧形成后，它会产生巨大的热量。
高压断路器通过引入一种特殊的极端低温的气体，如硫化氢或六氟化硫，来冷却电弧。
这些气体具有很高的热量吸收能力，可以快速将电弧冷却到足够低的温度，使其熄灭。
4. 熄弧室：电弧被冷却后，它会进入一个称为熄弧室的区域。
熄弧室内有一些特殊形状的电极，通过改变电弧的路径和形状，将电弧延长并扩散。
这样，在电弧完全熄灭之前，它会耗尽足够的能量，使电流降低到较低的水平。
5. 断开电路：一旦电弧完全熄灭，高压断路器会自动切断电路。
这是通过断路器的触发器和开关机构来实现的。
触发器会向开
关机构发送信号，使其在电弧熄灭的瞬间切断电路。
总之，高压断路器通过触发器产生电弧、冷却电弧、延长电弧和切断电路等工作步骤，实现对电力系统的过电流和短路保护。
它是电力系统中非常重要的安全装置，可以避免因过电流而导致的设备损坏和人员伤害。
高压断路器工作原理及故障分析
高压断路器工作原理及故障分析一、高压断路器工作原理高压断路器是电力系统中用来保护电气设备的重要设备之一。
其主要功能是在发生电气故障时迅速切断电力系统中的电流，以保护线路和设备不受损坏。
高压断路器工作原理主要包括断路器的动作原理、介质介质的工作原理以及灭弧室的工作原理。
1. 断路器的动作原理高压断路器的动作原理主要包括电磁吸合动作和机械释放动作两种。
电磁吸合动作是在电流通过触头线圈时，产生电磁力将触头牢固地吸合在一起，使断路器闭合，电路通电。
而当故障发生时，电流突然增大，使得电磁力升高，触头受到较大的吸引力，触头张开，断开电路。
而机械释放动作是在断开电路时，通过潜动机构使得断路器的触头迅速分离，以实现可靠的开关动作。
2. 介质介质的工作原理高压断路器中的介质介质主要是指断路器的灭弧室中的绝缘介质，其主要工作是在触头分离时将电弧在灭弧室内快速熄灭。
介质介质的工作原理主要是利用气体、油或真空等绝缘介质，使得电弧在分离触头时迅速熄灭，以避免过大的电弧能量损耗和设备损坏。
灭弧室是高压断路器中保护电弧的关键部件，其主要工作是通过喷流、磁力、水冷等方式，快速扑灭电弧，保证电弧能够在较短的时间内完全熄灭。
灭弧室内的工作原理主要是通过将电弧在灭弧室内产生的高温高压气体喷射到外部环境中，以加速冷却和扑灭电弧。
以上即为高压断路器的主要工作原理，其通过结合电磁、机械和介质介质等多种方式，实现对电力系统中电流的迅速切断和保护。
二、高压断路器常见故障分析在实际运行中，高压断路器也会出现各种各样的故障，常见的故障有触头接触不良、闭合不良、灭弧室不补偿、操作机构不灵敏等。
下面我们将分别对这些常见故障进行分析。
1. 触头接触不良触头接触不良是高压断路器常见的故障之一，其主要表现为触头闭合时电流不通或闭合时出现明显的电弧，导致断路器无法正常闭合。
触头接触不良的原因主要有触头烧蚀、接触面损坏、触头线圈螺栓松动等。
解决方法是对触头进行清洁、研磨或更换损坏的部件，保证触头的良好接触。
SF6高压断路器结构及工作原理参考文档
12
单压式灭弧装置
1、只有一种压力（一般为304-808kPa) 。在开断过程中，灭弧室所需的吹弧压力 由动触头系统运动时的压气活塞产生；
2、图11-2为单压式单向灭弧室的原理图 。图中，喷嘴2、压气罩3及动触头（导电 杆）4机械上为一体。
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储能模块
主要由储能活塞缸、储能 活塞、碟型弹簧组成.在液压 油的作用下通过储能器活塞压 缩碟形弹簧并将液压能长期存 储在储能活塞缸内，为断路器 分、合闸操作做好必要的能量 储备。
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碟簧
