高压开关类别、功能、结构常识及高压柜简介20130522

1、高压开关类别、功能、 结构常识及高压柜简介 何祥明 配电网 高压开关的类别 各种开关的区别 真空断路器 SF6断路器 高压柜 高压开关类别 自动重合器、分段器、断路器、负荷开关、熔断器、各种 刀闸（接地刀和隔离刀）。 各种开关的区别 一、（1）重合器的全称是交流高压自动重合器，是一种 自具控制及保护功能的高压开关设备。 功能特点：能够按照预定的开断和重合顺序在交流线路中 自动进行开断和重合操作，并在其后自动复位和闭锁。因 为它本身具备故障电流（包括过流和接地电流）的检测和 用相应操作顺序去执行的功能，无需附加继电保护和提供 操作电源，适合于户外、野外。 各种开关的区别 二、自动分断器 是一种与

2、电源侧前级开关设备相配合，在无电压或无电流 的情况下自动分闸的开关设备。它串联于重合器或断路器 的负荷侧，当发生永久性故障时，他在预定的“记忆”次 数或分合操作后闭锁于分闸状态而隔离故障线路区段，由 重合器或断路器恢复对电网其他部分的供电，将故障停电 范围限制到最小。当瞬时性故障或故障已被其他设备切除 而未达到分断器预期的记忆次数或分合操作时，分断器将 保持在合闸状态，保证线路的正常供电。 各种开关的区别 它同重合器比较：最主要的区别是分断器没有短路开断能 力，也没有什麽时间电流特性，只根据“记忆”的过流 脉动次数或“感觉”到的电压时间状态动作。 各种开关的区别 三、熔断器：也是一种电路开关设

3、备，俗称保险。 灭弧方法同样是利用一切可能的办法使电弧冷却。迅速去 游离而失去导电性。如产器材料石英砂、硼酸晶体、真空、 SF6等。与其他开关不同之处在于断口的分断不是靠拉开 的触头，而是靠熔断器件（又称熔丝）在自身焦耳热 （I2Rt）的作用下气化而产生。 分断器与之比较：前者优点在于排除故障不需要更换熔断 件。因而恢复供电迅速。能关合短路。故能方便地判断故 障在何处，无时间电流特性，故无前后级保护t-I特性曲 线选择不当之忧。 各种开关的区别 四、负荷开关、隔离开关、断路器定义与区别 负荷开关是介于断路器和隔离开关之间的一种开关电 器，具有简单的灭弧装置，能切断额定负荷电流和一定的 过载电流

4、，但不能切断短路电流。定义：能在正常的导电 回路条件或规定的过载条件下关合、承载和开断电流，也 能在异常的导电回路条件(例如短路)下按规定的时间承载 电流的开关设备。按照需要，也可具有关合短路电流的能 力。 各种开关的区别 隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器，顾名思义，是在电路中起 隔离作用的它本身的工作原理及结构比较简单，但是由于使用量大，工作可 靠性要求高，对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。刀闸 的主要特点是无灭弧能力，只能在没有负荷电流的情况下分、合电路。隔离 开关（disconnector)即在分位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明 显的断开标志；在合位置

5、时，能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内 异常条件（例如短路）下的电流的开关设备。我们所说的隔离开关，一般指 的是高压隔离开关,即额定电压在1kv及其以上的隔离开关，通常简称为隔离 开关，是高压开关电器中使用最多的一种电器，它本身的工作原理及结构比 较简单，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，对变电所、电厂的设计、 建立和安全运行的影响均较大。刀闸的主要特点是无灭弧能力，只能在没有 负荷电流的情况下分、合电路。隔离开关用于各级电压，用作改变电路连接 或使线路或设备与电源隔离，它没有断流能力，只能在用其它设备将线路断 开后再操作。一般带有防止开关带负荷时误操作的联锁装置，有时需要销子 来防止

6、在大的故障的磁力作用下断开开关。 各种开关的区别 五、断路器（英文名称：circuit-breaker，circuit breaker） 是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能 关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件（包括短 路条件）下的电流的开关装置。断路器可用来分配电能， 不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保 护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自 动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器 等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。 目前，已获得了广泛的应用。 各种开关的区别 负荷开关、隔离开关和断路器的区别 1、负荷开关是可以

