電氣7斷路器與隔離開關(guān)的知識(shí)

1、發(fā)電廠電氣部分廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院機(jī)電工程學(xué)部第七講多媒體電子教案斷路器與隔離開關(guān)二零一二年三-七月主講：周展懷授課日期：2012.03.12第四周 周一/二 3-4/1-2節(jié)6.1電氣設(shè)備選擇的一般條件第6章導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇6.1高壓斷路器和隔離開關(guān)的原理與選擇6.1.1 電弧的基本知識(shí)弧心：溫度最高、電流密度最大的弧柱中心部位。弧焰：弧柱周圍溫度較低、亮度明顯減弱的部分?；≈鶇^(qū)中心可達(dá)到10000以上，表面溫度也有30004000。 2、電弧的主要危害 電弧的高溫，可能燒壞電器觸頭和觸頭周圍的其他部件；對(duì)充油設(shè)備還可能引起著火甚至爆炸等危險(xiǎn)。在開關(guān)電器中，觸頭間只要有電弧的存在，

2、電路就沒有斷開，電流仍然存在，電弧的存在延長(zhǎng)了開關(guān)電器斷開故障電路的時(shí)間，加重了電力系統(tǒng)短路故障的危害。容易造成飛弧短路、傷人或引起事故擴(kuò)大。1、 電?。菏且环N能量集中、溫度很高、亮度很大的氣體導(dǎo)電現(xiàn)象。電弧的組成：電弧由陰極區(qū)、陽(yáng)極區(qū)和弧柱區(qū)三部分組成電弧溫度很高，發(fā)出強(qiáng)烈的白光，故稱弧光放電為電弧。 電弧是一種自持放電，很低的電壓就能維持電弧的穩(wěn)燃燒而不會(huì)熄滅。 游離的氣體，質(zhì)量輕，迅速移動(dòng)、伸長(zhǎng)、彎曲和變形。運(yùn)動(dòng)速度可達(dá)每秒幾百米。 3、電弧的產(chǎn)生 電弧能成為導(dǎo)電通道，是由于電弧的弧柱內(nèi)存在大量的帶電粒子，這些帶電粒子的定向運(yùn)動(dòng)形成電弧。1）自由電子的產(chǎn)生 陰極的熱電子發(fā)射或強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射：

3、觸頭開斷瞬間產(chǎn)生少量的自由電子的原因。 熱電子發(fā)射：觸頭剛分離時(shí)，觸頭間的接觸壓力和接觸面積不斷減小，接觸電阻迅速增大，使接觸處劇烈發(fā)熱，局部高溫使此處電子獲得動(dòng)能，就可能發(fā)射出來(lái)成為自由電子。 強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射：觸頭剛分離時(shí)，由于觸頭間的間隙很小，在電壓作用下間隙形成很高的電場(chǎng)強(qiáng)度，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)3106Vm時(shí)，陰極觸頭表面的電子就可能在強(qiáng)電場(chǎng)力的作用下，被拉出金屬表面成為自由電子。 2）碰撞游離形成電弧 碰撞游離：自由電子，在電場(chǎng)力作用下加速運(yùn)動(dòng)，不斷與中性氣體質(zhì)點(diǎn)（原子或分子）撞擊，如果電場(chǎng)足夠強(qiáng)，自由電子動(dòng)能足夠大，碰撞時(shí)就能將中性原子外層軌道上的電子撞擊出來(lái)，脫離原子核內(nèi)正電荷吸引力的束縛

4、，成為新的自由電子。失去自由電子的原子則帶正電，稱為正離子。新的自由電子又去碰撞另外的中性原子此過(guò)程愈演愈烈，發(fā)展成為“電子崩” 。 游離：中性質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為帶電質(zhì)點(diǎn)的過(guò)程。 當(dāng)帶電粒子積累到一定的數(shù)量時(shí)，介質(zhì)的導(dǎo)電性質(zhì)發(fā)生改變，由絕緣體變?yōu)閷?dǎo)體，在外加電壓的作用下，電流通過(guò)觸頭間隙，發(fā)出聲響和強(qiáng)烈的白光，就形成了電弧。 電場(chǎng)游離主要取決于電子運(yùn)動(dòng)速度，即取決于電場(chǎng)強(qiáng)度、電子的平均自由行程以及氣體的性質(zhì)。 觸頭間電壓越高，電場(chǎng)強(qiáng)度也越高，則氣體容易被擊穿。 氣體的壓力越大，越不容易產(chǎn)生電場(chǎng)游離。2）碰撞游離形成電弧 碰撞游離：自由電子，在電場(chǎng)力作用下加速運(yùn)動(dòng)，不斷與中性氣體質(zhì)點(diǎn)（原子或分子）撞擊，

5、如果電場(chǎng)足夠強(qiáng)，自由電子動(dòng)能足夠大，碰撞時(shí)就能將中性原子外層軌道上的電子撞擊出來(lái)，脫離原子核內(nèi)正電荷吸引力的束縛，成為新的自由電子。 游離：中性質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為帶電質(zhì)點(diǎn)的過(guò)程。 失去自由電子的原子則帶正電，稱為正離子。新的自由電子又去碰撞另外的中性原子此過(guò)程愈演愈烈，發(fā)展成為“電子崩” 。3）熱游離維持電弧 3）熱游離維持電弧 熱游離：發(fā)生雪崩式碰撞游離形成電弧后，產(chǎn)生高溫，氣體中粒子運(yùn)動(dòng)速度增大，使原子外層軌道電子脫離原子核內(nèi)正電荷束縛力成為自由電子。氣體溫度愈高，粒子運(yùn)動(dòng)速度愈大，原子熱游離的可能性也愈大，維持電弧穩(wěn)定燃燒。 4）影響游離作用的物理因素 （1）溫度越高，熱游離越強(qiáng)烈。 （2）壓力

6、越大，行程越小，碰撞游離越小。 （3）電壓越高越容易將間隙擊穿。 （4）開斷距離增大則減小間隙中的電場(chǎng)強(qiáng)度。 （5）不同介質(zhì)游離電場(chǎng)不同，熱游離溫度不同。 （6）不同金屬的蒸汽有不同的游離電壓。4、電弧的熄滅 電弧的熄滅過(guò)程實(shí)質(zhì)：氣體介質(zhì)由導(dǎo)通又變?yōu)榻刂沟倪^(guò)程，是電弧區(qū)域內(nèi)已電離的質(zhì)點(diǎn)不斷發(fā)生去游離的結(jié)果。1）去游離過(guò)程 使弧隙中正離子和自由電子減少。 復(fù)合 擴(kuò)散 正負(fù)電荷中和成為中性質(zhì)點(diǎn)的現(xiàn)象。 電弧中的自由電子和正離子散溢到電弧外面，并與周圍未被游離的冷介質(zhì)相混合的現(xiàn)象。 要使電弧熄滅，必須使去游離作用強(qiáng)于游離作用。 5、交流電弧的熄滅 1）交流電弧的特性 動(dòng)態(tài)特性 熱慣性 “自然過(guò)零”電

7、弧的溫度、直徑以及電弧電壓隨時(shí)間變化。 A點(diǎn)：燃弧電壓B點(diǎn)：熄弧電壓 電弧電壓呈馬鞍形變化，電流小時(shí)，電弧電壓高，電流大時(shí)，電弧電壓減小且接近于常數(shù)。 由于弧柱的受熱升溫或散熱降溫都有一定過(guò)程，跟不上快速變化的電流，所以電弧溫度的變化總滯后于電流的變化，這種現(xiàn)象稱為電弧的熱慣性。 電流過(guò)零時(shí)，電弧自然熄滅。 如果電弧是穩(wěn)定燃燒的，則電弧電流過(guò)零熄滅后，在另半周又會(huì)重燃。 如果電弧過(guò)零后，電弧不發(fā)生重燃，電弧就熄滅。 電弧重燃取決于弧隙介質(zhì)絕緣能力或介電強(qiáng)度和弧隙電壓的恢復(fù)。 弧 隙介質(zhì)介電強(qiáng)度的恢復(fù) A點(diǎn)：燃弧電壓B點(diǎn)：熄弧電壓 5、交流電弧的熄滅 1）交流電弧的特性 弧 隙介質(zhì)介電強(qiáng)度的恢復(fù)

