高压断路器基本知识

高压断路器基本知识一、高压断路器的定义和用途1.定义高压断路器(或称高压开关)是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。

2.用途（1）控制作用（2）保护作用（3）安全隔离作用二、对高压断路器的要求1.开断、关合功能（1）能快速可靠的开断、关合各种负载线路和短路故障，且能满足断路器的重合闸要求；（2）能可靠的开断、关合其他电力元件，且不引起过电压。

2.电气性能（1）载流能力（2）绝缘性能（3）机械性能三、高压断路器的型号含义和技术参数1.型号含义①②③-----④/⑤⑥/⑦①—产品字母代号，用下列字母表示：S—少油断路器；D—多油断路器；K—空气断路器；L—六氟化硫断路器；Z—真空断路器；Q—产气断路器；C—磁吹断路器。

②—②—装置地点代号；N—户内，W—户外。

③—③—设计系列顺序号；以数字1、2、3……表示。

④—额定电压，KV。

⑤—其它补充工作特性标志，G—改进型，F—分相操作。

⑥—额定电流，A。

⑦—额定开断电流，KA。

2.技术参数（1）额定电压(标称电压)：它是表征断路器绝缘强度的参数，是断路器长期工作能承受系统最高工作电压。

（2）额定电流：它是表征断路器通过长期电流能力的参数，即断路器允许连续长期通过的最大电流。

（3）额定开断电流：它是表征断路器开断能力的参数。

在额定电压下，断路器能保证可靠开断的最大电流，。

（4）动稳定电流：它是表征断路器通过短时电流能力的参数，反映断路器承受短路电流电动力效应的能力。

断路器在合闸状态下或关合瞬间，允许通过的电流最大峰值。

（5）关合电流：是表征断路器关合电流能力的参数。

断路器能够可靠关合的电流最大峰值，称为额定关合电流。

（6）热稳定电流：热稳定电流也是表征断路器通过短时电流能力的参数，但它反映断路器承受短路电流热效应的能力。

是指断路器处于合闸状态下，在一定的持续时间内，所允许通过电流的最大周期分量有效值。

（7）热稳定电流的持续时间：额定热稳定电流的持续时间为2S，需要大于2S时，推荐4S。

（8）合闸时间：是表征断路器操作性能的参数。

是指从断路器操动机构合闸线圈接通到主触头接触这段时间。

（9）分闸时间：是表征断路器操作性能的参数。

包括固有分闸时间和熄弧时间。

固有分闸时间是指从操动机构分闸线圈接通到触头分离这段时间。

熄弧时间是指从触头分离到各相电弧熄灭为止这段时间。

分闸时间也称为全分闸时间。

（10）操作循环：是表征断路器操作性能的指标。

应能承受一次或两次以上的关合、开断、或关合后立即开断的动作能力。

此种按一定时间间隔进行多次分、合的操作称为操作循环。

额定操作循环如下：自动重合闸操作循环：分——t’——合分——t——合分、非自动重合闸操作循环：分——t——合分——t——合分其中分——表示分闸动作；合分——表示合闸后立即分闸的动作；t’——无电流间隔时间，即断路器断开故障电路，从电弧熄灭起到电路重新自动接通的时间，标准时间为0.3S或0.5S，也即重合闸动作时间。

t——为运行人员强送电时间，标准时间为180S。

四、结构、分类和操作方式1、结构（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。

（3）传动元件：将操作命令和操作动能传递给动触头。

包括连杆、拐臂、齿轮、液压或气压管道。

（4）基座：用来支撑和固定开关。

（5）操动机构：用来提供能量，操动开关分、合闸。

有电磁、液压、弹簧、气动等。

2.分类（1）按灭弧介质或灭弧原理分为油断路器、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器、磁吹断路器和固体产气断路器。

（2）按照控制、保护对象分为发电机断路器、输变电断路器、馈电断路器和特殊用途断路器。

（3）按电压等级分为中压断路器、高压断路器和超高压断路器。

3、操作方式：1、主控制室远方操作2、就地操作3、遥控操作。

4、开关本身保护设备、重合闸设备动作，发跳、合闸命令至操作插件，引起开关进行跳、合闸操作。

5、母差、低频减载等其他保护设备及自动装置动作，引起断路器跳闸6、电动操作；7、储能操作；8、手动操作。

五、断路器的分合闸操作注意事项1. 上、下隔离及接地开关操作圆盘间，有圆柱销互锁，因此必须按正确程序才能完成操作。

2. 锁杆与前门通过解锁板锁门，万一机械闭锁装置出现故障不能操作，在确认柜内停电的条件下，可卸下解锁板的紧固螺钉，实现“紧急解锁”打开前门及后门3．开关在合闸操作时发生非全相，立即将已合上相拉开并切断控制电源，查明原因并排除故障，经试送正常后再重新投入运行。

4．开关在分闸操作时发生非全相，应立即切断控制电源，手动操作将拒动相分闸，查明原因并排除故障，经试分合闸正常后再重新投入运行SF6断路器一﹑概述•利用六氟化硫(SF6)气体作为灭弧介质和绝缘介质的一种断路器。