7、带负荷分断的，有自灭弧功能，但它 的开断容量很小很有限。 2、隔离开关一般是不能能带 负荷分断的，结构上没有灭弧罩，也有能分断负荷的隔离 开关，只是结构上与负荷开关不同，相对来说简单一 些。 3、负荷开关和隔离开关，都可以形成明显断开点， 大部分断路器不具隔离功能，也有少数断路器具隔离功 能。 4、隔离开关不具备保护功能，负荷开关的保护一 般是加熔断器保护，只有速断和过流 5、断路器的开断 容量可以在制造过程中做的很高。主要是依靠加电流互感 器配合二次设备来保护。可具有短路保护、过载保护、漏 电保护等功能。 真空断路器 按照灭弧方式分真空断路器和SF6断路器 真空断路器结构与原理真空断路器结构

8、与原理 高压真空断路器 真空电弧理论 1. 真空真空 真空断路器利用真空度约为真空断路器利用真空度约为10-4Pa（在运行过程中不低于（在运行过程中不低于10-2Pa）的）的 高真空作为内绝缘和灭弧介质。高真空作为内绝缘和灭弧介质。 2.真空间隙的绝缘性能真空间隙的绝缘性能 真空间隙的气体稀薄，分子的自由行程较大，发生碰撞游离的几率很小。真空间隙具真空间隙的气体稀薄，分子的自由行程较大，发生碰撞游离的几率很小。真空间隙具 有很高的绝缘强度。有很高的绝缘强度。 真空间隙在某一电压下击穿几次后，由于触头表面的毛刺被冲击掉，触头表面光洁度真空间隙在某一电压下击穿几次后，由于触头表面的毛刺被冲击掉，触

9、头表面光洁度 提高，真空间隙在该电压下就不再击穿了，击穿电压将会升高，这种象叫真空间隙的老化提高，真空间隙在该电压下就不再击穿了，击穿电压将会升高，这种象叫真空间隙的老化 。这是真空间隙独具的特点。这是真空间隙独具的特点。 真空间隙的绝缘强度与很多因素有关，主要与真空间隙的长度、真空度、电极材料、真空间隙的绝缘强度与很多因素有关，主要与真空间隙的长度、真空度、电极材料、 电极表面状态、形状和大小、施加电压的波形和频率等因素有关。电极表面状态、形状和大小、施加电压的波形和频率等因素有关。 真空电弧理论 第一阶段：触头蒸发形成金属蒸汽第一阶段：触头蒸发形成金属蒸汽 其一，金属桥被拉长；其一，金属桥

10、被拉长； 其二，触头表面结合不牢固的金属团其二，触头表面结合不牢固的金属团真空电弧的形成是一粒；粒； 其三，触头表面尖端突起部分的电场极强，发射自由电子轰击其三，触头表面尖端突起部分的电场极强，发射自由电子轰击 阳极。阳极。 第二阶段：自由电子穿过高温金属蒸汽第二阶段：自由电子穿过高温金属蒸汽 运动中带电的金属团粒与电极间形成强电场，此电场可使团粒运动中带电的金属团粒与电极间形成强电场，此电场可使团粒 和电极表面发射大量自由电子。当高速运动的云时，使金属原子电离产和电极表面发射大量自由电子。当高速运动的云时，使金属原子电离产 生带电离子。离子的定向移动形成传导电流。生带电离子。离子的定向移动形

11、成传导电流。 第三阶段：形成阴极斑点第三阶段：形成阴极斑点 温度极高，不断蒸发金属蒸汽，补充金属蒸汽的损失，阴极斑温度极高，不断蒸发金属蒸汽，补充金属蒸汽的损失，阴极斑 点发射的电子又电离金属蒸汽，补充离子的损失，触头间的预放电电流点发射的电子又电离金属蒸汽，补充离子的损失，触头间的预放电电流 就转变成自持的真空电弧。就转变成自持的真空电弧。 个电极过程。阴极斑点是真 空电弧的生命线。真空电弧 是电离状态的金属蒸汽电弧 。 扩散型电弧扩散型电弧 集聚型型电弧集聚型型电弧 真空电弧理论 当电弧电流小于当电弧电流小于100A100A时，触头间只时，触头间只 存在一束电弧，触头上只有一个阴存在一束电