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控制模块
主要由电磁阀、换 向阀组成，通过主控室 给出的电信号命令使相 应电磁阀打开阀口，使 换向阀换向从而达到分 闸或合闸的目的。
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监测模块
主要由行程开关、安 全阀组成，通过对碟簧的 压缩量的监测带动行程开 关凸轮旋转来断开或闭合 微动开关触点达到为主控 室报警及自动闭锁的目的 。当压力高于规定值时泄 压阀自动开启达到保护机 构的目的。
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以上五个模块通过连接管连接后，可与工作 缸组成一个紧凑的整体，实现可靠的动作，其结 构特点具有以下几个优点： 1. 模块式结构具有结构简单紧凑，零件量少，通 用性强，性能可靠且便于检查。 2. 液压集成回路具有无外部油管，损耗小，传动 效率高，泄漏量低。 3. 优质碟簧储能器具有不存在氮气泄漏，系统压 力稳定，应力松弛小，寿命长，可靠性高 4. 优良的液压缓冲系统具有操作平稳，无反跳， 噪音低，易与和调速系统不同断路器适配。
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(2)保护作用。当电力系统某一部分发生 故障时，它和保护装置、自动装置相配合， 将该故障部分从系统中迅速切除，减少停电 范围，防止事故扩大，保护系统中各类电气 设备不受损坏，保证系统无故障部分安全运 行。
高压断路器名词解释
高压断路器名词解释1. 什么是高压断路器高压断路器是一种用于保护电力系统安全运行的电气设备，主要用于控制和分断高压电路中的电流。
它能够在电路发生故障时迅速切断电源，以保护电器设备和人员的安全。
高压断路器广泛应用于电力输配电系统、工业企业等领域，对电力系统的安全稳定运行起到重要作用。
2. 高压断路器的结构和工作原理2.1 结构高压断路器通常由以下几个主要部件组成： - 断路器主体：用于容纳和装配其他部件，通常由绝缘材料制成，能够承受高压电场和断电时的电压冲击。
- 开关机构：用于控制断路器的开关动作，包括开关门、合闸和分闸的机械装置。
- 触头系统：用于进行电流的导通和分断，通常由固定触头和动触头组成。
- 弧重整器：用于在断开电路时消除电弧和重整电流，通常通过低压电路或磁力装置来实现。
- 绝缘系统：用于保证断路器在运行中的绝缘性能，包括绝缘支撑、绝缘罩等。
2.2 工作原理高压断路器的工作原理可以概括为以下几个步骤： 1. 分闸：当需要切断电路时，开关机构首先将断路器的触头迅速分离，使电流断开。
2. 弧灭：在触头分离的瞬间，电弧会在断路器的触点间产生，此时弧重整器会提供足够的能量来灭弧。
3. 绝缘恢复：在电弧灭后，断路器的绝缘系统会恢复到正常状态，以确保绝缘性能。
4. 合闸：如果需要恢复电路供电，开关机构会将断路器的触头迅速合上，使电流恢复流动。
3.1 分类根据不同的分类标准，高压断路器可以分为多种类型，常见的分类方式包括： -根据工作电压等级：低压断路器、中压断路器、高压断路器等。
- 根据断开电流能力：小型断路器、中型断路器、大型断路器等。
- 根据断开方式：油浸式断路器、真空断路器、气体断路器等。
3.2 应用高压断路器广泛应用于以下领域： 1. 电力输配电系统：用于保护电力系统的设备，在电网异常时能够迅速切断电源，避免事故扩大。
2. 工业企业：用于保护重要的电气设备，避免电气事故造成生产停工和经济损失。
高压断路器的构造及工作原理
