第五章高壓斷路器第五章高壓斷路器

第五章高壓斷路器第一節(jié)概述總述：高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要最復雜的電氣設備之一。它具有完善的滅弧裝置和高速傳動機構，能接通和斷開各種情況下高壓電路中的電流，用以完成主接線運行方式的改變和盡快切除故障電路。高壓斷路器的定義額定電壓為3kV及以上，能夠關合、承載和開斷運行狀態(tài)的正常電流，并能在規(guī)定時間內關合、承載和開斷規(guī)定的異常電流（如短路電流、過負荷電流）的開關電器稱為高壓斷路器。首頁高壓斷路器的作用和功能

根據(jù)電網(wǎng)運行要求，將一部分電氣設備及線路投入或退出運行狀態(tài)、轉為備用或檢修狀態(tài)

在電氣設備或線路發(fā)生故障時，通過繼電保護裝置及自動裝置使斷路器動作，將故障部分從電網(wǎng)中迅速切除，防止事故擴大，保證電網(wǎng)的無故障部分得以正常運行

在正常的閉合狀態(tài)時應為良好的導體，不僅對正常的電流，而且對規(guī)定的短路電流也應能承受其發(fā)熱和電動力的作用，保持可靠地接通狀態(tài)

相與相之間、相對地之間及斷口之間具有良好的絕緣性能，能長期耐受最高工作電壓，短時耐受大氣過電壓及操作過電壓

在閉合狀態(tài)的任何時刻，應能在不發(fā)生危險過電壓的條件下，在盡可能短的時間內安全地開斷規(guī)定的短路電流

在開斷狀態(tài)的任何時刻，應能在斷路器觸頭不發(fā)生熔焊的條件下，在短時間內安全地閉合規(guī)定的短路電流一、高壓斷路器的基本要求

斷路器在電力系統(tǒng)中承擔著非常重要的任務，不僅能接通或斷開負荷電流，而且還能斷開短路電流。因此，斷路器必須滿足以下基本要求。（1）工作可靠；（2）具有足夠的開斷能力；（3）具有盡可能短的切斷時間。（4）具有自動重合閘性能（5）具有足夠的機械強度和良好的穩(wěn)定性能（6）結構簡單、價格低廉1、高壓斷路器具有兩方面的作用：（1）控制作用（2）保護作用2、高壓斷路器具有以下功能（1）導電（2）絕緣（3）開斷（4）關合高壓斷路器的作用和功能

二、高壓斷路器的類型1．根據(jù)安裝地點分類：戶內和戶外。2．按滅弧介質分類（1）油斷路器：多油斷路器少油斷路器（2）空氣斷路器

空氣斷路器以壓縮空氣作為滅弧介質，具有滅弧能力強、動作迅速等優(yōu)點。但結構復雜、工藝要求高、有色金屬消耗多。因此，空氣斷路器用在110KV及以上的電力系統(tǒng)中。壓縮空氣斷路器的滅弧性能與空氣壓力有關，空氣壓力愈高，絕緣強度愈高，滅弧性能也愈好，在0.7MPa壓力下的絕緣強度與新鮮的絕緣油相當，我國一般選用的壓力為2MPa。（3）SF6斷路器

SF6斷路器采用具有優(yōu)良的滅弧能力和絕緣能力的SF6氣體作為滅弧介質。具有開斷能力強、動作快、體積小等優(yōu)點。但金屬消耗多，價格較貴。SF6斷路器也是近幾年來發(fā)展起來的一種新型斷路器。可是SF6價格昂貴，結構復雜，還需要回收裝置。同樣SF6斷路器存在一個泄漏問題，泄汛出的SF6氣體與空氣作用的結果，生成的低氟化硫有毒，會對人體帶來危害。但是SF6斷路器的缺點正在克服，今后110KV以上的高壓系統(tǒng)，SF6斷路器是主要發(fā)展方向。（4）真空斷路器