12、弧，触头上只有一个阴 极斑点，并在触弧以许多完全分离极斑点，并在触弧以许多完全分离 的并联电弧的形头表面做不规则的的并联电弧的形头表面做不规则的 运动。当电弧电流大于运动。当电弧电流大于100A100A、小于、小于 6kA6kA时，阴极斑点会从一个分裂为时，阴极斑点会从一个分裂为 若干个，并在阴极表面不断向四周若干个，并在阴极表面不断向四周 扩散，电态存在。扩散，电态存在。 扩散性电弧可以在交流电流过零时扩散性电弧可以在交流电流过零时 自动熄灭自动熄灭 当电极上电弧电流大于10kA时，阴极斑点 受电磁力的作用相互吸引，使所有的阴极 斑点集聚成一个运动速度缓慢的阴极斑点 团(其直径可达12cm)

13、，形成单束大弧柱 ，且电极强烈发光，触头表面将出现熔坑 ，这种形态的电弧称为集聚型电弧，这种 电弧将难以熄灭。 真空电弧的熄灭，主要取决于触真空电弧的熄灭，主要取决于触 头的阴极现象、电极发热程度及头的阴极现象、电极发热程度及 离子向弧柱外迅速扩散的作用。离子向弧柱外迅速扩散的作用。 真空断路器的分类 一、按真空灭弧室的布置方式分一、按真空灭弧室的布置方式分 1、落地式、落地式 2、悬挂式、悬挂式 3、综合式和接地箱式、综合式和接地箱式 二、按真空灭弧室的外壳分二、按真空灭弧室的外壳分 1、玻璃外壳式、玻璃外壳式 2、陶瓷外壳式、陶瓷外壳式 三、按触头形状分三、按触头形状分 1、横磁吹式、横磁

14、吹式 2、纵磁吹式、纵磁吹式 真空断路器的基本结构 基本结构基本结构 高压真空断路器的灭弧室 真空灭弧室的外壳是由绝缘筒、两端的金属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。灭弧室内有一盖板和波纹管所组成的密封容器。灭弧室内有一 对触头，分别焊接在各自的导电杆上，波纹管可对触头，分别焊接在各自的导电杆上，波纹管可 以在轴向上自由伸缩。以在轴向上自由伸缩。 灭弧室灭弧室 高压真空断路器的灭弧室 （1）外壳。）外壳。 外壳是真空灭弧室的密封容器，它不仅要外壳是真空灭弧室的密封容器，它不仅要 容纳和支持灭弧室内的各种部件，而且当动、静触头在断开容纳和支持灭弧室内的各种部件

15、，而且当动、静触头在断开 位置时起绝缘作用。因此，整个外壳通常由绝缘材料和金属位置时起绝缘作用。因此，整个外壳通常由绝缘材料和金属 组成。对外壳的要求首先是气密封要好；其次是要有一定的组成。对外壳的要求首先是气密封要好；其次是要有一定的 机械强度；再是有良好的绝缘性能。机械强度；再是有良好的绝缘性能。 （2）波纹管。）波纹管。 波纹管既要保证灭弧室完全密封，又要波纹管既要保证灭弧室完全密封，又要 在灭弧室外部操动时使触头作分合运动。常用的波纹管有液在灭弧室外部操动时使触头作分合运动。常用的波纹管有液 压成形和膜片焊接两种形式。所用材料以不锈钢为最好。波压成形和膜片焊接两种形式。所用材料以不锈钢