8、 恢復(fù)過(guò)程：電弧電流過(guò)零，電弧熄滅時(shí)，弧隙中去游離作用繼續(xù)進(jìn)行，弧隙電阻不斷增大，弧隙介質(zhì)的介電強(qiáng)度要恢復(fù)到正常狀態(tài)值所需要的過(guò)程。 介質(zhì)介電強(qiáng)度Ud（t）的恢復(fù)速度與冷卻條件、電流大小、開關(guān)電器滅弧裝置的結(jié)構(gòu)和滅弧介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。 低壓電器常利用近陰極效應(yīng)來(lái)滅弧。 影響介質(zhì)介電強(qiáng)度恢復(fù)速率的主要因素：（1）弧隙溫度。 （2）弧隙介質(zhì)特性。 （3）滅弧介質(zhì)的壓力。 （4）斷路器觸頭的分?jǐn)嗨俣取?弧隙電壓的恢復(fù)過(guò)程 電流過(guò)零后，弧隙電壓從熄弧電壓恢復(fù)到電源電壓的過(guò)程，用Uhf（t）表示，恢復(fù)過(guò)程與電路參數(shù)、負(fù)荷性質(zhì)等有關(guān)。受電路參數(shù)等因素的影響，電壓恢復(fù)過(guò)程可能是周期性的變化過(guò)程，也可能是非周期

9、性變化過(guò)程。 不會(huì)在電壓恢復(fù)過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)電壓。 周期性振蕩的恢復(fù)電壓更容易超過(guò)弧隙介質(zhì)強(qiáng)度，造成電弧重燃。 真空介質(zhì)介電強(qiáng)度恢復(fù)過(guò)程曲線 SF6空氣油Ud2）交流電弧的熄滅條件 Ud（t）Uhf（t） 3）熄滅交流電弧的基本方法 在交流電弧的滅弧中，應(yīng)充分利用交流電流的自然過(guò)零點(diǎn)，采取有效的措施，加大弧隙間去游離的強(qiáng)度，使電弧不再重燃，最終熄滅。 吹弧采用多斷口滅弧 提高分閘速度 利用滅弧介質(zhì)（氣體、油等）在滅弧室中吹動(dòng)電弧，廣泛應(yīng)用在開關(guān)電器中，特別是高壓斷路器中。 橫吹:吹弧方向與電弧軸線相垂直。 縱吹:吹動(dòng)方向與電弧軸線一致 縱橫吹:將縱吹和橫吹結(jié)合起來(lái) 熄弧時(shí)，利用多斷口把電弧分解為多

10、個(gè)相串聯(lián)的短電弧，使電弧的總長(zhǎng)度加長(zhǎng)，弧隙電導(dǎo)下降；在觸頭行程、分閘速度相同的情況下，電弧被拉長(zhǎng)的速度成倍增加，促使弧隙電導(dǎo)迅速下降，提高了介電強(qiáng)度的恢復(fù)速度；另一方面，加在每一斷口上的電壓減小數(shù)倍，輸入電弧的功率和能量減小，降低了弧隙電壓的恢復(fù)速度，縮短了滅弧時(shí)間。 迅速拉長(zhǎng)電弧，有利于迅速減小弧柱內(nèi)的電位梯度，增加電弧與周圍介質(zhì)的接觸面積，加強(qiáng)冷卻和擴(kuò)散作用，如采用強(qiáng)力分閘彈簧。 橫吹 縱吹 縱橫吹Ud（t）Ud（t）Uhf（t）Uhf（t）3）熄滅交流電弧的基本方法用耐高溫金屬材料制作觸頭采用優(yōu)質(zhì)滅弧介質(zhì)短弧原理滅弧 利用固體介質(zhì)的狹縫滅弧裝置滅弧 用熔解點(diǎn)高、導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量大的耐高溫

11、金屬制作觸頭，可以減少熱電子發(fā)射和電弧中的金屬蒸氣，減弱游離過(guò)程，利于電弧熄滅。如銅鎢合金和銀鎢合金 滅弧介質(zhì)的特性，如導(dǎo)熱系數(shù)、介電強(qiáng)度、熱游離溫度、熱容量等，對(duì)電弧的游離程度有很大影響，這些參數(shù)值越大，去游離作用越強(qiáng)。油、壓縮空氣、SF6氣體、真空 利用一個(gè)金屬滅弧柵將電弧分為多個(gè)短弧，利用近陰極效應(yīng)的方法滅弧。 常用于低壓開關(guān)電器中，如自動(dòng)開關(guān)和電磁接觸器等。 廣泛應(yīng)用于低壓開關(guān)。磁場(chǎng)產(chǎn)生的方法： （1）磁吹線圈與電路串聯(lián) （2）磁吹線圈與電路并聯(lián) （3）永久磁鐵 6.1.2 高壓斷路器 額定電壓為3kV及以上，能夠關(guān)合、承載和開斷運(yùn)行狀態(tài)的正常電流，并能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)關(guān)合、承載和開斷規(guī)定

12、的異常電流（如短路電流、過(guò)負(fù)荷電流）的開關(guān)電器稱為高壓斷路器。2. 高壓斷路器的作用和功能 高壓斷路器具有兩方面的作用：（1）控制作用 （2）保護(hù)作用 高壓斷路器具有以下功能 （1）導(dǎo)電 （2）絕緣 （3）開斷 （4）關(guān)合 根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行要求，將一部分電氣設(shè)備及線路投入或退出運(yùn)行狀態(tài)、轉(zhuǎn)為備用或檢修狀態(tài)。 在電氣設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)繼電保護(hù)裝置及自動(dòng)裝置使斷路器動(dòng)作，將故障部分從電網(wǎng)中迅速切除，防止事故擴(kuò)大，保證電網(wǎng)的無(wú)故障部分得以正常運(yùn)行 在正常的閉合狀態(tài)時(shí)應(yīng)為良好的導(dǎo)體，不僅對(duì)正常的電流，而且對(duì)規(guī)定的短路電流也應(yīng)能承受其發(fā)熱和電動(dòng)力的作用，保持可靠地接通狀態(tài) 相與相之間、相對(duì)地之間及斷

13、口之間具有良好的絕緣性能，能長(zhǎng)期耐受最高工作電壓，短時(shí)耐受大氣過(guò)電壓及操作過(guò)電壓 在閉合狀態(tài)的任何時(shí)刻，應(yīng)能在不發(fā)生危險(xiǎn)過(guò)電壓的條件下，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)安全地開斷規(guī)定的短路電流 6.1.2 高壓斷路器 2. 高壓斷路器的作用和功能 高壓斷路器具有兩方面的作用：（1）控制作用 （2）保護(hù)作用 高壓斷路器具有以下功能 （1）導(dǎo)電 （2）絕緣 （3）開斷 （4）關(guān)合 根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行要求，將一部分電氣設(shè)備及線路投入或退出運(yùn)行狀態(tài)、轉(zhuǎn)為備用或檢修狀態(tài)。 在電氣設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)繼電保護(hù)裝置及自動(dòng)裝置使斷路器動(dòng)作，將故障部分從電網(wǎng)中迅速切除，防止事故擴(kuò)大，保證電網(wǎng)的無(wú)故障部分得以正常運(yùn)行 在正常的

14、閉合狀態(tài)時(shí)應(yīng)為良好的導(dǎo)體，不僅對(duì)正常的電流，而且對(duì)規(guī)定的短路電流也應(yīng)能承受其發(fā)熱和電動(dòng)力的作用，保持可靠地接通狀態(tài) 相與相之間、相對(duì)地之間及斷口之間具有良好的絕緣性能，能長(zhǎng)期耐受最高工作電壓，短時(shí)耐受大氣過(guò)電壓及操作過(guò)電壓 在閉合狀態(tài)的任何時(shí)刻，應(yīng)能在不發(fā)生危險(xiǎn)過(guò)電壓的條件下，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)安全地開斷規(guī)定的短路電流 在開斷狀態(tài)的任何時(shí)刻，應(yīng)能在斷路器觸頭不發(fā)生熔焊的條件下，在短時(shí)間內(nèi)安全地閉合規(guī)定的短路電流。 6.1.2 高壓斷路器 3. 高壓斷路器的基本結(jié)構(gòu) （1）通斷元件 （2）操動(dòng)機(jī)構(gòu) （3）傳動(dòng)機(jī)構(gòu) （4）絕緣支撐元件 （5）基座 通斷元件基座絕緣支撐元件中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)操動(dòng)機(jī)構(gòu) 執(zhí)行

15、接通或斷開電路的任務(wù)。其核心部分是觸頭，而是否具有滅弧裝置或滅弧能力的大小則決定了開關(guān)的開斷能力 向通斷元件提供分、合閘操作的能量，實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定的順序操作，并維持開關(guān)的合閘狀態(tài) 把操動(dòng)機(jī)構(gòu)提供操作能量及發(fā)出的操作命令傳遞給通斷元件 支撐固定通斷元件，并實(shí)現(xiàn)與各結(jié)構(gòu)部分之間的絕緣作用 用于支撐、固定和安裝開關(guān)電器的各結(jié)構(gòu)部分，使之成為一個(gè)整體 4、高壓斷路器的基本類型 高壓斷路器按滅弧介質(zhì)的不同分類（1）油斷路器（2）壓縮空氣斷路器（3）真空斷路器（4）六氟化硫（SF6）斷路器 采用絕緣油作為滅弧介質(zhì)的斷路器。 采用壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)及操作機(jī)構(gòu)能源的斷路器。 在真空中開斷電流，利用真空的高絕緣

