我国高压断路器发展_电力/水利_工程科技_专业资料。. 我国高压断路器的现状及发展趋势 0.引言 高压断路器又叫高压开关，具有足够的开断能力和灭弧能力， 它不仅可以切断与闭合高压电路的空载电流和负载电流，而且当 系统发生故障时，它和保护装置、自动装置相
. 我国高压断路器的现状及发展趋势 0.引言 高压断路器又叫高压开关，具有足够的开断能力和灭弧能力， 它不仅可以切断与闭合高压电路的空载电流和负载电流，而且当 系统发生故障时，它和保护装置、自动装置相配合，可以迅速地 切除故障电流，以减少停电范围，防庄事故扩大，对于保证电力 系统的安全运行，具有极其重要的意义 高压断路器经历了油断路器、压缩空气断路器、线 断路器在七十年代初被广泛采用，它 是以六氟化硫作为灭弧介质，这种断路器的切断能力大，在自由 开断情况下，其切断能力比其他断路器高 10 倍左右。在电力系 统的稳定和安全运行发挥着重要的作用，在经济效益和社会效益 方面也具有非常重要的意义 1.SF6 断路器的性能 SF6 断路器是利用 SF6 气体为绝缘介质和灭弧介质的无油化 开关设备，其绝缘性能和灭弧特性都大大高于油断路器。六氟化 硫断路器具有以下特点 1)灭弧能力强、介质强度高、单元断口耐压值高，因而在同 一额定电压等级下，所需要的申联断口数减少，提高了产品的经 济性能 2)电气寿命长。50kA 满容量连续开断可达 19 次，累计开断 . . 电流可达 4200kA，检修周期长，适于频繁操作 3)开断性能好。由于 SF6 气体的电负性，使之具有强烈的吸 附自由电子的能力。电离的等离子体扩散受到约束，从而使离子 复合很有效。开断电流大，已达 80-100kA，甚而 200kA,熄弧时间 短，一般为 5-15ms。同时反相开断、近区故障、空载长线、空 变等开断性能也好 4)绝缘性能高。SF6 绝缘强度约为空气的 5-10 倍 5)SF6 气体是无色、无味、无毒的，不易燃烧，而且不易与 其它物质发生反应的很稳定的气体。另外当断路器断开时，被电 弧加热所引起的压力升高极小，因此运行可靠，不会发生爆炸事 故 2.高压 S F6 断路器的发展 2.1 双压式 SF6 断路器 在断路器内设置两个 SF6 气体系统(高压系统与低压系统)， 只是在分闸过程，才通过控制吹气阀门使高压室流向低压室形成 高压气流。分断完毕，吹气阀门关闭。其灭弧室原理是在高压室 与低压室间有压气泵、管道相联，当高压室气压降低或低压室气 压升高到一定限度时，压气泵启动，把低压室的 SF。气体打到高 压室，形成气体的自动封闭循环系统。 2.2 单压式 SF。断路器 单压式结构简单，适应环境温度范围广。压气式也经历了一 个发展过程:从吹弧看，第一代单压式为单吹结构，开断电流小。 . . 第二代单压式为双吹结构，开断电流增至(40 - 50kA )，断口电压 仍低，一般 252kV 产品为双断口。第三代单压式为双吹结构并辅 以热膨胀效应(混合灭弧)。开断电流大，增至 63kA，断口电压高， 单断口可做到 252kV,363kV,420kV 甚至 550kV 单压式的发展，从灭弧室看，采用了更小的压气活塞。灭弧 室活塞缩小带来的优点: 1)使产品开断过程的整个运动系统质量减小; 2)使产品的操作功率减小; 3)使产品的缓冲变得容易，机械寿命长 2.3 自能式 SF6 断路器 自能式 SF6 断路器有两种灭弧原理:热膨胀原理;旋弧原理。 目前绝大多数自能式断路器利用热膨胀原理。自能式原理是利用 电弧能量加热膨胀室的 SF6 气体，建立压力，形成气流，熄灭电 弧。但在开断小电流时，因电弧能量小，需要加一个小活塞压气， 形成助吹。由于操作功的大大减小，这样可采用结构简单的弹簧 操动机构。目前热膨胀式已发展到第二代。第一代产品是通过减 小灭弧所需压气能量而达到减少操作功的效果。压气活塞直径是 按开断 30%最大故障电流设计的，而且运动质量也小，这就减小 了操作功。第二代产品更加完善热膨胀效应，提高开断性能，既 改善了开断容性电流，又进一步减小了操作功 2.4 智能式 SF6 断路器 现代高压断路器现代化的又一个特点是断路器智能化，即由 . . 传统的机电系统发展成以计算机为核心的现代智能化系统。当前 对高压断路器在线)控制和辅助回路; 5)动力传动链 通过这此检测可发现 90%以上的故障，在线检测可使断路器 从定期检修变为实时状态检修 3.瓷柱式与罐式 SF6 断路器及其应用 我国最早应用 SF6 断路器，是在 1970 年东北电管局从国外 引进了 3 台西门子公司生产的 H-912 型 220KV 双压瓷相式 SF6 断 路器安装于沈阳虎石台一次变电站，如今运行良好。高压六氟化 硫断路器按照结构分为瓷相式与罐式两种，二者对比，它们都有 各自的特点 1)瓷相式和罐式高压 SF6 断路器，它们均能满足高压大容量 的要求。瓷相式的灭弧室装在绝缘支相上，通过串联灭弧室，将 它们安装在适当高度的绝缘支相上，便可获得任意的电压额定值。 绝缘支相现大多为瓷相，也出现了有机复合支相。罐式的灭弧室 安装在与地电位相连的金属罐体内。高电压下，每相需要将多个 灭弧室串联装在同一罐体内。 2)加装电流互感器。从加装电流互感器方面看，瓷相式断路 . . 器处于劣势。因为瓷相式的灭弧室安装在绝缘子内，位于绝缘支 相顶上，电流互感器必须单独装在自身的绝缘支相上;而套管式 电流互感器可装在罐式断路器的套管上。在某些使用场合，断路 器不需要带电流互感器，尤其在用作投切电容器组和并联电抗器 的开关时。在这里，瓷相式的价格只相当于罐式断路器的 60%， 且因采用多断口，能更好地耐受重击穿 3)外部耐压能力。从外部耐压来看，瓷相式断路器灭弧室多 个串联就能满足任一额定电压值，但外部绝缘耐受能力受其灭弧 室自身长度的限制。而罐式断路器只要能开发出为减少断口数而 必要的耐受能力，就可制出绝缘套管。因此罐式断路器已做到 550kV / 63kA 单断口 1100kV / 50kA 双断口。 4)SF6 气体用量。从 SF6 气体用量看，瓷相式优于罐式。罐 式断路器的用气量比瓷相式多