16、为最好。波 纹管的侧壁可在轴向上伸缩，其允许伸缩量决定了灭弧室所纹管的侧壁可在轴向上伸缩，其允许伸缩量决定了灭弧室所 能获得的触头最大开距。一般情况下，波纹管的疲劳寿命也能获得的触头最大开距。一般情况下，波纹管的疲劳寿命也 决定了灭弧室的机械寿命。决定了灭弧室的机械寿命。 高压真空断路器的灭弧室 （3）屏蔽罩。）屏蔽罩。 触头周围的屏蔽罩主要是用来吸附燃弧触头周围的屏蔽罩主要是用来吸附燃弧 时触头上蒸发的金属蒸气，防止绝缘外壳因金属蒸气的污染时触头上蒸发的金属蒸气，防止绝缘外壳因金属蒸气的污染 而引起绝缘强度降低和绝缘破坏，同时，也有利于熄弧后弧而引起绝缘强度降低和绝缘破坏，同时，也有利于熄弧

17、后弧 隙介质强度的迅速恢复。屏蔽罩还能起到使灭弧室内部电压隙介质强度的迅速恢复。屏蔽罩还能起到使灭弧室内部电压 均匀分布的作用。在波纹管外面用屏蔽罩，可使波纹管免遭均匀分布的作用。在波纹管外面用屏蔽罩，可使波纹管免遭 金属蒸气的烧损。金属蒸气的烧损。 屏蔽罩的导热性能越好，其表面冷却电弧的能力也就越屏蔽罩的导热性能越好，其表面冷却电弧的能力也就越 好。因此，制造屏蔽罩常用材料为无氧铜、不锈钢和玻璃，好。因此，制造屏蔽罩常用材料为无氧铜、不锈钢和玻璃， 铜是最常用的。铜是最常用的。 高压真空断路器的灭弧室 （4）触头。 触头是真空灭弧室内最为重要的元件，灭弧 室的开断能力和电气寿命主要由触头状况

18、来决定。目前真空灭 弧室的触头系统，就接触方式而言，都是对接式的。 高压真空断路器的操作过电压 用真空断路器断开电路时，可能会出现操作过电压，主用真空断路器断开电路时，可能会出现操作过电压，主 要形式有：截流过电压，要形式有：截流过电压，就是强制交流电流在自然就是强制交流电流在自然 过零前突然过零的现象，由于电路中存在电感，因此会发生过零前突然过零的现象，由于电路中存在电感，因此会发生 过电压；切断电容性负载时的过电压，这是因熄弧后间隙发过电压；切断电容性负载时的过电压，这是因熄弧后间隙发 生重击穿而引起的。所以，真空断路器的重击穿几率越小越生重击穿而引起的。所以，真空断路器的重击穿几率越小越

19、 好；高频多次重燃过电压，断路器开断感性电流时，当间隙好；高频多次重燃过电压，断路器开断感性电流时，当间隙 被击穿后电弧重燃，因电路参数影响，击穿后电流中含有高被击穿后电弧重燃，因电路参数影响，击穿后电流中含有高 频分量。当高频分量的幅值很大时，受其影响，间隙被反复频分量。当高频分量的幅值很大时，受其影响，间隙被反复 击穿，使负载侧的电压不断升高，从而产生较高的过电压。击穿，使负载侧的电压不断升高，从而产生较高的过电压。 高压真空断路器高压真空断路器操作过电压的抑制方法操作过电压的抑制方法 这种灭弧室既可降低截流这种灭弧室既可降低截流 过电压，又可提高开断能力。过电压，又可提高开断能力。 。既

20、可以降低，也可减缓恢复电既可以降低，也可减缓恢复电 压的上升陡度。压的上升陡度。 它不仅能降低截流过电它不仅能降低截流过电 压及其上升速度，而且在高频重燃时可使压及其上升速度，而且在高频重燃时可使 振荡过程强烈衰减振荡过程强烈衰减 ，对抑制多次重燃过电压有较好的效果，电阻一般选，对抑制多次重燃过电压有较好的效果，电阻一般选100 200，电容选，电容选0.10.2F。 可降低过电压的上升陡度和幅值。可降低过电压的上升陡度和幅值。 用它限制过电压的幅值。用它限制过电压的幅值。 真空断路器真空断路器优缺点优缺点 ( 1 ) 触头开距小触头开距小,动作快；动作快； (2)燃弧时间短，触头烧损轻燃弧时

