第6章给出了SF6气体的主要性质。由于单压式具有体积小、可靠性高及开断性能好等优点，在电力系统中得到了广泛应用，如今的高压、超高压电力传输系统中的开关设备一般均采用这种SF6断路器。SF6断路器的外型结构可分为瓷瓶支柱式和落地罐式两大类。1）瓷瓶支柱式高压SF6断路器的总体结构属积木式结构。图8-3为550kV罐式SF6断路器的结构示意图，图8-4所示为550kV罐式SF6断路器外形，图8-5所示为1100kV罐式SF6断路器外形。......
2023-07-02
单压式SF6断路器的特点与优势
【摘要】：双压式SF6断路器结构复杂且容量低。经过研究，人们利用开断过程中压缩SF6气体的方式取消了压缩机，这就出现了单压式SF6断路器。单压式SF6断路器只有一个气压系统，灭弧室的可动部分带有压气装置，靠分闸过程中活塞气缸的相对运动，造成短时间的气压升高，产生吹弧作用来熄灭电弧。这里应该指出的是，在单压式SF6断路器灭弧室中，喷口是一个非常重要的部件，可以说是灭弧室中的核心部件。
双压式SF6断路器结构复杂且容量低。经过研究，人们利用开断过程中压缩SF6气体的方式取消了压缩机，这就出现了单压式SF6断路器。
单压式SF6断路器只有一个气压系统，灭弧室的可动部分带有压气装置，靠分闸过程中活塞气缸的相对运动，造成短时间的气压升高，产生吹弧作用来熄灭电弧。这种带压气装置的灭弧室又称为压气式灭弧室。
压气式灭弧室又可分为两类：变开距和定开距。
1.变开距
图8-7给出了变开距单压式灭弧室工作原理，图中活塞是固定不动的。分闸时，操动机构通过连接杆带动触头、绝缘喷口和压气缸运动，活塞压缩压气缸中的气体，使气体的压力升高。触头分开后，在触头之间产生电弧，部分电弧也会加热气体使压气缸中的气压进一步升高，这时喷口还未打开。从动触头开始动作到喷口打开的这一段时间称为预压缩阶段，在这个阶段中要对下一步喷口打开后的气吹阶段提供良好的气吹条件，这样在设计中要有预压缩行程。在压气式灭弧室中要求有较大的预压缩行程（超行程），一般要求达到全行程的40%。超行程加大，全行程也加大，因此压气式SF6断路器的固有分断时间比其他断路器长一些。动触头和压气缸进一步动作，喷口打开，这时进入气吹阶段。气体在压气缸的作用下，吹向电弧，与电弧发生强烈的作用使电弧熄灭。要保证电弧可靠熄灭，压气室内的气体压力应该足够高，也就是保持在临界压力以上。
图8-8所示为在分断过程中压气室内压力的变化。Spv为压气室体积压缩率。在承压面积Sp一定的情况下，若压气室运动速度v足够大（v＞v0），室内气压在气吹阶段继续提高；若v太小（v＜v0），室内气压将不断下降；而当压气室运动速度等于某一理想速度v0时，可以维持压气室内的气压不变。理想速度v0可以根据气体能量平衡方程、灭弧室结构参数等计算得到。
图8-7 变开距单压式灭弧室工作原理
1—静触头 2—绝缘喷口 3—动触头 4—压气缸 5—活塞
图8-7给出的是单吹式结构灭弧室，即压气室中的气体通过喷口进行单向吹弧，更进一步的气吹方式是压气室利用双吹的原理。图8-9所示为压气式变开距双向吹弧灭弧室工作原理。这种灭弧结构主气流流过大直径的绝缘喷口，而支气流流过两个空心触头。这种支气流不仅限制了触头材料进入绝缘喷口，而且有助于在小故障电流下实现软开断，因为触头的分离还足以使主气流通过大截面喷口。双向吹弧结构能提高开断容量，和单向吹弧方式相比，双向吹弧方式能提高开断电流20%以上。
图8-8 在分断过程中压气室内压力的变化
由于单压式灭弧装置的气体压力比双压式低，液化温度可降低，在不是特别低温的地区使用时不需装加热器，加之可省去压气泵等装置，因此与双压式结构相比其结构简单，造价便宜，维护也较方便。近年来由于采用了大功率液压操动机构和双向吹弧灭弧室，各项技术参数均已大大提高。
这里应该指出的是，在单压式SF6断路器灭弧室中，喷口是一个非常重要的部件，可以说是灭弧室中的核心部件。现代灭弧室设计中，许多工作都集中在喷口的形状和结构的参数设计上，这是因为喷口决定了吹弧气流的流动状态，决定了气流与电弧之间的相互作用，对电流过零弧后的介质强度恢复有重要的作用。国内外对喷口电弧气流场的计算做了大量工作，也取得了不少成果。压气式断路器中的绝缘喷口是采用聚四氟乙烯材料中添加其他成分（如三氧化二铝），可以提高喷口的耐烧损性。