高压断路器的构造及工作原理高压断路器是一种用于开关高电压电路的电气设备，通常被用于电力系统中，对于保护线路以及设备的安全存在着至关重要的作用。
其构造与工作原理十分复杂，需要通过多个部件的紧密协作来完成其功能，本文将着重介绍这些方面的内容。
一、高压断路器的构造高压断路器通常由两个主要部分构成，一个是本体部分，另一个则是操作机构部分。
本体部分通常包括下列部件：1. 导电材料：高压断路器的导电材料通常为铜或铝，由于铜的导电性更好，但重量和价格更高，所以在实际使用过程中还需根据不同的需求选择不同种类的金属材料。
2. 弧熔室：高压断路器的弧熔室通常由高温抗磨蚀的材料制成，比如说铜铬合金等，其主要作用是将电路中产生的弧光收束在一定的区域内，限制弧光的延伸范围，从而确保电路的安全性。
3. 绝缘材料：高压断路器需要借助绝缘材料来确保电路的安全性，绝缘材料通常由瓷瓶、油池、绝缘子以及绝缘套等部件组成。
操作部分通常包括：1. 电磁铁：高压断路器中的电磁铁通过电磁吸引力来控制电路的开关，通常需要使用交、直流电源。
2. 整流器：在交流电源供应的情况下，整流器通过将交流电源转换为直流电源的方式来确保电路的稳定性。
3. 控制电路：控制电路是高压断路器的核心，其通过控制电磁铁的电流，来控制断路器的开断过程，从而确保电路的正常运行。
二、高压断路器的工作原理高压断路器的工作原理是在开关断路器时，强迫产生一种感应电动势或者介质击穿放电来切断电路。
一般情况下，断路器在实际的操作过程中，需要满足下列条件：1. 能够在电流过载或短路时迅速开断电路。
2. 能够在电压异常情况下保护电路，避免电路承受由于电压异常产生的损害。
3. 能够在高温环境下保障电路的安全性。
4. 能够满足在正常工作状态下的设计要求，如最大电流负载和最大额定电压等。
5. 具备能够自动再连接的能力，从而确保电路的稳定性和可靠性。
当工作电流低于额定值时，断路器工作正常，电弧消失后，通电回路立即恢复正常，并能承受额定电压下的常用负荷;当工作电流高于额定值时，断路器可迅速切断电流，避免电器和电缆的损伤，并且保证可靠的过载保护，具有过载保护能力。
高压断路器原理及及结构
一、起：断路器与电弧
三、结构和分类
三、结构和分类
三、结构和分类
（1）开断元件：开断、关合电路和安全隔离电源； 包括导电回路、动静触头和灭弧装置。
（2）绝缘支撑元件：支撑开关的器身，承受开断元 件的操动力和各种外力，保证开断元件的对地绝缘； 包括瓷柱、瓷套管和绝缘管。
2）落地罐式SF6断路器。其总体结构类似于箱 式多油断路器，它的灭弧装置用绝缘件支撑在 接地金属罐的中心，借助于套管引线，基本上 不改装就可以用于全封闭组合电器之中。这种 结构便于加装电流互感器，抗震性好，但系列 性差，且造价昂贵。
三、SF6断路器机构分类
三、SF6断路器机构分类
2）落地罐式SF6断路器。其总体结构类似于箱 式多油断路器，它的灭弧装置用绝缘件支撑在 接地金属罐的中心，借助于套管引线，基本上 不改装就可以用于全封闭组合电器之中。这种 结构便于加装电流互感器，抗震性好，但系列 性差，且造价昂贵。
三、SF6断路器结构分类
断路器结构分类 （1）瓷柱式SF6断路器。其灭弧装置在支持瓷
套的顶部，由绝缘杆进行操动。这种结构的优 点是系列性好，用不同个数的标准灭弧单元和 支柱瓷套，即可组成不同电压等级的产品；其 缺点是稳定性差，不能加装电流互感器。
三、SF6断路器结构分类
三、SF6断路器机构分类
四、高压断路器的型号含义和技术参数
全开断时间：全开断时间是指从分闸回路接到分闸命 令至所有极电弧熄火时的时间。次时间等于断路器的 分闸时间与电弧持续时间之和。