21、间短，触头烧损轻 ；(3)寿命长，适于频繁操作；寿命长，适于频繁操作； (4)体积小，结构紧凑，真空体积小，结构紧凑，真空 灭弧室不需检修，维修工作量灭弧室不需检修，维修工作量 小；小； (5)防火、防爆性能好；防火、防爆性能好； (6)制造工艺复杂，造价高；制造工艺复杂，造价高； (7)监视真空度变化的简易装监视真空度变化的简易装 置尚未解决；置尚未解决； （8）开断小电流时，有可）开断小电流时，有可 能产生较高的过电压，需采取能产生较高的过电压，需采取 降低过电压的措施。降低过电压的措施。 真空断路器真空断路器真空度检查真空度检查 测量动、静触头两端的测量动、静触头两端的 绝缘电阻。用绝缘

22、电阻。用1000V兆欧兆欧 表，绝缘电阻应表，绝缘电阻应500M ；说明真空度良好。；说明真空度良好。 耐压试验。动、静触头耐压试验。动、静触头 间施加交流工频电压，耐间施加交流工频电压，耐 压压1min，无击穿为真空度，无击穿为真空度 良好。良好。 用真空度检测仪检查。用真空度检测仪检查。 六氟化硫断路器六氟化硫断路器 一、概况： 中文名称中文名称 英文名称：英文名称： sulfur hexafluoride circuit-breaker，SF6 circuit-breaker 其他名称：其他名称： SF6断路器断路器 定义：定义： 上世纪五十年代第一台上世纪五十年代第一台六氟化硫（六氟化

23、硫（SFSF6 6）断路器）断路器问世；七十年代在改进了问世；七十年代在改进了 灭弧装置、突破了密封结构及水分管理等技术问题后，六氟化硫断路器已成灭弧装置、突破了密封结构及水分管理等技术问题后，六氟化硫断路器已成 为高压断路器的主要品种之一。为高压断路器的主要品种之一。 二、六氟化硫（SF6）断路器的特点： 1.1. 利用利用SFSF6 6气体作熄弧和绝缘介质。气体作熄弧和绝缘介质。 2.2. SF SF6 6气体性能：气体性能： 热化学性：热化学性： a a 分解温度低，分解能量高，导热率好，有利于熄弧；分解温度低，分解能量高，导热率好，有利于熄弧； b b 温度相同时，温度相同时，SFSF

24、6 6游离度大，电弧电压小；游离度大，电弧电压小； 强负电性：强负电性：能吸附电子或负离子，然后与正离子复合，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。去游离作用强，不易重燃。 3. 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。 通常不加并联电阻就能可靠切断各种故障而不产生过电压。 （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

25、极轻微，因此SF6断路器允许 开断的次数多，检修周期长。 4. 特殊要求： 包括密封、干燥、除水、监视、检验和测试方面。 32 二、六氟化硫（SF6）断路器的灭弧装置： 1. 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。 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，如图6-1所示。 3333 SF6断路器工作原理：视频断路器工作原理：视频 http:/ 4MjY.html 外能式：是利用外储SF6或操作力，使SF6气体运动，将电 弧熄灭。 混合式。 2. 按灭弧装置不同，分为双压式、单压式和旋弧式三种。

26、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。 即“双压单压式”，亦即“压气式（灭弧室有活塞，原理 类似于打气筒）旋弧式”； 35 3 3、双压式、双压式SFSF6 6断路器及其灭弧装置：断路器及其灭弧装置： （1 1）. .双压式断路器：双压式断路器： 36 （2 2）. . 双压式双压式SFSF6 6断路器灭弧装置断路器灭弧装置结构示意图。结构示意图。 内设内设高、低压高、低压两个两个气压系统气压系统。其中，。其中，低压系统低压系统主要用作灭弧室的主要用作灭弧室的 绝缘介质绝缘介质，而，而高压系统只在灭弧过程中起作用高压系统

27、只在灭弧过程中起作用。 主阀 （3） SFSF6 6断路器工作原理断路器工作原理：和压缩空气断路器类同。和压缩空气断路器类同。 触头闭合触头闭合，整个灭弧装置整个灭弧装置处于处于低气压低气压的的SFSF6 6气体气体中。中。 断路断路 器接器接分闸信号分闸信号，灭弧室通向，灭弧室通向高气压系统高气压系统的的主阀打开主阀打开，高压高压SFSF6 6气气 体体自高压区顺着箭头所示方向自高压区顺着箭头所示方向进入触头区进入触头区。触头分离触头分离，打开打开位于位于 动触头上的动触头上的通道通道2 2，给高压气体提供了出路。因此，电弧一经形，给高压气体提供了出路。因此，电弧一经形 成就处于成就处于SF