真空斷路器是在高度真空中滅弧。它的優(yōu)點是可以頻繁操作，維護工作量小，體積小等。真空斷路器用于滅弧的動、靜觸頭封在真空泡內，利用真空作為絕緣介質和滅弧介質，因而帶來了其它類型斷路器無法比擬的優(yōu)點。國際上一些工業(yè)發(fā)達的國家，都致力于真空斷路器的開發(fā)和應用。一些著名的電氣制造公司，如美國的通用電器公司、德為的西門子公司、日本的東芝、日立公司，英國的通用電氣公司等都有戶外真空斷路器戶內真空斷路器（4）真空斷路器

有規(guī)模寵大的真空斷路器研究機構和制造工廠。這些國家在中壓等級的斷路器中，真空斷路器的生產(chǎn)量達到５０％以上。在我國真空斷路器的生產(chǎn)和使用可以說是剛剛起步，就顯示了強大的生命力，在電壓等級較低（3～35KV）要求頻繁操作、戶內裝設的場合，真空斷路器作為今后一個時期的方向性產(chǎn)品，是毋庸置疑的。

戶外真空斷路器戶內真空斷路器三、高壓斷路器的技術參數(shù)

我國采用的最高電壓有：3.6、7.2、12、40.5、72.5、126、252、363、550、800、1200kV等

我國采用的額定電流有：200、400、630、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A等

在電壓低于額定電壓時，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

我國規(guī)定的高壓斷路器的額定開斷電流為：1.6、3.15、6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100kA等

額定熱穩(wěn)定電流表明斷路器承受短路電流熱效應的能力，其值等于額定短路開斷電流（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）（5）額定關合電流（kA）（6）額定熱穩(wěn)定電流（kA）（7）額定動穩(wěn)定電流（kA）（8）合閘時間（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。額定關合電流反映斷路器關合短路故障的能力，主要決定于斷路器滅弧裝置的性能、觸頭構造及操動機構的型式。

當電壓不等于額定電壓時，斷路器能可靠開斷的最大電流，稱為該電壓下的開斷電流

斷路器在閉合狀態(tài)下，允許通過的最大短路電流峰值，又稱極限通過電流

斷路器在規(guī)定時間（通常為4s）內允許通過的最大短路電流有效值。

額定動穩(wěn)定電流表明斷路器在沖擊短路電流的作用下，承受電動力效應的能力，它決定于導體和絕緣等部件的機械強度

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所經(jīng)過的時間間隔，稱為合閘時間保證斷路器長時間正常運行能承受的工作電壓（線電壓）

我國采用的額定電壓等級：3、6、10、35、60、110、220、330、500、750、1000kV等

通常規(guī)定，220kV及以下設備，其最高工作電壓為額定電壓的1.15倍；對于330kV及以上的設備規(guī)定為額定電壓的1.1倍

斷路器在規(guī)定的基準環(huán)境溫度下允許長期通過的最大工作電流有效值在額定電壓下，斷路器能可靠開斷的最大短路電流有效值（9）分閘時間（s）分閘時間是反映斷路器開斷過程快慢的參數(shù)1）固有分閘時間t12）滅弧時間t23）全分閘時間tt

一般為0.06～0.12S。分閘時間小于0.06S的斷路器，稱為快速斷路器三、高壓斷路器的技術參數(shù)（10）額定操作順序根據(jù)實際運行需要制定的對斷路器的斷流能力進行考核的一組標準的規(guī)定操作操作順序分為兩類：

1）無自動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送電一次，即“合分－15s－合分”

2）能進行自動重合閘斷路器的額定操作順序為“分－0.3s－合分－180s－合分”三、高壓斷路器的技術參數(shù)四、高壓斷路器的型號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；N－戶內型，W－戶外型設計序號額定電壓（或最高工作電壓）（kV）補充特性：C－手車式，G－改進型，W－防污型，Q－防震型額定電流（A）額定開斷電流（kA）