合闸—分闸时间（金属短接时间）：在合闸操作期间 第一相触头合的瞬间和在接着发生的分闸操作期间所 有相的弧触头分开瞬间之间的时间间隔
SF6高压断路器结构及工作原理
SF6高压断路器结构及工作原理
一、SF6高压断路器结构
1、高压开关柜
高压开关柜中包含表示指示装置、保护装置、操作装置、告示装置以及防雷接地装置等，表示指示装置主要用于表示断路的指示，安装在高压开关柜的前壁上；保护装置是用来保护断路器的；操作装置是断路器的操作装置，主要由电动机、操扳机构等构成；告示装置是用来告示断路器的操作状态的，主要由接触器、主路跳闸状态指示器等组成；防雷接地装置是用来把遭受雷击的断路器向地磁耦合掉的装置。
2、负荷开关
负荷开关是断路器的最关键的组成部分，在它的内部防止过载和短路保护，负荷开关由接触器、断路器本身以及真空接触罐等组成。
a.接触器是断路器的打开和关闭的重要组成部分，它由多个接触点组成，当电动机带动接触器转动时，接触器的多个接触点会形成一个电路，从而使断路器的主路跳闸或合闸。
b.断路器本身主要由绝缘材料和接触接点组成，它是由多个绝缘体、熔断器、接线头等组成；
c.真空接触罐是负荷开关的一种附件。
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5.分合各种空载、负载电路
断路器在分合各种空载线路、容性负载和感性负载 时，在分合过程中会遇到电压和电流的过渡过程，通 常影响到开关的是分合过程中的过电压。标志这方面
分合能力的主要参数是额定电压 U e ，分合架空输电
线路和电缆的长度（km）以及变压器、电容器组的容 量等。
6.允许分合次数
一般断路器允许空载分合次数（也称机械寿命）为 2000次。
(二)一般电气性能方面1源自电压高压断路器除了要能长期承受相应的最大工作电压外， 还应耐受高于额定电压的各种过电压作用，而不会导致绝 缘的损坏。
标志这方面性能的参数是：工频试验电压、全波和截波 冲击试验电压、操作波试验电压。
合闸时间
电流流过 合闸操作 预击穿时间
时间
所有相中触头接触 第一相中开始流过电流 合闸回路带电
4.自动重合闸
在线路保护中，通常都安装有自动重合闸装置，在输电线路发生 故障后，首先由继电保护装置动作驱动断路器跳开输电线路，然后经 过延时，由自动重合闸装置驱动断路器把输电线路合上，如果线路中 已经不存在故障，则开关不在动作，输电线路正常输电，如果线路中 故障仍然存在，则继电保护装置再次动作驱动断路器跳开输电线路。
例如：S N 10 – 10 I 少油、户内、设计序号：10、额定电压10kV、I型
二、高压断路器的基本结构：
开断元件
支
持
主要零部件：开关本体 绝
的底架、底座
缘
功能：整台产品的基础 件
传
动
元
件
操
动
机
基座
构
开断元件：
主要零部件： 主灭弧室 主触头系统 主导电回路 辅助灭弧室 辅助触头系统 并联电阻
§2.4高压断路器
高压断路器是一种专用于断开或接通电路的开关设备，
它有完善的灭弧装置，因此，不仅能在正常时通断负荷电
流，而且能在出现短路故障时在保护装置作用下切断短路 电流。 按其采用的灭弧介质划分：
油断路器
多油：油量多一些，其油作为灭弧介质，又作 为绝缘介质。
因油量多、体积大，断流容量小、运行维护较 困难，现已淘汰。
少油：油量较少，仅作为灭弧介质
SF6断路器
真空断路器
一、高压断路器的型号表示和含义：
S-少油 D-多油 Z-真空
L-SF6 N-户内 W-户外
安装地点 设计序号
额定开断电流(kA) 额定电流(A)
其他标志
G-改进型 I、II、III-断流能力代号
额定电压(kV)
I型：断流容量300MVA II型：500MVA III型：750MVA
分闸操作