28、SF6 6气体的气流中，受到强烈冷却而熄灭。气体的气流中，受到强烈冷却而熄灭。 电弧熄灭电弧熄灭 后，后，主阀关闭主阀关闭，停止供气停止供气。 SFSF6 6断路器的断路器的工作原理与压缩空气断路器的区别是：工作原理与压缩空气断路器的区别是：吹弧时，由吹弧时，由 高压区进入低压区的高压区进入低压区的SFSF6 6气体仍保留在低压区内气体仍保留在低压区内，俟，俟高压区气压高压区气压 降低降低或或低压区气压上升到一定限度低压区气压上升到一定限度后，再用后，再用气泵气泵把把低压区的气体低压区的气体 打到高压区打到高压区，形成，形成封闭的自循环系统封闭的自循环系统。 4单压式灭弧装置：又称压气式灭弧室

29、。 （1）只有一种压力（一般为304808kPa)。在开断过程中， 灭弧室所需的吹弧压力吹弧压力由动触头系统运动时的压气活塞产生； （2）图6-4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。 虚线所示为合闸虚线所示为合闸 状态的位置。状态的位置。 39 （3 3） 断口形式断口形式： a a、变开距形式变开距形式（与少油断路器类似）；（与少油断路器类似）； b b、定开距形式定开距形式（与压缩空气断路器类似）。（与压缩空气断路器类似）。 （4 4） 吹弧方式吹弧方式： a a 单向吹弧方式（单向吹弧方式（图图6 62 2）；）； b b 双向吹弧方式（

30、双向吹弧方式（图图6 63 3）。和单向吹弧方式相比，双向吹弧方式能提）。和单向吹弧方式相比，双向吹弧方式能提 高开断电流高开断电流2020以上以上 开孔 40 （5）单压式断路器开断过程示意图： a 压气式断路器开断过程示意图1： 41 b 压气式断路器开断过程示意图2： （6）喷嘴材料：不能采用金属材料，而要用聚四氟 乙烯塑料树脂。-聚四氟乙烯（聚四氟乙烯（Polyt etrafluoroethene，一般称作，一般称作“不不 粘涂层粘涂层” ；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。；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

31、溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同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。水管内层的理想涂料。 原因：因为上章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，在电弧直接作用下不会 碳化，且其机械性能高、易加工，是制造喷嘴的好材料。 （7） 单压式SF6断路器优点：气压低，液化温度也低，在低温气压低，液化

32、温度也低，在低温 地区使用时不需装加热器，加之可省去压气泵等装置，因此其结构简地区使用时不需装加热器，加之可省去压气泵等装置，因此其结构简 单，造价便宜，维护也较方便。单，造价便宜，维护也较方便。 （8） 缺点： 为使触头分开、电弧刚产生时就有较好的气吹条件，单 压式灭弧室的压气腔应该有一段预压缩过程，使压气腔中的气压 提高后，再打开喷口进行吹弧。预压缩行程的存在会增大断路器 分闸时间。分断过程中，当操动机构带动动触头系统向下运动时， 压气腔内气体的压力将增高、并从喷口处向外排出，产生和双压 式灭弧装置类似的吹弧效应。 为满足压气的要求，需配置大功率的操动机构。 44 5旋弧式灭弧装置： （1

33、）根据磁场与电弧运动方式不同,分为径向燃弧式和轴向 燃弧式两种。图6-9是径向旋弧式示例。触头分开后产生的电弧在回路 电动力的作用下，移至圆筒电极，驱动线圈8被接入电路，则移到圆筒 电极处的电弧在驱动线圈轴向磁场作用下快速旋转而熄灭。 45 （2）旋弧式SF6断路器单极剖面图： （3） 操动机构：采用单压式灭弧装置的SF6断路器配置配置 要求要求操作功大的操动机构，操作功大的操动机构，如开断31.5kA的35kV SF6断路器，要 配置与110kV电压级开断电流相当的液压机构液压机构。不但体积和外观 均不相称，价格上也无法使用户接受价格上也无法使用户接受，这给SF6断路器在中压电 网中的发展带