例如：ZN28－12/1250－25，表示戶內式真空斷路器，設計序號為28，最高工作電壓12kV，額定電流我1250A，額定開斷電流為25kA。

高壓斷路器具有的基本結構:（1）通斷元件（2）操動機構（3）傳動機構（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機構操動機構第二節(jié)真空斷路器戶內真空斷路器戶外真空斷路器真空滅弧室懸臂式真空斷路器落地式真空斷路器1．真空絕對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，用氣體的絕對壓力值來表示，絕對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行電流開斷與關合的斷路器。4．真空中的電弧真空電弧的形成：在開斷電流時，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，同時又存在很強的電場，導致強電場發(fā)射和金屬蒸汽的電離，從而發(fā)展成真空電弧。真空電弧實質：觸頭電極蒸發(fā)出來的金屬蒸汽導電。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、間隙距離和電場的均勻程度有關。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散速度的特性，在電弧電流過零，電弧暫時熄滅時，使觸頭間隙介質強度能很快恢復而實現(xiàn)滅弧的。一、真空電弧

真空間隙氣體稀薄，氣體分子的自由行程大，發(fā)生碰撞游離的機會少，擊穿電壓高，絕緣強度高。真空度一般要求在1.33×10-3～1.33×10-7Pa之間。

真空斷路器觸頭間隙絕緣強度的恢復，取決于帶電粒子的擴散速度、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)域施加橫向磁場和縱向磁場，驅動電弧高速擴散運動，可以提高介質強度的恢復速度，還能減輕觸頭的燒損程度，提高使用壽命。真空斷路器滅弧室結構圖真空斷路器極住剖視圖二、真空滅弧室的基本結構

二、真空滅弧室的基本結構

真空斷路器主要由真空滅弧室、支架和操動機構三部分組成。真空滅弧室是真空斷路器的核心元件，具有開斷、導電和絕緣的功能，主要由絕緣外殼、動靜觸頭、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構，還與屏蔽罩的結構、滅弧室的材質以及制造工藝有關。1.絕緣外殼：既是真空容器，又是動靜觸頭間的絕緣體。作用：支持動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，以確保滅弧室內的高真空度。絕緣外殼材料：硬質玻璃、氧化鋁陶瓷或微晶玻璃。2.觸頭：既是關合時的通流元件，又是開斷時的滅弧元件。觸頭材料：銅鉍合金和銅鉻合金。觸頭的結構形式：采用對接式結構，有三種類型，即平板觸頭、橫向磁場觸頭和縱向磁場觸頭，如圖所示。這些觸頭的共同特點是利用磁場力使真空電弧很快地運動，防止在觸頭上產(chǎn)生需要長時間冷卻的受熱區(qū)域。動畫點擊二、真空滅弧室的基本結構（a）平板觸頭；（b）杯狀觸頭（橫磁場）；（c）螺旋觸頭（橫磁場）；（d）縱磁場觸頭；（e）縱磁場觸頭

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觸頭和縱向磁場觸頭。

縱向磁場觸頭：利用在磁場間隙中呈現(xiàn)的縱向磁場來提高開斷能力的觸頭。適合開斷大電流的需要，其開斷電流可以達到70kA，在實驗室已高達200kA?？v向磁場觸頭分為線圈型觸頭和杯狀觸頭，如圖（d）、（e）所示。

橫向磁場觸頭：利用電流流過觸頭時產(chǎn)生的橫向磁場驅使電弧在觸頭表面運動的觸頭。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。

動、靜觸頭分別焊在動、靜導電桿上，用波紋管實現(xiàn)密封。動觸頭位于滅弧室的下部，在機構驅動力的作用下，能在滅弧室內沿軸向移動，完成分、合閘。在與動觸頭連接的導電桿周圍和外殼之間裝有導向管。用以保證動觸頭在上、下方向準確地運動。導向管采用低摩擦力的絕緣材料制作。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率和優(yōu)良的凝結能力。主屏蔽罩：裝設在觸頭的周圍，一般固定在絕緣外殼內的中部。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：裝設在觸頭附近，用于改善觸頭間的電場分布。二、真空滅弧室的基本結構4．波紋管用于保證動觸頭在一定行程范圍內運動時，不破壞滅弧室的密封狀態(tài)。材料：通常采用不銹鋼。結構：液壓成形和膜片焊接兩種。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)生一次機械變形，長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械壽命。