16、強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)滅弧的斷路器。 采用具有優(yōu)良滅弧性能的SF6氣體作為滅弧介質(zhì)的斷路器。 5、高壓斷路器的技術(shù)參數(shù) （1）額定電壓（kV） （2）最高工作電壓（kV） （3）額定電流（A） （4）額定短路開斷電流（kA） 保證斷路器長(zhǎng)時(shí)間正常運(yùn)行能承受的工作電壓（線電壓） 我國(guó)采用的額定電壓等級(jí)：3、6、10、35、60、110、220、330、500、750、1000kV等。 通常規(guī)定，220kV及以下設(shè)備，其最高工作電壓為額定電壓的1.15倍；對(duì)于330kV及以上的設(shè)備規(guī)定為額定電壓的1.1倍。 我國(guó)采用的最高電壓有：3.6、7.2、12、40.5、72.5、126、252、363、550、800

17、、1200kV等。 斷路器在規(guī)定的基準(zhǔn)環(huán)境溫度下允許長(zhǎng)期通過(guò)的最大工作電流有效值。 我國(guó)采用的額定電流有：200、400、630、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A等 在額定電壓下，斷路器能可靠開斷的最大短路電流有效值。 當(dāng)電壓不等于額定電壓時(shí)，斷路器能可靠開斷的最大電流，稱為該電壓下的開斷電流 ； 在電壓低于額定電壓時(shí)，開斷電流可以比額定開斷電流大，稱其最大值為極限開斷電流 。5、高壓斷路器的技術(shù)參數(shù) （1）額定電壓（kV） （2）最高工作電壓（kV） （3）額定電流（A）（4）

18、額定短路開斷電流（kA） （5）額定關(guān)合電流（kA） （6）額定熱穩(wěn)定電流（kA） （7）額定動(dòng)穩(wěn)定電流（kA） （8）合閘時(shí)間（s） 在額定電壓下，斷路器能可靠地閉合的最大短路電流峰值。額定關(guān)合電流反映斷路器關(guān)合短路故障的能力，主要決定于斷路器滅弧裝置的性能、觸頭構(gòu)造及操動(dòng)機(jī)構(gòu)的型式。 斷路器在規(guī)定時(shí)間（通常為4s）內(nèi)允許通過(guò)的最大短路電流有效值。 額定熱穩(wěn)定電流表明斷路器承受短路電流熱效應(yīng)的能力，其值等于額定短路開斷電流。 斷路器在閉合狀態(tài)下，允許通過(guò)的最大短路電流峰值，又稱極限通過(guò)電流； 額定動(dòng)穩(wěn)定電流表明斷路器在沖擊短路電流的作用下，承受電動(dòng)力效應(yīng)的能力，它決定于導(dǎo)體和絕緣等部件的機(jī)械

19、強(qiáng)度。 額定動(dòng)穩(wěn)定電流大小等于額定關(guān)合電流，且等于額定短時(shí)耐受電流的2.55倍 斷路器從接到合閘命令（合閘回路通電）起到斷路器觸頭剛接觸時(shí)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間間隔，稱為合閘時(shí)間。 5、高壓斷路器的技術(shù)參數(shù)（9）分閘時(shí)間（s） 分閘時(shí)間是反映斷路器開斷過(guò)程快慢的參數(shù)1）固有分閘時(shí)間t1 2）滅弧時(shí)間t2 3）全分閘時(shí)間tt 指斷路器接到分閘命令起到滅弧觸頭剛分離時(shí)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間 斷路器從接到分閘命令起到斷路器觸頭開斷至三相電弧完全熄滅時(shí)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間間隔。它等于斷路器固有分閘時(shí)間與滅弧時(shí)間之和. 一般為0.060.12S。分閘時(shí)間小于0.06S的斷路器，稱為快速斷路器 觸頭分離到各相電弧完全熄滅所經(jīng)過(guò)的時(shí)間

20、 （10）額定操作順序 根據(jù)實(shí)際運(yùn)行需要制定的對(duì)斷路器的斷流能力進(jìn)行考核的一組標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定操作 順序分為兩類： 1）無(wú)自動(dòng)重合閘斷路器的額定操作順序分為兩類： 一種是發(fā)生永久性故障斷路器跳閘后兩次強(qiáng)送電的情況，即“分180s合分180s合分”；6、高壓斷路器的型號(hào)含義 1234567產(chǎn)品名稱；S少油斷路器，D多油斷路器，L六氟化硫（SF6）斷路器，Z真空斷路器，K壓縮空氣斷路器，Q自產(chǎn)氣斷路器，C磁吹斷路器 安裝地點(diǎn)；N戶內(nèi)型，W戶外型 設(shè)計(jì)序號(hào) 額定電壓（或最高工作電壓）（kV） 補(bǔ)充特性：C手車式，G改進(jìn)型，W防污型，Q防震型 額定電流（A） 額定開斷電流（kA） 例如：ZN2812/125

21、025，表示戶內(nèi)式真空斷路器，設(shè)計(jì)序號(hào)為28，最高工作電壓12kV，額定電流為1250A，額定開斷電流為25kA。（10）額定操作順序 根據(jù)實(shí)際運(yùn)行需要制定的對(duì)斷路器的斷流能力進(jìn)行考核的一組標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定操作順序?？煞譃閮深悾?1）無(wú)自動(dòng)重合閘斷路器的額定操作順序分為兩類： 一種是發(fā)生永久性故障斷路器跳閘后兩次強(qiáng)送電的情況，即“分180s 合分180s合分”； 另一種是斷路器合閘在永久故障線路上跳閘后強(qiáng)送電一次，即“合分15s合分”。 2）能進(jìn)行自動(dòng)重合閘斷路器的額定操作順序?yàn)椤胺?.3s合分180s合分”6.1.3 油斷路器一、油斷路器的滅弧原理 以開斷電路為例，過(guò)程可分為：（1）動(dòng)、靜觸頭分離

22、的瞬間在觸頭之間產(chǎn)生電弧。（2）絕緣油在電弧的高溫作用下，被迅速蒸發(fā)和分解成油蒸汽和其他氣體，在電弧周圍形成混合氣泡。（3）氣體被密封在滅弧室內(nèi)，使滅弧室內(nèi)壓力不斷增高，電弧中游離質(zhì)點(diǎn)的濃度增加，增強(qiáng)了復(fù)合，加強(qiáng)了去游離作用。由于溫度和壓力差，氣泡內(nèi)產(chǎn)生劇烈的擾動(dòng)，加強(qiáng)了對(duì)弧柱的冷卻作用。（4）隨著觸頭間距的增大，電弧被拉長(zhǎng)，在電弧電流過(guò)零時(shí)，斷口間的介質(zhì)強(qiáng)度很快恢復(fù)，使電弧熄滅。約有70%80%是具有強(qiáng)烈冷卻作用和擴(kuò)散作用的氫氣。 以開斷電路為例，過(guò)程可分為：（1）產(chǎn)生電弧。（2）在電弧周圍形成混合氣泡。（3）增強(qiáng)了復(fù)合，加強(qiáng)了去游離作用；加強(qiáng)了對(duì)弧柱的冷卻作用。（4）電弧熄滅。 結(jié)論：油斷

23、路器是一種自能式斷路器，即是利用電弧本身的能量來(lái)熄滅電弧。 采用各種類型的滅弧裝置，可提高介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)速度，縮短燃弧時(shí)間。如橫吹滅弧室、縱吹滅弧室以及縱橫吹滅弧室等。 二、油斷路器的結(jié)構(gòu)類型1.多油斷路器 多油斷路器的觸頭和滅弧系統(tǒng)放置在由鋼板焊接成的裝有大量絕緣油的油箱中，其絕緣油既是滅弧介質(zhì)，又是主要的絕緣介質(zhì)，承受不同的導(dǎo)體之間及導(dǎo)體與地之間的絕緣。 優(yōu)點(diǎn)：多油斷路器通常每相采用兩個(gè)斷口，可靠性較高；油箱內(nèi)可以安裝套管式電流互感器，配套性好；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)易于掌握；對(duì)氣候適應(yīng)性較強(qiáng)，而且價(jià)格低廉。 缺點(diǎn)：用油量多，消耗金屬材料多，體積龐大，維修工作量大。相對(duì)而言，其分、合閘速度低，