简称SF6断路器。

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。

1.SF6特性•SF6气体比空气重5.135倍，一个大气压时，其沸点为-60℃。

在150℃以下时，SF6有良好的化学惰性，不与断路器中常用的金属、塑料及其他材料发生化学作用。

在大功率电弧引起的高温下分解成各种不同成分时，电弧熄灭后的极短时间内又会重新合成。

SF6中没有碳元素，没有空气存在，可避免触头氧化。

SF6的介电强度很高，且随压力的增高而增长。

SF6的介电强度可达到或超过常用的绝缘油。

SF6 灭弧性能好，在一个简单开断的灭弧室中，其灭弧能力比空气大100倍。

在SF6中，当电弧电流接近零时，仅在直径很小的弧柱心上有很高的温度，而其周围是非导电层。

这样，电流过零后，电弧间隙介电强度将很快恢复。

2. SF6气体的水份和分解气体SF6气体的水份必须控制在一定范围内，否则将给SF6电气设备的安全运行带来问题。

主要有两个方面：（1）水份引起的化学反应常温下SF6气体是非常稳定的，但水份较多时，200°C以上就有可能产生分解，分解的生成物中有氢氟酸（HF），是一种有很强的腐蚀性和剧毒的酸类。

水份的危害更主要的是在电弧高温作用下SF6气体分解过程中所起的化学反应，化学反应中最后的生成物也都是随水份含量增大而增加。

为了限制有毒物质的生成量，必须限制SF6气体中的水份含量。

（2）水份对绝缘的影响绝缘件表面出现凝露会对绝缘性能带来不利影响。

通常气体中混杂的水份以水蒸气形式在。

在温度骤降时，可能冷凝成露水附在绝缘件表面，出现沿面放电事故。

为了控制SF6气体中的水份和电弧分解产生的低氟化合物，在高压电器内放置既能吸水分，又能吸附低氟化合物的吸附剂，一般吸附剂质量为气体充入质量的1/10，特别注意用过的吸附剂不可再进行烘干再生处理。

二、SF6断路器结构原理（一）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。

（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。

（二）、结构原理1－动弧触头；2－压圈；3－触指弹簧；4－触指弹簧；5－分子筛筐；6－静弧触头；7－均压罩；8－触指；9－触座；10－喷管；11－护套；12－阀挡环；13－滑动触头；14－压气缸；15－M16×25内六角螺钉；16－夹板；17－垫圈；18－挡圈；19－触座；22－接线端子；26－垫圈；27－阀座；28－阀片；31－塞子装配；32－动触头；33－缸体；34－接头；35－导轨；36－充气接头；37－接头；40－静弧触头座；43－拉杆；44－鼓形瓷套；46－接线端子；G1、G2、G14、G15、G16、G17、G18－密封圈（二）基本组成三个垂直瓷瓶单元，每一单元有一个气吹式灭弧室；液压操作机构（弹簧操作机构）及其单箱控制设备；一个支架及支持结构。

每个灭弧室通过与三个灭弧室共连的管子填充SF6气体。

（三）灭弧单元1.灭弧室分类（1）、双压式灭弧室。

它的灭弧室有两个压力系统，一个为压力约0.3—0.6MPa的压力系统。

（主要用于内间的绝缘），另一个为压力一般约1.4—1.6MPa的高压系统（用于灭弧）。

（2）、单压式灭弧室。

单压式灭弧室又称压气式灭弧室，它只有一个气压系统，即常态时只有单一的SF6气体。

灭弧室的可动部分带有压气装置，分闸过程中，压气缸与触头同时运动，将压气室内的气体压缩。

触头分离后，电弧即受到高速气流吹动而熄，目前一般采用单压式，而双压式结构工艺复杂，现已被淘汰。

2、灭弧原理SF6断路器一般是利用几个到十几个大气压力的SF6气体、在喷口中形成高速气流来熄灭电弧。

利用预先储荐在断路器中的高压六氟化硫气体，在灭弧中形成高速气流强烈地吹袭电弧，使绝缘室冷却，当电弧在高速气流中燃烧时，弧熄中的热量将及时地被带走，电弧在气流的作用下迅速移动，热发射和金属蒸汽大大减少，特别是在电流接近零和过零时，弧熄温度将迅速下降，电弧直径明显减少、当电流过零后，在强烈的气流作用下，弧熄温度迅速降到热游离温度以下，弧熄中的残余物被消除，并由新鲜压缩的SF6气体取代、电弧熄灭。

真空断路器一、概述真空断路器利用真空度约为10-4Pa（运行中不低于10-2Pa）的高真空作为内绝缘和灭弧介质。

当灭弧室内被抽成10-4的高真空时，其绝缘强度要比绝缘油、一个大气压力下的SF6和空气的绝缘强度高很多。

所以，真空击穿产生电弧，是由触头蒸发出来的金属蒸气帮助形成的。

二、基本结构（一）基本组成元件及作用（1）支架：安装各功能组件的架体。

（2）真空灭弧室：实现电路的关合与开断功能的熄弧元件。

（3）导电回路：与灭弧室的动端及静端连接构成电流通道。

（4）传动机构：把操动机构的运动传输至灭弧室，实现灭弧室的合、分闸操作。

（5）绝缘支撑：绝缘支持件将各功能元件，架接起来满足断路器的绝缘要求。

（6）操动机构：断路器合、分间的动力驱动装置（二）真空灭弧室真空灭弧室是真空断路器中最重要的部件。

真空灭弧室的外壳是由绝缘筒、两端的金属盖板和波纹管所组成的密封容器。

灭弧室内有一对触头，静触头焊接在静导电杆上，动触头焊接在动导电杆上，动导电杆在中部与波纹管的一个断口焊在一起，波纹管的另一端口与动端盖的中孔焊接，动导电杆从中孔穿出外壳。