防止燃弧過程中觸頭間產(chǎn)生的大量金屬蒸汽和金屬顆粒噴濺到絕緣外殼的內壁，導致外殼的絕緣強度降低或閃絡。改善滅弧室內部電場的均勻分布，降低局部電場強度，提高絕緣性能，有利于促進真空滅弧室小型化。吸收部分電弧能量，冷卻和凝結電弧生成物，有利于提高電弧熄滅后間隙介質強度的恢復速度，這對于增大滅弧室的開斷能力起到很大作用。三、真空斷路器的優(yōu)缺點優(yōu)點：1．觸頭間隙小，整機體積小，操動機構功率小，重量輕。2．操作時噪聲小，不會污染。3．開斷能力強，開斷電流大，熄弧時間短，開斷次數(shù)多，使用壽命長。4．介質強度恢復迅速快，適合于頻繁操作，多次重合閘。5．介質不會老化，不更換，維護工作量小。6．使用安全，能適用于各種不同的場合，特別是危險場所。7．觸頭部分完全密封，工作可靠，通斷性能穩(wěn)定。8．滅弧室安裝調試簡單、方便。缺點：1．開斷感性負載或容性負載時，容易引起過電壓。2．觸頭采用對接式結構，操動機構使用彈簧，容易產(chǎn)生合閘彈跳與分閘反彈。合閘彈跳會產(chǎn)生較高的過電壓，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，還會使觸頭燒損，甚至熔焊，特別在投入電容器組產(chǎn)生涌流時及短路關合的情況下更加嚴重。分閘反彈會減小弧后觸頭間距，導致弧后的重擊穿，后果十分嚴重。3．對密封工藝、制造工藝要求很高，價格較高。真空斷路器實例

ZN28－12整體式真空斷路器總體結構為落地式。1－開距調整墊片；2－觸頭壓力彈簧；3－彈簧座；4－接觸行程調整螺栓；5－拐臂；6－導向板；7－導電夾緊固螺栓；8－動支架；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－機構；19－面板l－開距調整墊片；2－觸頭壓力彈簧；3－彈簧座；4－接觸行程調整螺栓；5－拐臂；6－導向板；7－導電夾緊固螺栓；8－動支架；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ZN28A－12（鏈接圖片）固定開關柜專用分體式真空斷路器，總體結構為懸臂式。

主導電回路、真空滅弧室與斷路器機架前后布置。真空滅弧室用兩只水平布置的懸臂絕緣子固定在機架的前面，主軸、分閘彈簧、緩沖器等部件安裝在機架內。主軸通過絕緣拉桿、拐臂與真空滅弧室動導電桿連接，并從機架側面伸出，與傳動系統(tǒng)相連。

每個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向板，使導電桿在分閘過程中對中良好。觸頭彈簧裝設在絕緣拉桿的尾部。操動機構、傳動主軸和絕緣轉軸等部位均設置滾珠軸承，用于提高效率。1.戶內型真空斷路器戶內真空斷路器的總體結構可分為：懸臂式和落地式兩種基本形式。

ZN28－12系列真空斷路器采用中間封接式縱磁場真空滅弧室。按照總體結構特點可分為兩類：整體式：斷路器本體與操動機構一起安裝在箱形固定柜和手車柜中，即ZN28－12系列；分體式：斷路器本體與操動機構分離安裝在固定柜中，即ZN28A－12系列。特別適合于舊柜無油化改造工程。真空斷路器實例ZN28-10真空斷路器2.戶外型真空斷路器戶外真空斷路器一般采用落地式結構，可分為箱式（仿多油斷路器結構）和支柱式（仿少油斷路器結構）。

ZW32－12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、操動機構、隔離開關、電流互感器及驅動部件等組合而成。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，絕緣罩（采用聚氨脂密封材料，內部采用新型的發(fā)泡灌封材料）固定在箱體上，箱體內安裝彈簧操動機構，電流互感器安裝在下出線端上，操作杠桿在箱體正面。