24、動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)，開斷電流小。 用途：一般用于偏遠(yuǎn)的、經(jīng)濟(jì)落后的地點(diǎn)。 實(shí)例：DW835型斷路器 斷路器采用三相分箱式結(jié)構(gòu)，三相及操動(dòng)機(jī)構(gòu)裝在一個(gè)公共支架上。 每相由高壓電容套管、套管式電流互感器、靜觸頭、滅弧室、導(dǎo)電橫梁、提升桿、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、油箱、框架和操動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。各相分別裝在單獨(dú)的油箱蓋上，每相兩個(gè)斷口，每個(gè)斷口由一個(gè)電容套管和滅弧室組裝而成。采用縱橫吹滅弧。 電流互感器在電容套管芯外并固定于油箱蓋上，每臺(tái)斷路器可附裝612個(gè)套管式電流互感器。 三相的觸頭傳動(dòng)系統(tǒng)用拉桿連在一起，由一個(gè)操動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)操作。操動(dòng)機(jī)構(gòu)利用直流電磁鐵進(jìn)行合、分閘操作，也可手動(dòng)分閘。操動(dòng)機(jī)構(gòu)箱采用三開門結(jié)構(gòu)，箱內(nèi)裝有電

25、磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)、直流接觸器、保護(hù)合閘線圈的熔斷器、接線端子、電纜出線盒等。箱外裝有緊急手動(dòng)分閘手柄。1油箱蓋；2提升結(jié)構(gòu)；3電容套管；4滅弧室；5電流互感器6油箱；7鐵架；8升降機(jī)構(gòu)；9操動(dòng)機(jī)構(gòu)；10靜觸頭；11罩；12水平拉桿；13垂直拉桿二、油斷路器的結(jié)構(gòu)類型2.少油斷路器 少油斷路器的觸頭和滅弧系統(tǒng)放置在裝有少量絕緣油的絕緣筒中，其絕緣油主要作為滅弧介質(zhì)，只承受觸頭斷開時(shí)斷口之間的絕緣，不作為主要的絕緣介質(zhì)。少油斷路器中不同相的導(dǎo)電部分之間及導(dǎo)體與地之間是利用空氣、陶瓷和有機(jī)絕緣材料來(lái)實(shí)現(xiàn)絕緣。優(yōu)點(diǎn)：油量少，體積小，重量輕，運(yùn)輸、安裝、維修方便。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，產(chǎn)品系列化強(qiáng)。主要技術(shù)參數(shù)比多油斷路

26、器好，動(dòng)作快，可靠性高。價(jià)格優(yōu)勢(shì)很明顯，適用于要求不高的場(chǎng)合。 種類：按安裝地點(diǎn)分為戶內(nèi)式和戶外式兩種。二、油斷路器的結(jié)構(gòu)類型 實(shí)例：（1）SN1010系列戶內(nèi)少油斷路器 SNl010系列少油斷路器基本結(jié)構(gòu)相似，均由框架、傳動(dòng)系統(tǒng)和箱體三部分組成。 1排氣孔蓋；2-注油螺栓；3回油閥；4-上帽裝配； 5-上接線座；6-油位指示計(jì)；7-靜觸座裝配；8-逆止閥；9-彈簧片；10-絕緣套筒；11-上壓環(huán)；12-絕緣環(huán)；13-觸指；14-弧觸指；15-滅弧室裝配；16-下壓環(huán)；17-絕緣筒裝配；18-下接線座裝配；19-滾動(dòng)觸頭；20-導(dǎo)電桿裝配；21-特殊螺栓；22-基座裝配；23-油緩沖器；24-

27、放油螺栓；25-合閘緩沖器；26-軸承座；27-主軸；28-分閘限位器；29-絕緣拉桿；30-支持絕緣子；31-分閘彈簧；32框架裝配框架上裝：分閘彈簧31、支持絕緣子30、分閘限位器28和合閘緩沖器25。傳動(dòng)系統(tǒng)：包括轉(zhuǎn)軸27和絕緣拉桿29。箱體中部裝：滅弧室，采用縱橫吹和機(jī)械油吹聯(lián)合作用的滅弧裝置，通常為三級(jí)橫吹，一級(jí)縱吹。箱體的下部：球墨鑄鐵制成的基座22，基座內(nèi)裝有轉(zhuǎn)軸、拐臂和連板組成的變直機(jī)構(gòu)，變直機(jī)構(gòu)連接導(dǎo)電桿?；虏浚貉b有分閘油緩沖器23和放油螺栓24，分閘油緩沖器在分閘時(shí)起緩沖作用，吸收分閘終了時(shí)的剩余能量。導(dǎo)電回路：電流由上接線座5引入，經(jīng)過(guò)靜觸頭7、導(dǎo)電桿20和滾動(dòng)觸頭1

28、9，從下接線座18引出。 當(dāng)斷路器分、合閘時(shí)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)主軸、絕緣拉桿和基座內(nèi)的變直機(jī)構(gòu)，使導(dǎo)電桿上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)斷路器的分、合閘。二、油斷路器的結(jié)構(gòu)類型（2）SW6110、SW6220系列戶外少油斷路器 戶外少油斷路器主要由底架、支柱絕緣子、傳動(dòng)系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、緩沖器及油位指示器等部分組成。l座架；2支持絕緣子；3三角形機(jī)構(gòu)箱；4滅弧裝置；5傳動(dòng)拉桿；6操動(dòng)機(jī)構(gòu)；7均壓電容器；8支架；9卡固法蘭；10直線機(jī)構(gòu)；11中間機(jī)構(gòu)箱；12導(dǎo)電桿；13放油閥；14玻璃鋼筒；15下襯筒；16調(diào)節(jié)墊；17滅弧片；18襯環(huán)；19調(diào)節(jié)墊；20上襯筒；21靜觸頭；22壓油活塞；23密封墊；24鋁壓圈；

29、25逆止閥；26鐵壓圈；27上法蘭；28接線板；29上蓋板；30安全閥片；31帽蓋；32鋁帽；33銅壓圈；34通氣管；35瓷套，36中間觸頭；37毛氈墊；38下鋁法蘭；39導(dǎo)電板；40M10螺絲；41M12螺母；42導(dǎo)向件；43M14螺絲；44壓油活塞彈簧；45M12螺絲；46膠墊；47壓油活塞裝配 斷路器各斷口單元均為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，每柱由底架、支柱瓷套、中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和兩個(gè)斷口組成，呈“Y”型布置。SW6110型每相為一柱兩個(gè)斷口，SW6220型每相由兩柱四個(gè)斷口串聯(lián)組成。底架：由型鋼焊接而成，上面裝有傳動(dòng)拐臂、油緩沖器和合閘保持彈簧。支柱瓷套：采用彈簧卡固固定，構(gòu)成對(duì)地絕緣，內(nèi)有絕緣油和提升桿。

30、中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：位于支柱瓷套上部的三角箱內(nèi)。滅弧室：主體是一個(gè)高強(qiáng)度環(huán)氧玻璃鋼筒，它起壓緊保護(hù)滅弧室瓷套的作用，也作為開斷時(shí)高壓力的承受件，筒內(nèi)放有隔弧板，組成多油囊的縱吹滅弧室。為了均衡電壓分布，在各斷口上并聯(lián)有均壓電容器。 觸頭座內(nèi)裝有壓油活塞，以提高開斷小電流的性能。導(dǎo)電部分裝有銅鎢合金觸頭、觸指、保護(hù)環(huán)，以提高開斷能力，延長(zhǎng)使用周期。 每相斷路器配用一臺(tái)液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)操動(dòng)，由電氣實(shí)現(xiàn)三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)。三、油斷路器的使用知識(shí)1.檢查和維護(hù) 工程交接驗(yàn)收時(shí)應(yīng)檢查：斷路器固定牢靠，外表清潔完整；電氣連接可靠且接觸良好；無(wú)滲油現(xiàn)象，油位油色正常；斷路器及其操動(dòng)機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)正常，無(wú)卡阻現(xiàn)象；分、合閘指示正