34、来了困难。而使用旋弧式灭弧装置的SF6断路器， 采用磁场驱动电弧使其在SF6中旋转的方法来吹弧，这可以使断 路器的合闸功大大下降（BBC的HB型SF6断路器要求的合闸功可下 降为原来的1/5），从而使操动机构的结构简化，成本降低。 47 三、六氟化硫断路器的 总体结构 1. SF6断路器的结构有瓷瓶 支柱式和落地罐式两大类。 （1）瓷瓶支柱式的总体结构 和常规的瓷瓶支柱式空气断路器 与少油断路器相同，属积木式结 构。 现代灭弧室容器多用电工陶 瓷，布置成“T”型或“Y”型。 图6-10为我国生产的LW-220 型型SF6断路器断路器的单相外形图。断 路器每相有两个灭弧断口，其额 定电流为200

35、0A，额定开断电流 为31.5kA，所用SF6气体的额定压 力为556kPa（5.5atm）。 金属筒或绝缘筒 支柱瓷瓶 电工陶瓷 “T”型 操动机构 49 优点：耐压水平高，结构简单，运动部件少，系列性好。 缺点：重心高，抗震能力较差，使用场合受到一定限制。 电流互感器要单独装在自己的绝缘支柱上，通过空气绝缘的连接线 连于断路器上。 （2） 落地罐式SF6断路器：也叫接地金属箱型。它是全封闭 组合电器和复合电器的基础。 结构特点：触头和灭弧室装于接地的金属箱中，导电回路靠 绝缘套管引入，高压带电部分与外壳之间的 吧 绝缘主要由SF6气体和环氧树脂浇注绝缘子 承担。 优 点： 可在进出线套管上

36、装设电流互感器，可提供电流信号；利 用出线套管的电容制成电容式分压器，以提供电压信号，还能与 隔离开关、接地开关、避雷器等熔为一体，组成复合式开关设备。 图6-11为550kV罐式断路器的外形图。 灭弧装置借支持绝缘子支撑装在充有SF6气体的接地金属罐， 导电部分借助充SF6的绝缘套管引出。套管底部可装电流互感器4。 重心低，抗震能力好，结构稳固，外绝缘部件少，可用于 多地震和高原及污秽地区。 缺点：制造难度大，壳体与环氧树脂浇注件都需大型成套加 工设备，灭弧室中所用的搪瓷电容及合闸电阻等配套件的性能要 求很高，高电压部位的电极形状要求较严格，气体容积大，气量 多，金属材料消耗多等，价格稍贵。

37、 高压开关柜 1）按开关柜的主接线形式，可分为桥 式接线开关柜、单母线开关柜、双母线 开关柜、单母线分段开关柜、双母线带 旁路母线开关柜和单母线分段带旁路母 线开关柜。 （2）按断路器的安装方式，可分为固定 式开关柜和移开式（手车式）开关柜。 （3）按柜体结构，可分为金属封闭间隔 式开关柜、金属封闭铠装式开关柜以及 金属封闭箱式固定开关柜。 （4）按断路器手车安装位置的方式，可 分为落地式开关柜和中置式开关柜。 （5）按开关柜内部绝缘介质的不同，可 分为空气绝缘开关柜和气体绝缘 开关柜。 高压开关柜高压开关柜 的技术参数的技术参数 主要技术参数有： 1.额定电压、额定电流、额定频率、额定工频

38、耐受电压、额定雷击冲击耐受电压； 2.断路器额定适中开断电流、额定关合峰值电 流、额定短时耐受电流、额定峰值耐受电流； 3.接地开关额定关合峰值电额定短时耐受电流 、额定峰值耐受电流； 4操动机构分合闸线圈额定电压、直流电阻、 功率，储能电机额定电压、功率； 5.柜体防护等级及符合的国家标准编号。 高压开关柜高压开关柜 的技术要求的技术要求 一、安全度要求：一、安全度要求： （1）柜体具有足够机械强度。柜体除支撑柜体内）柜体具有足够机械强度。柜体除支撑柜体内 的设备以外，还必须承受短路电流冲击和短路电的设备以外，还必须承受短路电流冲击和短路电 流的热稳定冲击；流的热稳定冲击； （2）抗振动的能