斷路器同時具備電動和手動操作，可配置智能開關控制器，設有三段式過流保護、零序保護、重合閘、低電壓、過電壓保護等多種功能，支持多種通訊協(xié)議，允許選用多種通訊方式構成通訊網(wǎng)，即可對開關進行本地手動或遙控操作，又可通過通訊網(wǎng)實現(xiàn)遠方控制。真空斷路器實例真空斷路器實例ZW32-12真空斷路器四、新型真空斷路器簡介

標準型真空斷路器特大容量真空斷路器低過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25～50kA，一般用途。

短路開斷電流達63～80kA及以上，用于發(fā)電機保護。

用于開斷感性負荷，不用加過電壓吸收裝置，采用新開發(fā)觸頭材料，將過電壓限制至常規(guī)值的十分之一。

操作次數(shù)5～6萬次，用于投切電容的無重擊穿真空斷路器。操作次數(shù)10～15萬次。開斷電流16～25kA，用于一般場合。

實現(xiàn)三工位（合－分－隔離）或四工位（合－分－隔離－接地）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刻關合或開斷?？山档碗娋W(wǎng)瞬態(tài)過電壓負荷，改善電網(wǎng)供電質量，提高斷路器電壽命及性能，簡化電網(wǎng)設計，降低整個系統(tǒng)費用。

把計算機加入機械系統(tǒng)，使開關系統(tǒng)有了“大腦”，再加入“傳感器”采集信息，用光纖傳導信息，使開關系統(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”。五、真空斷路器的使用知識

1．檢查2、檢修3．真空度的檢測方法4．真空斷路器的調整

運行后應定期檢查：真空斷路器的絕緣子、絕緣桿及滅弧室外殼應經(jīng)常保持清潔；操動機構和其他傳動部分應保持有干凈的潤滑油，動作靈活；對變形、磨損嚴重的零部件應及時更換；定期檢查緊固件，防止松動、斷裂和脫落。定期檢查真空滅弧室的真空度，有異常現(xiàn)象應立即更換；檢查觸頭的開距及超行程，小于規(guī)定值時，必須按要求進行調整；檢查真空滅弧室動導電桿在合、分過程中有無阻滯現(xiàn)象，斷路器在儲能狀態(tài)時限位是否可靠；檢查輔助開關、中間繼電器及微動開關的觸頭接觸是否正常，其燒灼部分應整修或調換，輔助開關的觸頭超行程應保持合格范圍。

真空斷路器通常采用整體安裝，在安裝前一般不需要進行拆卸和調整。真空斷路器安裝完畢，應按要求進行工頻耐壓試驗、機械特性的測試和操動機構的動作試驗。

驗收時檢查：斷路器安裝應固定牢靠，外表清潔完整；電氣連接應可靠且接觸良好；真空斷路器與其操動機構的聯(lián)動應正常，無卡阻；分、合閘指示正確，輔助開關動作應準確可靠，觸點無電弧燒損；滅弧室的真空度應符合產(chǎn)品的技術規(guī)定；絕緣部件、瓷件應完整無損；并聯(lián)電阻、電容值應符合產(chǎn)品的技術規(guī)定；油漆應完整、相色標志正確，接地良好。

真空斷路器本體不需檢修，真空滅弧室損壞或壽命終止時只能更換。更換滅弧室應該注意：滅弧室的安裝質量，以保證動導電桿與滅弧室軸線的同軸；波紋管做開斷與關合操作時，不受扭力，不應與任何部位相摩擦；動導電桿運動軌跡平直，任何時候不會在波紋管周圍產(chǎn)生電火花；在安裝和調整時須特別注意對波紋管的保護，波紋管的壓縮拉伸量不得超過觸頭允許的極限開距；滅弧室端面上的壓環(huán)各個方向上的受力要均勻。

