2015年电气工程师专业基础：高压断路器

　　高压断路器是电力系统中最为重要的电器。在正常运行状态下，依靠断路器接通或断开负荷电流起控制作用;在故障状态时，依靠断路器与继电保护装置配合迅速而准确的切断短路电流而起保护作用。它具有很强的灭弧能力，性能完善，同时具有控制和保护双重作用。

　　断路器在断开时，触头间会产生电弧，高压断路器有专门的灭弧机构。高压断路器的灭弧方法有很多种，有利用电流产生的电磁吹力来灭弧的磁吹灭弧，有利用电弧将介质分解成强大气流的气吹灭弧，还有利用真空不易产生电弧的性能灭弧等等。根据灭弧介质的不同，可分为油断路器、六氟化硫(SF6)断路器和真空断路器等。

　　1.少油断路器

　　采用变压器油作为灭弧介质的断路器称为油断路器，油断路器有少油断路器和多油断路器两种。变压器油不仅作为灭弧介质，还要作为绝缘介质的断路器为多油断路器;变压器油只作为灭弧介质和触头开断后弧隙绝缘介质，而带电部分与地之间的绝缘采用磁介质的断路器称为少油断路器。

　　少油断路器的灭弧室和触头都安装在瓷套中，少量油作灭弧介质。少油断路器在我国电气化铁路发展初期得到较为广泛的应用，但少油断路器燃弧时间较长，动作速度慢，体积相对较大，且不适于频繁操作，随着技术的发展，最终将会被性能更加优良的六氟化硫断路器和真空断路器所取代。目前少油断路器仅在110kV侧使用，有SW3-110型(电磁操动机构)和SW6-110型(液压操动机构)两种。

　　2.六氟化硫断路器

　　六氟化硫是一种无色、无臭、无毒、不燃的惰性气体，它具有良好的灭弧和绝缘性能，用六氯化硫气体作为灭弧和绝缘介质的新型气吹断路器，已得到了广泛的应用。六氟化硫断路器在吹弧的过程中，气体不排入大气，而在封闭系统中反复使用。

　　户外SF6断路器结构形式有瓷柱式和罐式两种。磁柱式的灭弧室置于瓷套内，价格较低;罐式的灭弧室置于接地的金属罐中，用SF6作为绝缘介质，重心低，在进出线套管上可安装电流互感器，同时利用出线套管的电容制成电容式分压器，获得电压信号，也可和其它设备组成复合式开关设备，抗震性强。

　　由于SF6的优良电气绝缘和灭弧能力，近年来六氟化硫全封闭组合电器得到了快速发展，特别是在高压、超高压断路器领域中扮演着重要的角色。

　　3.真空断路器

　　真空断路器是利用真空作为绝缘和灭弧手段的断路器。其核心部件是真空灭弧室。真空灭弧室的外壳常用微晶玻璃或高强度陶瓷等无机绝缘材料制成，两端有金属端盖。静触头与上端盖焊成一体，动触头借助于波纹管伸缩，实现分合闸的操作。真空灭弧室的真空度应保持在 Pa以上。

　　真空灭弧室的开断特性与触头结构和触头材质关系极大，大容量灭弧室都需要利用短路电流产生的磁场灭弧，因此触头做成各种形状。触头的材质，不仅应具有导电性能好，开断能力强，耐压强度高，电寿命长等一般特性，还需要满足抗熔焊性能好，截流水平低等特殊要求。

　　真空断路器电寿命长，能频繁操作，新型的真空断路器可以开断额定电流上万次，开断短路电流数十次，而且无爆炸、火灾的危险，目前正得到广泛的应用。

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