31、確；調(diào)試操作時(shí)，輔助開關(guān)動(dòng)作準(zhǔn)確可靠，觸點(diǎn)無(wú)電弧燒損；瓷套完整無(wú)缺，表面清潔；油漆完整，相色標(biāo)志正確，接地良好。 正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)檢查：油色、油位正常，本體各充油部位不應(yīng)有滲漏；瓷套管清潔，無(wú)破損裂紋、放電痕跡；各連接頭接觸良好，無(wú)發(fā)熱松動(dòng)；絕緣拉桿及拉桿絕緣子完好無(wú)缺；分、合閘機(jī)構(gòu)指示正確；操動(dòng)機(jī)構(gòu)箱蓋關(guān)閉嚴(yán)密；分合閘線圈無(wú)焦臭味，二次線部分無(wú)受潮、銹蝕現(xiàn)象。三、油斷路器的使用知識(shí)2.檢修 檢修周期：油斷路器一般每34年進(jìn)行一次大修，新安裝的斷路器在投運(yùn)一年后應(yīng)進(jìn)行一次大修。 大修項(xiàng)目：斷路器的外部檢查及修前試驗(yàn)，放油；導(dǎo)電系統(tǒng)和滅弧單元的分解檢修；絕緣支撐系統(tǒng)(支持瓷套等)的分解檢修；變直機(jī)構(gòu)

32、和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的分解檢修；基座的檢修；更換密封圈、墊；操動(dòng)機(jī)構(gòu)的檢修；復(fù)裝及調(diào)整試驗(yàn)(包括機(jī)械特性試驗(yàn)和電氣、絕緣試驗(yàn))；除銹刷漆，絕緣油處理注油或換油；清理現(xiàn)場(chǎng)，驗(yàn)收。 小修項(xiàng)目：斷路器外部的檢查和清潔，滲漏油處理；消除運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的缺陷；檢查外部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和彈簧等；檢查所有螺栓、螺帽、開口銷；清掃檢查操動(dòng)機(jī)構(gòu)，加潤(rùn)滑油；預(yù)防性試驗(yàn)。 臨時(shí)性檢修：當(dāng)發(fā)現(xiàn)斷路器有危及安全運(yùn)行的缺陷時(shí)（如回路電阻嚴(yán)重超標(biāo)、接觸部位有明顯過(guò)熱，多油斷路器介質(zhì)損耗因數(shù)值超標(biāo)，少油斷路器直流泄漏電流值超標(biāo)，嚴(yán)重漏油等），或正常操作次數(shù)達(dá)到規(guī)定值時(shí)（達(dá)200次及以上時(shí)或達(dá)到規(guī)定的故障跳閘次數(shù)后），應(yīng)進(jìn)行臨時(shí)性檢修。6.1.4真

33、空斷路器一、真空電弧及有關(guān)概念 1真空 絕對(duì)壓力低于正常大氣壓的氣體稀薄的空間。 2真空度 真空的程度，用氣體的絕對(duì)壓力值來(lái)表示，絕對(duì)壓力值越低表示真空度越高。 3真空斷路器 在真空容器中進(jìn)行電流開斷與關(guān)合的斷路器。 真空間隙氣體稀薄，氣體分子的自由行程大，發(fā)生碰撞游離的機(jī)會(huì)少，擊穿電壓高，絕緣強(qiáng)度高。真空度一般要求在1.3310-31.3310-7Pa之間。4真空中的電弧 真空電弧的形成：在開斷電流時(shí)，隨著觸頭的分離，觸頭接觸面積迅速減少，其電流密度非常大，溫度急劇升高，使接觸點(diǎn)的金屬熔化并蒸發(fā)出大量的金屬蒸汽。由于金屬蒸汽溫度很高，同時(shí)又存在很強(qiáng)的電場(chǎng)，導(dǎo)致強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射和金屬蒸汽的電離，從而

34、發(fā)展成真空電弧。 真空電弧實(shí)質(zhì)：觸頭電極蒸發(fā)出來(lái)的金屬蒸汽導(dǎo)電。 真空電弧的特性主要取決于：觸頭材料及其表面狀況還與剩余氣體的種類、間隙距離和電場(chǎng)的均勻程度有關(guān)。 真空電弧的熄滅：在真空電弧中生成帶電粒子和金屬蒸汽具有很高擴(kuò)散速度的特性，在電弧電流過(guò)零，電弧暫時(shí)熄滅時(shí)，使觸頭間隙介質(zhì)強(qiáng)度能很快恢復(fù)而實(shí)現(xiàn)滅弧的。 真空斷路器觸頭間隙絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)，取決于帶電粒子的擴(kuò)散速度、開斷電流的大小以及觸頭的面積、形狀和材料等因素。 在燃弧區(qū)域施加橫向磁場(chǎng)和縱向磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)電弧高速擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，可以提高介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)速度，還能減輕觸頭的燒損程度，提高使用壽命。二、真空斷路器的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1觸頭間隙小，整機(jī)體積小，操

35、動(dòng)機(jī)構(gòu)功率小，重量輕。2操作時(shí)噪聲小，不會(huì)污染。3開斷能力強(qiáng)，開斷電流大，熄弧時(shí)間短，開斷次數(shù)多，使用壽命長(zhǎng)。4介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)迅速快，適合于頻繁操作，多次重合閘。5介質(zhì)不會(huì)老化，不更換，維護(hù)工作量小。6使用安全，能適用于各種不同的場(chǎng)合，特別是危險(xiǎn)場(chǎng)所。7觸頭部分完全密封，工作可靠，通斷性能穩(wěn)定。8滅弧室安裝調(diào)試簡(jiǎn)單、方便。缺點(diǎn)：1開斷感性負(fù)載或容性負(fù)載時(shí)，容易引起過(guò)電壓。2觸頭采用對(duì)接式結(jié)構(gòu)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)使用彈簧，容易產(chǎn)生合閘彈跳與分閘反彈。 合閘彈跳會(huì)產(chǎn)生較高的過(guò)電壓，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，還會(huì)使觸頭燒損，甚至熔焊，特別在投入電容器組產(chǎn)生涌流時(shí)及短路關(guān)合的情況下更加嚴(yán)重。 分閘反彈會(huì)減小弧后觸頭間距

36、，導(dǎo)致弧后的重?fù)舸?，后果十分?yán)重。3對(duì)密封工藝、制造工藝要求很高，價(jià)格較高。三、真空斷路器的過(guò)電壓及限制措施 1過(guò)電壓產(chǎn)生的原因 當(dāng)真空電弧電流減小時(shí)，提供的金屬蒸汽不夠充分和穩(wěn)定，難以維持真空電弧的穩(wěn)定燃燒，真空電弧通常不在電流自然過(guò)零時(shí)熄滅，而是在過(guò)零前的某一電流值突然熄滅。隨著電弧的熄滅，電流也突然降至零，這一現(xiàn)象稱為截流，該電流稱作截?cái)嚯娏?。在感性電路中，截流將引起操作過(guò)電壓。 截?cái)嚯娏髋c電弧電流、負(fù)載特性、觸頭材料及磁場(chǎng)方向等因素有關(guān)。2限制截流過(guò)電壓的措施 在電容器組并聯(lián)金屬氧化物避雷器（MOA）；并聯(lián)電容器或RC阻容吸收裝置。四、真空滅弧室的基本結(jié)構(gòu) 真空斷路器主要由真空滅弧室、

37、支架和操動(dòng)機(jī)構(gòu)三部分組成。 真空滅弧室是真空斷路器的核心元件，具有開斷、導(dǎo)電和絕緣的功能，主要由絕緣外殼、動(dòng)靜觸頭、屏蔽罩和波紋管組成 。 真空滅弧室的性能主要取決于觸頭材料和結(jié)構(gòu)，還與屏蔽罩的結(jié)構(gòu)、滅弧室的材質(zhì)以及制造工藝有關(guān)。1.絕緣外殼：既是真空容器，又是動(dòng)靜觸頭間的絕緣體。 作用：支持動(dòng)靜觸頭和屏蔽罩等金屬部件，與這些部件氣密地焊接在一起，以確保滅弧室內(nèi)的高真空度。 絕緣外殼材料：硬質(zhì)玻璃、氧化鋁陶瓷或微晶玻璃。2.觸頭：既是關(guān)合時(shí)的通流元件，又是開斷時(shí)的滅弧元件。觸頭材料：銅鉍合金和銅鉻合金。觸頭的結(jié)構(gòu)形式：采用對(duì)接式結(jié)構(gòu)，有三種類型，即平板觸頭、橫向磁場(chǎng)觸頭和縱向磁場(chǎng)觸頭，如圖所示

38、。這些觸頭的共同特點(diǎn)是利用磁場(chǎng)力使真空電弧很快地運(yùn)動(dòng)，防止在觸頭上產(chǎn)生需要長(zhǎng)時(shí)間冷卻的受熱區(qū)域。動(dòng)畫點(diǎn)擊四、真空滅弧室的基本結(jié)構(gòu)（a）平板觸頭；（b）杯狀觸頭（橫磁場(chǎng)）；（c）螺旋觸頭（橫磁場(chǎng)）；（d）縱磁場(chǎng)觸頭；（e）縱磁場(chǎng)觸頭 平板觸頭:如圖（a）所示，現(xiàn)已被淘汰，使用較多的是橫向磁場(chǎng)觸頭和縱向磁場(chǎng)觸頭。 橫向磁場(chǎng)觸頭：利用電流流過(guò)觸頭時(shí)產(chǎn)生的橫向磁場(chǎng)驅(qū)使電弧在觸頭表面運(yùn)動(dòng)的觸頭。主要類型有螺旋觸頭(用于開斷小于40kA的電流，近年來(lái)趨于淘汰)如圖（c）所示和杯狀觸頭(可以開斷40kA以上的電流)如圖（b）所示。 縱向磁場(chǎng)觸頭：利用在磁場(chǎng)間隙中呈現(xiàn)的縱向磁場(chǎng)來(lái)提高開斷能力的觸頭。適合開斷大