火花檢漏計法、觀察法、交流耐壓法、放電電流檢測法、中間電位變化檢測法、真空度測試儀測定等。行程開距調整：真空斷路器的觸頭開距可通過調節(jié)分閘限位螺釘?shù)母叨然蚓彌_墊的厚度，調節(jié)導電桿連接件長度，可以使導桿的總行程達到規(guī)定值。接觸行程調整：通過調節(jié)絕緣拉桿連接頭與真空滅弧室動導電桿的螺紋實現(xiàn)。三相同步性調整：用三相同步指示燈或其他儀器檢查。分合閘速度調整：操作機構分合閘速度一般不需要作調整。分合閘速度用分閘彈簧來調整，彈簧力越大，分閘速度越快，合閘速度相應變慢；相反則反。一、SF6氣體性能1．物理性質

①SF6為無色、無味、無毒、不可燃、不助燃的非金屬化合物；在常溫常壓下，密度為空氣的5倍；常溫下壓力不超過2MPa時仍為氣態(tài)。熱傳導能力比空氣好。②

SF6分子以硫原子為中心、六個氟原子對稱地分布在周圍形成

的呈八面體結構。氟原子有很強的吸附外界電子的能力，SF6分子捕捉電子后成為低活動性的負離子，對去游離有利。

第三節(jié)六氟化硫斷路器2.化學性質①

SF6氣體在常溫（低于500℃）下是一種化學性能非常穩(wěn)定的惰性氣體。在通常條件下對電氣設備中常用的金屬和絕緣材料是不起化學作用的，它不侵蝕與它接觸的物質。②純SF6氣體無腐蝕，但其分解物遇水后會變成腐蝕性強的電解質，會對設備內部某些材料造成損害及運行故障。（玻璃、瓷、絕緣紙及類似材料易受損害）。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。

④SF6氣體在斷路器操作中和出現(xiàn)內部故障時，會產(chǎn)生不同量的分解物，高毒性的分解物，（如SF4、S2F2、S2F10、SOF2、HF及SO2）會刺激皮膚、眼睛、粘膜，如果大量吸入，還會引起頭暈和肺水腫。

采用合適的材料和采取合理的結構，可以排除潮氣和防止腐蝕。在設備運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）清除設備內的潮氣和SF6氣體的分解物。3．絕緣性能①SF6分子較大，使得電子的自由行程減小，從而減少碰撞游離的發(fā)生。②氟原子有很強的吸附外界電子的能力，SF6分子捕捉電子后成為低活動性的負離子，對去游離有利。③SF6氣體的絕緣性能穩(wěn)定，不會老化變質。當氣壓增大時，其絕緣能力也隨之提高。在0.1MPa下，絕緣能力超過空氣的2倍；在0.3MPa時，其絕緣能力和變壓器油相當。滅弧性能：SF6在電弧的作用下分解成低氟化物，但需要的分解能卻比空氣高得多，因此，SF6分子在分解時吸收的能量多，對弧柱的冷卻作用強。當電弧電流流過零時，低氟化物則急速再結合成SF6

