sf6高压断路器结构及工作原理

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1、SF6断路器构造及其工作原理新疆国信生产准备部一、断路器的作用：高压断路器在正常运行时用它接通或切断负荷电流；在电气设备或线路发生短路故障或严重过负荷时，由继电保护装置控制其自动迅速地切断故障电流，切断发生短路故障的设备或线路，以防止扩大事故范围。二、断路器的功能(1)控制作用。根据电力系统运行的需要，将部分或全部电气设备，以及部分或全部线路投人或退出运行。(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

2、电气设备不受损坏，保证系统无故障部分安全运行。（3）灭弧作用。高压断路器不仅能可靠的开断空载电流和负荷电流，而且能可靠的开断短路电流。电弧的产生与熄灭1、电弧的概念当开关电器开断电路时，电压和电流达到一定值时，触头刚刚分离后，触头之间就会产生强烈的瞬间火花，我们称之为电弧。电弧的实质是一种气体放电现象。2、电弧的形成当开关设备的触头分断有载电路时，电子在强电场的作用下高速冲向阳极，碰撞触头间隙中的中性质点，发生链式反应。在电场的作用下带电离子定向移动，使触头间隙由绝缘状态变成导电状态。触头间隙被击穿通过

3、电流形成电弧。3、电弧的危害（1）电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的时间，加重了电力系统短路故障的危害。（2）电弧产生的高温，将使触头表面熔化，烧坏绝缘材料，对充油电气设备还可能引起着火爆炸等危险。（3）由于电弧在电动力或热动力的作用下能移动，很容易造成飞弧短路和伤人，或引起事故的扩大。4、电弧的熄灭一般吹弧的主要措施是用气体或油流吹弧，其中包括横吹或纵吹。用两个或两个以上的断口熄弧，比单口拉弧更长，速度更快。SF6气体的基本特性纯净的SF6是一种无色、无嗅、无毒、不可燃的卤素化合物。SF6气体的化

4、学性质非常稳定，在空气中不燃烧，不助燃，与水、强碱、氨、盐酸、硫酸等不反应，在低于150℃时，SF6气体呈化学惰性，极少溶于水，微溶于醇。与传统绝缘油相比，其绝缘性能和灭弧性能都较为突出。1、SF6气体性能：①热化学性：a分解温度低，分解能量高，导热率好，有利于熄弧；b温度相同时，SF6游离度大，电弧电压小；②强负电性：能吸附电子或负离子，然后与正离子复合，去游离作用强，不易重燃。2、优点：（1）灭弧能力强，介质强度高。单断口的电压可以做得很高，因此，与少油和空气断路器相比，同一额定电压等级下，SF6断

5、路器所用的串联单元数较少。（2）介质恢复速度特别快，开断近区故障性能特别好。（3）由于SF6气体的电弧分解物中不含有碳等影响绝缘能力的物质，在严格控制水分的情况下分解物又没有腐蚀性，再加触头在SF6中的烧损极轻微，因此SF6断路器允许开断的次数多，检修周期长。SF6气体缺点：含有水分的SF6气体在电弧的高温下，会分解出一些硫的低氟化合物，这些低氟化合物有较强的毒性和刺激性，对人体有危害，对许多绝缘材料、导电材料也有腐蚀作用。当SF6气体中水分含量大得足以引起在绝缘表面结露时，击穿电压会显著下降，尤其

6、在温度较低时更易造成水分的凝结。SF6断路器的灭弧装置按熄弧能量分为自能式、外能式和混合式。其中自能式是熄灭大电流，而外能式是熄灭小电流。①自能式：是利用电弧本身能量使SF6气体膨胀、压力升高，产生压力差，或利用磁场使电弧运动。②外能式：是利用外储SF6或操作力，使SF6气体运动，将电弧熄灭。③混合式。按灭弧装置不同，分为双压式和单压式。早期的SF6断路器都用双压式灭弧装置，由于其结构复杂，所需辅助设备多，维护不便，已逐渐为单压式灭弧装置所取代。（灭弧室有活塞，原理类似于打气筒）单压式灭弧装置1、只有

7、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。虚线部分为合闸后的喷嘴位置压气活塞单压式单向灭弧室的原理图3、断口形式：a、变开距形式（与少油断路器类似）b、定开距形式（与压缩空气断路器类似）4、吹弧方式：a、单向吹弧方式b、双向吹弧方式，和单向吹弧方式相比双向吹弧方式能提高开断电流20％以上。单压式双向灭弧室的原理图5、喷嘴材料：喷嘴材料不能采用

8、金属材料，而要用聚四氟乙烯塑料树脂。聚四氟乙烯，一般称作“不粘涂层”；是一种使用氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。这种材料有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，可作润滑，亦成为水管内层的理想涂料。因为压缩空气断路器中压缩空气吹弧速度很高，可保护喷嘴免受电弧侵袭；而SF6断路器的吹弧速度低，无法保护喷嘴免受电弧侵袭。聚四氟乙烯塑料树脂的特点:能抵抗高温，在电弧直