39、電流的需要，其開斷電流可以達(dá)到70kA，在實(shí)驗(yàn)室已高達(dá)200kA?？v向磁場(chǎng)觸頭分為線圈型觸頭和杯狀觸頭，如圖（d）、（e）所示。 動(dòng)、靜觸頭分別焊在動(dòng)、靜導(dǎo)電桿上，用波紋管實(shí)現(xiàn)密封。動(dòng)觸頭位于滅弧室的下部，在機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)力的作用下，能在滅弧室內(nèi)沿軸向移動(dòng)，完成分、合閘。在與動(dòng)觸頭連接的導(dǎo)電桿周圍和外殼之間裝有導(dǎo)向管。用以保證動(dòng)觸頭在上、下方向準(zhǔn)確地運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向管采用低摩擦力的絕緣材料制作。 四、真空滅弧室的基本結(jié)構(gòu)3屏蔽罩 屏蔽罩種類：主屏蔽罩、波紋管屏蔽罩和均壓屏蔽罩。 屏蔽罩的材料：采用銅或鋼制成，要求具有較高的熱導(dǎo)率和優(yōu)良的凝結(jié)能力。 主屏蔽罩：裝設(shè)在觸頭的周圍，一般固定在絕緣外殼內(nèi)的中部。

40、波紋管屏蔽罩：包在波紋管的周圍，防止金屬蒸汽濺落在波紋管上，影響波紋管的工作和降低其使用壽命。 均壓屏蔽罩：裝設(shè)在觸頭附近，用于改善觸頭間的電場(chǎng)分布。 防止燃弧過(guò)程中觸頭間產(chǎn)生的大量金屬蒸汽和金屬顆粒噴濺到絕緣外殼的內(nèi)壁，導(dǎo)致外殼的絕緣強(qiáng)度降低或閃絡(luò)。 改善滅弧室內(nèi)部電場(chǎng)的均勻分布，降低局部電場(chǎng)強(qiáng)度，提高絕緣性能，有利于促進(jìn)真空滅弧室小型化。 吸收部分電弧能量，冷卻和凝結(jié)電弧生成物，有利于提高電弧熄滅后間隙介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)速度，這對(duì)于增大滅弧室的開斷能力起到很大作用。4波紋管 用于保證動(dòng)觸頭在一定行程范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，不破壞滅弧室的密封狀態(tài)。 材料：通常采用不銹鋼。 結(jié)構(gòu)：液壓成形和膜片焊接兩種。

41、波紋管是真空滅弧室中最易損壞的部件，真空斷路器觸頭每分合一次，波紋管便產(chǎn)生一次機(jī)械變形，長(zhǎng)期頻繁和劇烈的變形容易使波紋管因材料疲勞而損壞，其金屬的疲勞壽命，決定了真空滅弧室的機(jī)械壽命。五、真空斷路器實(shí)例 1.戶內(nèi)型真空斷路器 戶內(nèi)真空斷路器的總體結(jié)構(gòu)可分為：懸臂式和落地式兩種基本形式。 ZN2812系列真空斷路器采用中間封接式縱磁場(chǎng)真空滅弧室。 按照總體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為兩類： 整體式：斷路器本體與操動(dòng)機(jī)構(gòu)一起安裝在箱形固定柜和手車柜中，即ZN2812系列； 分體式：斷路器本體與操動(dòng)機(jī)構(gòu)分離安裝在固定柜中，即ZN28A12系列。特別適合于舊柜無(wú)油化改造工程。ZN2812整體式真空斷路器總體結(jié)構(gòu)為落

42、地式 。1開距調(diào)整墊片；2觸頭壓力彈簧；3彈簧座；4接觸行程調(diào)整螺栓；5拐臂；6導(dǎo)向板；7導(dǎo)電夾緊固螺栓；8動(dòng)支架；9螺釘；10真空滅弧室；11固定螺栓；12絕緣子；13絕緣子固定螺栓；14靜支架；15主軸；16分閘拉簧；17輸出桿；18機(jī)構(gòu)；19面板 每個(gè)真空滅弧室由一只落地絕緣子和一只懸掛絕緣子固定，真空滅弧室旁有一棒形絕緣子支撐。真空滅弧室上下鋁合金支架既是輸出接線的基座又兼起散熱作用。在滅弧室上支架的上端面，安裝有黃銅制作的導(dǎo)向板，使導(dǎo)電桿在分閘過(guò)程中對(duì)中良好。觸頭彈簧裝設(shè)在絕緣拉桿的尾部。操動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)主軸和絕緣轉(zhuǎn)軸等部位均設(shè)置滾珠軸承，用于提高效率。 ZN28A12（鏈接圖片）固定

43、開關(guān)柜專用分體式真空斷路器，總體結(jié)構(gòu)為懸臂式 。l開距調(diào)整墊片；2觸頭壓力彈簧；3彈簧座；4接觸行程調(diào)整螺栓；5拐臂；6導(dǎo)向板；7導(dǎo)電夾緊固螺栓；8動(dòng)支架；9螺釘；10真空滅弧室；11真空滅弧室固定螺栓；12絕緣子；13絕緣子固定螺栓；14靜支架；15主軸；16分閘拉簧 主導(dǎo)電回路、真空滅弧室與斷路器機(jī)架前后布置。真空滅弧室用兩只水平布置的懸臂絕緣子固定在機(jī)架的前面，主軸、分閘彈簧、緩沖器等部件安裝在機(jī)架內(nèi)。主軸通過(guò)絕緣拉桿、拐臂與真空滅弧室動(dòng)導(dǎo)電桿連接，并從機(jī)架側(cè)面伸出，與傳動(dòng)系統(tǒng)相連。五、真空斷路器實(shí)例ZN28-10真空斷路器五、真空斷路器實(shí)例2.戶外型真空斷路器 戶外真空斷路器一般采用落

44、地式結(jié)構(gòu)，可分為箱式（仿多油斷路器結(jié)構(gòu)）和支柱式（仿少油斷路器結(jié)構(gòu)）。 ZW3212型戶外支柱式真空斷路器 斷路器由真空滅弧室、上下絕緣罩、箱體、操動(dòng)機(jī)構(gòu)、隔離開關(guān)、電流互感器及驅(qū)動(dòng)部件等組合而成。斷路器為直立安裝，三相真空滅弧室分別封閉在三組絕緣罩內(nèi)，絕緣罩（采用聚氨脂密封材料，內(nèi)部采用新型的發(fā)泡灌封材料）固定在箱體上，箱體內(nèi)安裝彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)，電流互感器安裝在下出線端上，操作杠桿在箱體正面。 斷路器同時(shí)具備電動(dòng)和手動(dòng)操作，可配置智能開關(guān)控制器，設(shè)有三段式過(guò)流保護(hù)、零序保護(hù)、重合閘、低電壓、過(guò)電壓保護(hù)等多種功能，支持多種通訊協(xié)議，允許選用多種通訊方式構(gòu)成通訊網(wǎng)，即可對(duì)開關(guān)進(jìn)行本地手動(dòng)或遙控操作

45、，又可通過(guò)通訊網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制。五、真空斷路器實(shí)例ZW32-12真空斷路器六、新型真空斷路器簡(jiǎn)介 標(biāo)準(zhǔn)型真空斷路器特大容量真空斷路器低過(guò)電壓真空斷路器頻繁操作斷路器超頻繁型真空斷路器經(jīng)濟(jì)型真空斷路器多功能真空斷路器同步真空斷路器智能化真空斷路器短路開斷電流一般為2550kA，一般用途 。 短路開斷電流達(dá)6380kA及以上，用于發(fā)電機(jī)保護(hù) 。 用于開斷感性負(fù)荷，不用加過(guò)電壓吸收裝置，采用新開發(fā)觸頭材料，將過(guò)電壓限制至常規(guī)值的十分之一 。 操作次數(shù)56萬(wàn)次，用于投切電容的無(wú)重?fù)舸┱婵諗嗦菲?。操作次數(shù)1015萬(wàn)次。 開斷電流1625kA，用于一般場(chǎng)合。 實(shí)現(xiàn)三工位（合分隔離）或四工位（合分隔離接地）