，故弧隙介質強度恢復過程極快。故SF6氣體的滅弧能力相當于同等條件下空氣得100倍。4．滅弧性能SF6斷路器滅弧室工作原理分閘狀態(tài)滅弧室特寫

合閘狀態(tài)滅弧室特寫二、SF6斷路器的特點

優(yōu)點：1．開斷短路電流大，一般能達到40～50kA以上，最高可以達到80kA。2．載流量大（額定電流可達12000A），觸頭的燒損小，電氣壽命長。3．SF6氣體介質強度恢復速度快，開斷近區(qū)故障的性能好，開斷電容電流時不產(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)生過電壓，可降低設備的絕緣水平。4．SF6斷路器的采用全密封結構，減少了設備事故的可能性，使用安全，運行可靠性高。5．SF6斷路器沒有爆炸和火災的危險。噪聲低、無污染、無公害，安全性較高。6．SF6斷路器結構設計緊湊，體積減小，能大幅度地減小占地面積。7．安裝調試簡單方便，施工周期較短，220kV的SF6斷路器只需2～3小時就可裝好。8．檢修周期長，日常維護工作量極小，年運行費用大為降低。缺點：1．制造工藝要求高，制造成本高，價格昂貴。2．SF6氣體處理和管理工藝復雜，要有完備的氣體回收、分析測試設備，工藝要求高。“Y”布置“T”布置“I”布置三、SF6斷路器的結構1.SF6斷路器的本體結構落地罐式2.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.利用壓力來控制有關指令和信號的輸出，用于控制操動機構電動機的起動、停止，輸出閉鎖斷路器分閘、合閘、重合閘的指令。8.用于電動機油泵或空氣壓縮機系統(tǒng)的一種安全保護裝置，當油壓或氣壓超過規(guī)定的最高壓力值時，機構裝置動作，泄壓至規(guī)定的壓力值時自動關閉。5.測量SF6氣體的專用表計，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，兼作密度繼電器使用。9.用來測量SF6氣體的專用表計，起控制和保護作用，不帶指針及刻度。7.用于降低斷路器觸頭間弧隙的恢復電壓速度，提高近區(qū)故障開斷能力，裝設在63kV及以上電壓等級的單斷口SF6斷路器。1.限制合閘或分閘以及重合閘過程中的過電壓，改善斷路器的使用性能。4.主要由過濾罐和吸附劑組成。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四、SF6斷路器的滅弧原理1－主靜觸頭；2－弧靜觸頭；3－噴嘴；4－弧動觸頭；5－主動觸頭；6－壓氣缸；7－逆止閥；8－壓氣室；9－固定活塞；10－中間觸頭特點：變開距滅弧室內的氣體利用率高。斷口電壓可做得較高（斷口間隙可達150～160mm），但開斷電流受到限制。絕緣噴嘴易被電弧燒傷，會影響弧隙的介質強度。1－壓氣罩；2－動觸頭；3－靜觸頭；4－壓氣室；5-靜觸頭；6-固定活塞；7-拉桿1.壓氣式SF6斷路器壓氣式SF6斷路器滅弧室的可動部分帶有壓氣裝置，在開斷過程中利用操作機構帶動活塞和氣缸的相對運動，壓縮SF6氣體形成氣體吹弧而熄滅電弧。對操作功率要求大。壓氣式SF6斷路器結構簡單，斷路器內的SF6氣體只有一種壓力，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。

按滅弧室結構可分：為變開距和定開距。變開距滅弧室：在滅弧過程中，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）。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合材料等絕緣材料制成。逆止閥的作用：使分閘過程中壓氣室的氣體集中向噴嘴吹弧，而在合閘過程中不致在壓氣室形成真空。定開距滅弧室：斷路器的觸頭由兩個帶嘴的空心靜觸頭3、5和動觸頭2組成。在關合時，動觸頭2跨接于靜觸頭3、5之間，構成電流通路；開斷時，斷路器的弧隙由兩個靜觸頭保持固定的開距。特點：噴口采用耐電弧性能好的金屬或石墨等導電材料制成。滅弧室斷口電場均勻，滅弧開距小，（126kV的斷路器只有30mm）電弧能量較小，熄弧能力強，燃弧時間短，可以開斷很大的短路電流。但是壓氣室的體積較大。四、SF6斷路器的滅弧原理2.自能式SF6斷路器利用電弧自身的能量來熄滅電弧的斷路器，可減少對操動機構操作功率的要求，可以提高斷路器的可靠性。自能式SF6斷路器旋轉式熱膨脹式混合式利用設置在靜觸頭附近的磁吹線圈在開斷電流時自動地被電弧串接進回路，被開斷電流流過線圈，在動、靜觸頭之間產(chǎn)生磁場，電弧在磁場的驅動下高速旋轉，電弧在旋轉過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，加熱滅弧室內的SF6氣體，建立高壓力，形成壓差，并通過噴口釋放，產(chǎn)生強力氣流吹弧，從而達到冷卻和吹滅電弧的目的。將幾種滅弧原理同時應用在斷路器的滅弧室中。如旋弧＋熱膨脹，壓氣＋熱膨脹，壓氣＋旋弧，旋弧＋熱膨脹＋助吹。五、SF6斷路器的結構類型