39、力。一次设备进行操作所引起的）抗振动的能力。一次设备进行操作所引起的 振动应不会引起二次回路元件误动作，或者说，振动应不会引起二次回路元件误动作，或者说， 采取措施使得一次设备操作时所产生的振动满足采取措施使得一次设备操作时所产生的振动满足 二次回路的基本抗振技术要求二次回路的基本抗振技术要求 (3)具有足够的人身安全保证能力。在具有足够的人身安全保证能力。在 发生短路故障时不危及操作人员安全；发生短路故障时不危及操作人员安全； （4）具有一定的防护能力。在规定的）具有一定的防护能力。在规定的 防护等级下，具有防止异物进入的能力防护等级下，具有防止异物进入的能力 。 二、安全距离要求：二、安全

40、距离要求： 柜内一次设备相间、相地安全净距和绝缘材料柜内一次设备相间、相地安全净距和绝缘材料 爬距均应符合规程的要求。安全净距达不到规定爬距均应符合规程的要求。安全净距达不到规定 的需加装绝缘挡板。的需加装绝缘挡板。 三、限制故障要求：三、限制故障要求： 柜体结构需要有防止局部元件故障 引起扩大、蔓延的隔离措施和压力释放 措施。 四、闭锁要求：四、闭锁要求： 具有机械或电气防误操作闭锁装置。 五、阻燃要求：五、阻燃要求： 柜内安装的设备、附件、连接线具有阻燃 性能。 六、绝缘水平要求：六、绝缘水平要求： 具有足够绝缘水平，并且符合有关的国家标准 、行业标准和企业标准，一次和二次回路及其设备 的

41、绝缘强度符合规程要求。 七、环境适应要求： 开关柜应适应使用地点的环境温度、湿 度变化和海拔高度以及抗地震的要求。 八、凝露要求：八、凝露要求： 开关柜必须具有防止由于气候原因产生的凝 露现象而导致绝缘的损坏，或者说满足全天候 的要求。 高压开关柜高压开关柜 防止电气误操作防止电气误操作 保证人身安全的保证人身安全的“五五 防防” 高压开关柜的高压开关柜的“五防五防” 1、防止误分、误合断路器；、防止误分、误合断路器； 2、防止带负荷将手车拉出或者推进、防止带负荷将手车拉出或者推进 3、防止带电将接地开关合闸；、防止带电将接地开关合闸； 4、防止接地开关合闸位置合断路器、防止接地开关合闸位置合

42、断路器 5、防止进入带电的开关柜内部、防止进入带电的开关柜内部。 为防止误分、误合断路器可采用为防止误分、误合断路器可采用 提示性闭锁，即通常采用的红、绿牌提示性闭锁，即通常采用的红、绿牌 或专用钥匙对应锁定闭锁。其余四防或专用钥匙对应锁定闭锁。其余四防 必须使用强制性闭锁。开关柜的必须使用强制性闭锁。开关柜的“五五 防防”优先采用机械程序闭锁，优先采用机械程序闭锁，“五防五防 ”闭锁应不影响断路器分（合）闸速闭锁应不影响断路器分（合）闸速 度特性，并具有紧急解锁机构。度特性，并具有紧急解锁机构。 按断路器手车的安装方式 手车式高压开关柜可分为落 地式和中置式。 落地式手车直接在柜部的导轨 上移动，手车操作一般采用直 接推、拉移动方式，也可以采 用机械方式进行推、拉。落地 式手车的断路器可采用油断路 器、SF6断路器、真空断路器。 断路器一般配用弹簧储能的操 动机构。 中置式中压开关柜结构有哪些特点？ 中置式中压开关柜是金属铠装， 空气绝缘加热缩材料绝缘，带可移开 式断路器手车、电压互感器手车、避 雷器手车、分段隔离手车等的户内配 电装置。开关柜采用