46、等功能 。 又叫選相真空斷路器或受控真空斷路器，在電壓或電流最有利時(shí)刻關(guān)合或開斷?？山档碗娋W(wǎng)瞬態(tài)過(guò)電壓負(fù)荷，改善電網(wǎng)供電質(zhì)量，提高斷路器電壽命及性能，簡(jiǎn)化電網(wǎng)設(shè)計(jì)，降低整個(gè)系統(tǒng)費(fèi)用 。 把計(jì)算機(jī)加入機(jī)械系統(tǒng)，使開關(guān)系統(tǒng)有了“大腦”，再加入“傳感器”采集信息，用光纖傳導(dǎo)信息，使開關(guān)系統(tǒng)有了“知覺”，大腦根據(jù)“知覺”做出判斷與決定，使系統(tǒng)有了“智能”。 七、真空斷路器的使用知識(shí) 1檢查 2、檢修 3真空度的檢測(cè)方法4真空斷路器的調(diào)整 真空斷路器通常采用整體安裝，在安裝前一般不需要進(jìn)行拆卸和調(diào)整。真空斷路器安裝完畢，應(yīng)按要求進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)、機(jī)械特性的測(cè)試和操動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作試驗(yàn)。 驗(yàn)收時(shí)檢查：斷路器安

47、裝應(yīng)固定牢靠，外表清潔完整；電氣連接應(yīng)可靠且接觸良好；真空斷路器與其操動(dòng)機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)應(yīng)正常，無(wú)卡阻；分、合閘指示正確，輔助開關(guān)動(dòng)作應(yīng)準(zhǔn)確可靠，觸點(diǎn)無(wú)電弧燒損；滅弧室的真空度應(yīng)符合產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)定；絕緣部件、瓷件應(yīng)完整無(wú)損；并聯(lián)電阻、電容值應(yīng)符合產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)定；油漆應(yīng)完整、相色標(biāo)志正確，接地良好。 運(yùn)行后應(yīng)定期檢查：真空斷路器的絕緣子、絕緣桿及滅弧室外殼應(yīng)經(jīng)常保持清潔；操動(dòng)機(jī)構(gòu)和其他傳動(dòng)部分應(yīng)保持有干凈的潤(rùn)滑油，動(dòng)作靈活；對(duì)變形、磨損嚴(yán)重的零部件應(yīng)及時(shí)更換；定期檢查緊固件，防止松動(dòng)、斷裂和脫落。定期檢查真空滅弧室的真空度，有異?，F(xiàn)象應(yīng)立即更換；檢查觸頭的開距及超行程，小于規(guī)定值時(shí)，必須按要求進(jìn)行調(diào)整

48、；檢查真空滅弧室動(dòng)導(dǎo)電桿在合、分過(guò)程中有無(wú)阻滯現(xiàn)象，斷路器在儲(chǔ)能狀態(tài)時(shí)限位是否可靠；檢查輔助開關(guān)、中間繼電器及微動(dòng)開關(guān)的觸頭接觸是否正常，其燒灼部分應(yīng)整修或調(diào)換，輔助開關(guān)的觸頭超行程應(yīng)保持合格范圍。 真空斷路器本體不需檢修，真空滅弧室損壞或壽命終止時(shí)只能更換。更換滅弧室應(yīng)該注意： 滅弧室的安裝質(zhì)量，以保證動(dòng)導(dǎo)電桿與滅弧室軸線的同軸； 波紋管做開斷與關(guān)合操作時(shí)，不受扭力，不應(yīng)與任何部位相摩擦； 動(dòng)導(dǎo)電桿運(yùn)動(dòng)軌跡平直，任何時(shí)候不會(huì)在波紋管周圍產(chǎn)生電火花； 在安裝和調(diào)整時(shí)須特別注意對(duì)波紋管的保護(hù)，波紋管的壓縮拉伸量不得超過(guò)觸頭允許的極限開距； 滅弧室端面上的壓環(huán)各個(gè)方向上的受力要均勻。 火花檢漏計(jì)法

49、、觀察法、交流耐壓法、放電電流檢測(cè)法、中間電位變化檢測(cè)法、真空度測(cè)試儀測(cè)定等。行程開距調(diào)整：真空斷路器的觸頭開距可通過(guò)調(diào)節(jié)分閘限位螺釘?shù)母叨然蚓彌_墊的厚度，調(diào)節(jié)導(dǎo)電桿連接件長(zhǎng)度，可以使導(dǎo)桿的總行程達(dá)到規(guī)定值。接觸行程調(diào)整：通過(guò)調(diào)節(jié)絕緣拉桿連接頭與真空滅弧室動(dòng)導(dǎo)電桿的螺紋實(shí)現(xiàn)。三相同步性調(diào)整：用三相同步指示燈或其他儀器檢查。分合閘速度調(diào)整：操作機(jī)構(gòu)分合閘速度一般不需要作調(diào)整。分合閘速度用分閘彈簧來(lái)調(diào)整，彈簧力越大，分閘速度越快，合閘速度相應(yīng)變慢；相反則反。6.1.5 SF6斷路器一、六氟化硫氣體的特性 六氟化硫氣體（SF6）是由兩位法國(guó)化學(xué)家于1900年合成的，它所具有的優(yōu)良的滅弧和絕緣性能，六

50、氟化硫斷路器的優(yōu)良性能得益于SF6氣體。1SF6氣體的物理特性2SF6氣體的化學(xué)特性3SF6氣體的電氣特性4SF6氣體的分解特性 在標(biāo)準(zhǔn)條件下，SF6為無(wú)色、無(wú)味的氣體，難溶于水和油，容易液化，SF6的工作壓力為0.20.7MPa。SF6氣體比空氣重，有向低處積聚的傾向。 SF6氣體在常溫（低于500）下是一種化學(xué)性能非常穩(wěn)定的惰性氣體。在通常條件下對(duì)電氣設(shè)備中常用的金屬和絕緣材料是不起化學(xué)作用的，它不侵蝕與它接觸的物質(zhì)。 具有優(yōu)異的絕緣性能，在均勻電場(chǎng)中，SF6氣體的絕緣強(qiáng)度為空氣的2.53倍；具有優(yōu)異滅弧性能，SF6氣體的滅弧能力為空氣的100倍，開斷能力大約為空氣的23倍。這是由于SF6

51、氣體及其分解物具有極強(qiáng)的電負(fù)性，它不僅具有優(yōu)良的絕緣特性，還具有獨(dú)特的熱特性和電特性。電流過(guò)零前的截流小，能避免產(chǎn)生較高的過(guò)電壓。 SF6氣體的分解主要有三種情況，即在電弧作用下的分解；在電暈、火花和局部放電下的分解；在高溫下的催化分解。 SF6氣體在斷路器操作中和出現(xiàn)內(nèi)部故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同量的分解物，高毒性的分解物，（如SF4、S2F2、S2F10、SOF2、HF及SO2）會(huì)刺激皮膚、眼睛、粘膜，如果大量吸入，還會(huì)引起頭暈和肺水腫。 純SF6氣體無(wú)腐蝕，但其分解物遇水后會(huì)變成腐蝕性強(qiáng)的電解質(zhì)，會(huì)對(duì)設(shè)備內(nèi)部某些材料造成損害及運(yùn)行故障。（玻璃、瓷、絕緣紙及類似材料易受損害） 采用合適的材料和采取

52、合理的結(jié)構(gòu)，可以排除潮氣和防止腐蝕。在設(shè)備運(yùn)行中可以采用吸附劑（如氧化鋁、堿石灰、分子篩或它們的混合物）清除設(shè)備內(nèi)的潮氣和SF6氣體的分解物。二、SF6斷路器的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：1開斷短路電流大，一般能達(dá)到4050kA以上，最高可以達(dá)到80kA。2載流量大（額定電流可達(dá)12000A），觸頭的燒損小，電氣壽命長(zhǎng)。3SF6氣體介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度快，開斷近區(qū)故障的性能好，開斷電容電流時(shí)不產(chǎn)生重燃，通常不加并聯(lián)電阻就能夠可靠地切斷各種故障而不產(chǎn)生過(guò)電壓，可降低設(shè)備的絕緣水平。4SF6斷路器的采用全密封結(jié)構(gòu)，減少了設(shè)備事故的可能性，使用安全，運(yùn)行可靠性高。5SF6斷路器沒有爆炸和火災(zāi)的危險(xiǎn)。噪聲低、無(wú)污染、無(wú)公