燃弧时间
时间
开断时间
所有相中电弧最终熄灭
所有相中触头分离 分闸脱扣器带电
3.关合短路故障
预伏故障：电力系统中的电器设备或输电线路有可能在未 投入运行前就已存在绝缘故障，甚至处于短路状态。
在这种预伏故障状态下关合电路，将发生断路器关合短 路的严重情况。出现关合短路电流时在断路器的动静触头 还没有接触闭合下，触头间隙即可被击穿而形成电弧。由 于短路电流强大的电动力，可使动触头因受阻力作用而不 能与静触头吻合，造成持续燃烧着的电弧。
额定开断电流 I ek (kA，有效值)：
在额定电压下，断路器能够可靠开断的最大电流为额定开断 电流。它主要表征断路器熄灭大电流电弧的能力。
额定断流容量 Sed (MVA)：
由于开断能力和额定电压、开断电流有关，因此，通常 采用一个综合参数，即以额定断流容量来表示断路器的开 断能力。对于三相电路有：
因此，断路器应具有足够的关合短路电流的能力。
标志关合短路电流能力的参数是：
额定短路关合电流 ieg (kA，峰值) 断路器在额定电压以及规定的使用和性能条件下，能保证 正常关合的最大短路峰值电流。
合闸时间：在额定操作电压下，从断路器合闸线圈通电开
始至主触头刚接触为止。
触头运动
合闸位置
分闸位置 关合时间
件
操作机构： 主要零部件：
弹簧、液压、电磁、气动及手动机构的本体及 其配件 功能： 为开断元件分合闸操作提供能量，并实现各种规定的 操作
三、高压断路器的技术要求及其基本参数 (一)开断、关合电路方面 1.开断短路故障
标志高压断路器开断短路故障能力的主要参数是：
额定电压 U e(kV)：
断路器铭牌上所标明的该断路器正常工作电压的有效值。 对于三相设备，一般指线电压。 最高工作电压: 其值高出额定电压约15%，如额定电压10kV的断路器，可以 长期工作在11.5kV的线电压下。
2.电流
(1)额定电流 I e (A，有效值):
断路器在闭合状态下导电系统能长期通过的电流。在额 定频率下通过这一电流时，各个金属部位和绝缘的温升不 能超过国家标准中规定的数值。额定电流在某种程度上决 定了导体及触头的尺寸。
从这一过程来看，断路器的动作情况可能是以下两种情况之一：
a. 断路器跳闸（输电线路出现故障）→断路器合闸（自动重合闸装置 驱动）
b. 断路器跳闸（输电线路出现故障）→断路器合闸（自动重合闸装置 驱动）→断路器跳闸（线路还存在故障）
显然，对于以上两种情况，断路器都面临着在短时间内进行多次 操作，特别是后一种情况，断路器更是在短时间内多次分断故障电流。
Sed 3Ue Iek
新的国家标准已取消这一术语，目前直接用额定开断电 流表示。
选择断路器时，首先要校核的参数就是断路器开断短路 故障电路的能力。
2.快速开断 标志断路器开断过程快慢的参数是：
开断时间 t g (s)： 从断路器接到开断信号到短路电流终止 (电弧熄灭)的全部时间。 固有分闸时间 t gf ：断路器接到分闸命令(分闸线圈通电)开
始至触头刚刚分离这段时间。 是操动机构动作时间 燃弧时间 trh：从触头刚分离开始至三相电弧完全熄灭为止。 表明断路器灭弧能力的大小。
低速动作断路器 ﹥0.12s 中速动作断路器 t g = 0.08～0.12s 高速动作断路器 t g ﹤0.08s
tg
合闸位置
触头运动 分闸位置
电流流过 分闸时间
功能： 开断及关合电力线路，安全隔离电源
支持绝缘件： 主要零部件：
瓷柱 瓷套管 绝缘管等构成的支柱本体 拉紧绝缘子等 功能： 保证开断元件有可靠的对地绝缘，承受开断元件的操 作力及各种外力
传动元件： 主要零部件：
各种连杆 齿轮 拐臂 液压管道 压缩空气管道等
功能： 将操作命令及操作功传递给开断元件的触头和其它部