图8-9 压气式变开距双向吹弧灭弧室工作原理
2.定开距
图8-10所示为压气式定开距灭弧室工作原理。在这种灭弧室中，电弧最后被引到两个固定开距的触头上燃烧，而后气吹熄灭。图8-10a所示为触头在合闸位置。分闸时，操动机构带着动触头和压气缸运动，在活塞与压气缸之间的SF6气体被压缩，产生高气压。当动触头脱离左边的触头后产生电弧，电弧被引到两个固定触头之间燃烧，并为高压SF6气体气吹所熄灭，如图8-10b所示。当电弧熄灭之后，触头处在图8-10c所示的分闸位置。
图8-11给出了一种具有高效能定开距双向吹弧的灭弧装置。该装置带有反向运动活塞，预压缩阶段在压气缸内进行。为了缩短开断时间，不仅气缸运动，而且活塞朝气缸反向运动，预压气结束后，触指同灭弧喷口的滑动接触面分离。压缩气体以最短的路线径向流入灭弧喷口之间，并沿轴向流出。电流开断后，主触头带动压气缸运动到最终位置。这种断路器不仅开断电流大，而且缩短了开断时间，可达到两周波开断。
图8-10 压气式定开距灭弧室工作原理
1—压气缸 2—动触头 3—带喷嘴的空心触头 4—活塞
有关现代高压电器技术的文章
- 详细阅读
-
SF6断路器的分类和特点详细阅读
SF6断路器无噪声公害，无火灾危险。SF6断路器要求加工精度高，密封性好，对水分和气体的检测要求严格，给生产带来一定困难。图6-17为LW-220型SF6断路器一相的外形图。......
2023-06-30
-
双压式SF6灭弧室原理及结构示例详细阅读
双压式灭弧室有高压和低压两个气压系统，灭弧时喷口打开，高压SF6气体经过喷口吹向低压系统，与电弧发生能量交换使电弧熄灭。图8-6所示为双压式SF6灭弧室结构示例。在双压式灭弧室中，每一个灭弧单元有两个断口，单元电压比单压式的高。......
2023-07-02
-
自能吹弧式SF6断路器：高效保护电网的新选详细阅读
近年来，在高压断路器灭弧方式上取得了新的突破。因此，根据理论计算，自能式SF6断路器的操作功可降低为单压式的20%。下面将分别介绍一些结构的自能吹弧式SF6断路器。这种断路器是以电弧本身能量为主的热膨胀+助吹SF6断路器。自能式断路器的开断能力与开断电流大小极其相关。此室最大限度地利用电弧能量产生灭弧压力，因而它仅需要压气式断路器20%的操作功。图8-24给出了ABB公司自能吹弧EDG型SF6断路器一相柱中的开断过程。......
2023-07-02
-
限压式变量叶片泵的特点和应用详细阅读
限压式变量叶片泵能借助输出压力的大小自动改变偏心距e的大小来改变输出流量。压力调节螺钉11用以调节限压变量泵的起控压力。最大流量调节螺钉8用以限制定子的最大偏心量，即泵的空载流量。图2-19 限压式变量叶片泵特性曲线......
2023-06-15
-
单断口高电压大容量断路器的特点和应用场景详细阅读
单断口、高电压、大容量断路器是单压式SF6断路器在高电压、大容量方面的发展方向。日立公司亦已开发出了550kV单断口断路器。日本现已研究1100kV、50kA双断口特高压SF6断路器。东芝公司研制的断路器达到单断口高电压大容量的两条途径也即该断路器的特点如下：1）采用混合灭弧方式。日本的日立公司多年来也致力于减少550kV SF6断路器的断口数，现已研制成功550kV单断口SF6断路器。......
2023-07-02
-
关键问题：开发自能式SF6断路器需解决的挑战详细阅读
图8-68 操作力及压气缸截面积对灭弧室特性的影响图8-69 压气缸行程和压力特性自能式SF6断路器灭弧室的体积大小对开断过程中的气压特性影响很大，同时对燃弧区间的影响也很大。采用长喷口时，SF6气体在超声速状态下只有微弱的锥波，接近于均匀气流，所以对于断路器需采用长喷口。......
2023-07-02
-
旋弧式SF6断路器：控制电弧弧柱旋转的新技术详细阅读
自能吹旋式SF6断路器利用电弧自己的能量熄灭电弧。热膨胀式前面已作过介绍，这里介绍旋弧式SF6断路器。对于旋弧式SF6断路器，当动、静触头分开时，触头间产生电弧，利用电弧电流通过磁场线圈在其周围产生磁场，以此驱动和控制电弧弧柱在SF6气体中作旋转运动。纵向旋弧式的优点是电弧产生在最大磁通密度区内，而且使电弧呈螺线型进入线圈内。图8-73给出了一种旋弧+热膨胀式灭弧原理图。......
2023-07-02
相关推荐