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-操動機構箱優(yōu)點：系列性強，結構簡單，用氣量少，單斷口電壓高、開斷電流大、運動部件少，價格相對便宜，運行可靠性高和檢修維護工作量小。缺點：重心高，抗震能力較差，且不能加裝電流互感器，使用場所受到一定限制。結構特點：滅弧室安裝在高強度瓷套中，用空心瓷柱支承和實現(xiàn)對地絕緣。滅弧室和絕緣瓷柱內腔相通，充有相同壓力的SF6氣體，通過控制柜中的密度繼電器和壓力表進行控制和監(jiān)視。穿過瓷柱的絕緣拉桿把滅弧室的動觸頭和操動機構的驅動桿連接起來，通過絕緣拉桿帶動觸頭完成斷路器的分合操作?！癐”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斷路器的結構類型瓷柱式SF6斷路器五、SF6斷路器的結構類型2.罐式SF6斷路器1－套管；2－支持絕緣子；3－電流互感器；4－靜觸頭；5－動觸頭；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－操作桿結構特點：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，對箱體的絕緣主要靠SF6氣體。絕緣操作桿穿過支承絕緣子，把動觸頭與機構驅動軸連接起來，在兩個出線套管的下部都可安裝電流互感器。優(yōu)點：結構重心低，抗震性能好，滅弧斷口間電場較好，斷流容量大，可以加裝電流互感器，還能與隔離開關、接地開關、避雷器等融為一體，組合成復合式開關設備。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：罐體耗用材料多，用氣量大，系列性差，難度較大，造價比較昂貴。五、SF6斷路器的結構類型罐式SF6斷路器六、SF6斷路器的使用知識1．SF6氣體密度的監(jiān)測2．SF6斷路器的檢漏3．SF6斷路器的含水量監(jiān)測4．SF6斷路器在運行中的檢查壓力表監(jiān)測：在運行中可直觀地監(jiān)測氣體的壓力的變化，平均壓力是否異常。密度繼電器監(jiān)：當氣體泄漏時，先發(fā)補氣信號，繼續(xù)泄漏，對斷路器進行分閘閉鎖，并發(fā)閉鎖信號。定性檢漏：判斷泄漏率的相對程度。方法有：抽真空檢漏、發(fā)泡液檢漏、檢漏儀檢漏、局部蓄積法、分割定位法、壓力下降法等。

定量檢漏：測定SF6氣體的泄漏率，方法有：掛瓶法、扣罩法、局部包扎法等。定量測量應在充氣24h后進行，判斷標準為：年漏氣率不大于1％。測量方法：重量法、電解法、露點法、電容法、壓電石英振蕩法、吸附量熱法和氣相色譜法。

重量法是國際電工委員會（IEC）推薦的仲裁方法，電解法和露點法為其推薦的日常測量方法。運行中除了按斷路器的一般檢查項目進行檢查外還應特別注意檢查氣體壓力是否保持在額定范圍，發(fā)現(xiàn)壓力下降即表明有漏氣現(xiàn)象，應及時查出泄漏部位并進行消除。嚴格防止潮氣進入斷路器內部。六、SF6斷路器的使用知識5、檢修（1）SF6氣體中的雜質及處理（2）SF6斷路器的補氣（3）SF6氣體的回收凈化處理（4）SF6斷路器的檢修注意事項SF6新氣的純度不應低于99.8％，充入設備后SF6氣體的純度不低于97％，運行中SF6氣體的純度不低于95％。

充氣前，所有管路沖洗干凈，充氣后氣壓稍高于要求值。充氣時，先開鋼瓶閥門，再開減壓閥，使SF6氣體緩慢充入設備，并觀察氣壓變化；充氣至額定氣壓后，先關減壓閥，再關鋼瓶氣閥。采用帶有凈化器的SF6氣體回收裝置。

斷電源；氣體回收；氮氣洗；通風換氣；白色粉末吸塵器或柔軟衛(wèi)生紙拭凈；金屬部件清洗劑或汽油清洗；絕緣件無水酒精或丙酮清洗；新密封圈；吸附劑更