53、害，安全性較高。6SF6斷路器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，體積減小，能大幅度地減小占地面積。7安裝調(diào)試簡(jiǎn)單方便，施工周期較短，220kV的SF6斷路器只需23小時(shí)就可裝好。8檢修周期長(zhǎng)，日常維護(hù)工作量極小，年運(yùn)行費(fèi)用大為降低。缺點(diǎn)：1制造工藝要求高，制造成本高，價(jià)格昂貴。2SF6氣體處理和管理工藝復(fù)雜，要有完備的氣體回收、分析測(cè)試設(shè)備，工藝要求高。三、SF6斷路器的滅弧室1.壓氣式SF6斷路器的滅弧室 壓氣式SF6斷路器滅弧室的可動(dòng)部分帶有壓氣裝置，在開斷過(guò)程中利用操作機(jī)構(gòu)帶動(dòng)活塞和氣缸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，壓縮SF6氣體形成氣體吹弧而熄滅電弧。對(duì)操作功率要求大。 壓氣式SF6斷路器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，斷路器內(nèi)的SF6氣體只有

54、一種壓力，又稱單壓式。工作壓力一般為0.6MPa。壓氣式SF6斷路器主要用于252kV以上電壓等級(jí)。 按滅弧室結(jié)構(gòu)可分：為變開距和定開距。 變開距滅弧室：在滅弧過(guò)程中，觸頭的開距是變化的。 變開距滅弧室按吹弧方式分為單向縱吹（適用于中小容量斷路器）和雙向縱吹（高壓大容量斷路器）。1主靜觸頭；2弧靜觸頭；3噴嘴；4弧動(dòng)觸頭；5主動(dòng)觸頭；6壓氣缸；7逆止閥；8壓氣室；9固定活塞；10中間觸頭觸頭系統(tǒng)：包括工作觸頭、弧觸頭和中間觸頭。主噴口：用聚四氟乙烯或以聚四氟乙烯為主的填料制成的復(fù)合材料等絕緣材料制成。逆止閥的作用：使分閘過(guò)程中壓氣室的氣體集中向噴嘴吹弧，而在合閘過(guò)程中不致在壓氣室形成真空。特點(diǎn)

55、：變開距滅弧室內(nèi)的氣體利用率高。斷口電壓可做得較高（斷口間隙可達(dá)150160mm），但開斷電流受到限制。絕緣噴嘴易被電弧燒傷，會(huì)影響弧隙的介質(zhì)強(qiáng)度。定開距滅弧室：斷路器的觸頭由兩個(gè)帶嘴的空心靜觸頭3、5和動(dòng)觸頭2組成。在關(guān)合時(shí)，動(dòng)觸頭2跨接于靜觸頭3、5之間，構(gòu)成電流通路；開斷時(shí)，斷路器的弧隙由兩個(gè)靜觸頭保持固定的開距。1壓氣罩；2動(dòng)觸頭；3靜觸頭；4壓氣室；5-靜觸頭；6-固定活塞；7-拉桿特點(diǎn)：噴口采用耐電弧性能好的金屬或石墨等導(dǎo)電材料制成。滅弧室斷口電場(chǎng)均勻，滅弧開距小， （126kV的斷路器只有30mm）電弧能量較小，熄弧能力強(qiáng)，燃弧時(shí)間短，可以開斷很大的短路電流。但是壓氣室的體積較大

56、。三、SF6斷路器的滅弧室2.自能式SF6斷路器 利用電弧自身的能量來(lái)熄滅電弧的斷路器，可減少對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作功率的要求，可以提高斷路器的可靠性。自能式SF6斷路器 旋轉(zhuǎn)式 熱膨脹式 混合式 利用設(shè)置在靜觸頭附近的磁吹線圈在開斷電流時(shí)自動(dòng)地被電弧串接進(jìn)回路，被開斷電流流過(guò)線圈，在動(dòng)、靜觸頭之間產(chǎn)生磁場(chǎng)，電弧在磁場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，電弧在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中不斷地接觸新鮮的SF6氣體，使電弧受到冷卻而熄滅。 利用電弧本身的能量，加熱滅弧室內(nèi)的SF6氣體，建立高壓力，形成壓差，并通過(guò)噴口釋放，產(chǎn)生強(qiáng)力氣流吹弧，從而達(dá)到冷卻和吹滅電弧的目的。 將幾種滅弧原理同時(shí)應(yīng)用在斷路器的滅弧室中。如旋弧熱膨脹，壓氣熱膨脹，

57、壓氣旋弧，旋弧熱膨脹助吹。四、SF6斷路器的附件2.起監(jiān)視作用，一般采用彈簧管式壓力表。 3.利用壓力來(lái)控制有關(guān)指令和信號(hào)的輸出，用于控制操動(dòng)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止，輸出閉鎖斷路器分閘、合閘、重合閘的指令。 8. 用于電動(dòng)機(jī)油泵或空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的一種安全保護(hù)裝置，當(dāng)油壓或氣壓超過(guò)規(guī)定的最高壓力值時(shí)，機(jī)構(gòu)裝置動(dòng)作，泄壓至規(guī)定的壓力值時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。 5.測(cè)量SF6氣體的專用表計(jì)，起監(jiān)視作用，帶指針及有刻度。有的SF6氣體密度表也帶有電觸點(diǎn)，兼作密度繼電器使用。 9. 用來(lái)測(cè)量SF6氣體的專用表計(jì)，起控制和保護(hù)作用，不帶指針及刻度。 7.用于降低斷路器觸頭間弧隙的恢復(fù)電壓速度，提高近區(qū)故障開斷能力，裝

58、設(shè)在63kV及以上電壓等級(jí)的單斷口SF6斷路器。 1.限制合閘或分閘以及重合閘過(guò)程中的過(guò)電壓，改善斷路器的使用性能。 4.主要由過(guò)濾罐和吸附劑組成。 10.活性炭、分子篩、氧化鋁、硅膠。6.分為壓力釋放閥和防爆膜。氣體壓力表壓力繼電器安全閥氣體密度表密度繼電器并聯(lián)電容并聯(lián)電阻凈化裝置吸附劑壓力釋放裝置五、SF6斷路器的結(jié)構(gòu)類型 1.瓷柱式SF6斷路器 1-并聯(lián)電容；2-端子；3-滅弧室瓷套；4-支持瓷；5-合閘電阻；6-滅弧室；7-絕緣拉桿；8-操動(dòng)機(jī)構(gòu)箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：滅弧室安裝在高強(qiáng)度瓷套中，用空心瓷柱支承和實(shí)現(xiàn)對(duì)地絕緣。滅弧室和絕緣瓷柱內(nèi)腔相通，充有相同壓力的SF6氣體，通過(guò)控制柜中的密度繼電

59、器和壓力表進(jìn)行控制和監(jiān)視。穿過(guò)瓷柱的絕緣拉桿把滅弧室的動(dòng)觸頭和操動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)桿連接起來(lái)，通過(guò)絕緣拉桿帶動(dòng)觸頭完成斷路器的分合操作。優(yōu)點(diǎn)：系列性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用氣量少，單斷口電壓高、開斷電流大、運(yùn)動(dòng)部件少，價(jià)格相對(duì)便宜，運(yùn)行可靠性高和檢修維護(hù)工作量小。缺點(diǎn)：重心高，抗震能力較差，且不能加裝電流互感器，使用場(chǎng)所受到一定限制。“I”形布置 一般用于220kV及以下的單柱單斷口斷路器 “Y”形布置 一般用于220kV及以上的單柱雙斷口斷路器 “T”形布置 一般用于220kV及以上特別是500kV的單柱雙斷口斷路器 五、SF6斷路器的結(jié)構(gòu)類型瓷柱式SF6斷路器五、SF6斷路器的結(jié)構(gòu)類型2.罐式SF6斷路

60、器1套管；2支持絕緣子；3電流互感器；4靜觸頭；5動(dòng)觸頭；6噴口工作缸；7檢修窗；8絕緣操作桿；9油緩沖器；10合閘彈簧；11操作桿結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：滅弧室安裝在接地的金屬罐中，高壓帶電部分用絕緣子支持，對(duì)箱體的絕緣主要靠SF6氣體。絕緣操作桿穿過(guò)支承絕緣子，把動(dòng)觸頭與機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)軸連接起來(lái)，在兩個(gè)出線套管的下部都可安裝電流互感器。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)重心低，抗震性能好，滅弧斷口間電場(chǎng)較好，斷流容量大，可以加裝電流互感器，還能與隔離開關(guān)、接地開關(guān)、避雷器等融為一體，組合成復(fù)合式開關(guān)設(shè)備。借助于套管引線，基本上不用改裝就可以用于全封閉組合電器之中。缺點(diǎn)：罐體耗用材料多，用氣量大，系列性差，難度較大，造價(jià)比較昂貴。五、