六氟化硫断路器产品户外式六氟化硫断路器800kV800kV罐式六氟化硫断路器罐式六氟化硫断路器 2019/11/202019/11/2012LW3-10型断路器用弹簧操动机构型断路器用弹簧操动机构六氟化硫断路器的操动机构2第一节第一节 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：六氟化硫断路器六氟化硫断路器六氟化硫断路器六氟化硫断路器 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：触头在六氟化硫气体中分合的断路器触头在六氟化硫气体中分合的断路器触头在六氟化硫气体中分合的断路器触头在六氟化硫气体中分合的断路器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截至截至2019年年1月月25日，平高电气研制的日，平高电气研制的LW55B-550/Y6300-63型型单断口单断口罐式罐式六氟化硫断路器产品已通过了容量试验难度最大、试验验证最关键的六氟化硫断路器产品已通过了容量试验难度最大、试验验证最关键的T100s和和T100a的额定短路开断电流为的额定短路开断电流为63kA的开断试验。
的开断试验运行中，六氟化硫运行中，六氟化硫断路器产品的电压等级最高可达断路器产品的电压等级最高可达800kV800kV；单断口电压高达；单断口电压高达550kV550kV（线电压）线电压）3二、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，SFSF6 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43.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5二、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67SF6断路器工作原理：断路器工作原理：视频视频56/u11/v_MzQyOTY4MjY.html7 外能式外能式：是利用：是利用外储外储SFSF6 6或或操作力操作力，使，使SFSF6 6气体运动，将电气体运动，将电弧熄灭混合式混合式2.按按灭弧装置不同，灭弧装置不同，分为分为双压式、单压式双压式、单压式和和旋弧式旋弧式三种早期的早期的SFSF6 6断路器都用断路器都用双压式灭弧装置双压式灭弧装置，由于其结构复杂，所，由于其结构复杂，所需辅助设备多，维护不便，已逐渐为需辅助设备多，维护不便，已逐渐为单压式灭弧装置所取代单压式灭弧装置所取代即即“双压双压单压式单压式”，亦即，亦即“压气式压气式（灭弧室有活塞，原理（灭弧室有活塞，原理类似于打气筒）类似于打气筒）旋弧式旋弧式”；83 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：9（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，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只在灭弧过程中起作用主阀10（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气体气体中断路器断路器接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气体气体自自高压区顺着箭头所示方向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，打开打开位于动触位于动触头上的头上的通道通道2 2，给高压气体提供了出路因此，电弧一经形成就处，给高压气体提供了出路因此，电弧一经形成就处于于SFSF6 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，主阀主阀关闭关闭，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，由高吹弧时，由高压区进入低压区的压区进入低压区的SFSF6 6气体仍保留在低压区内气体仍保留在低压区内，俟，俟高压区气压降低高压区气压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打到低压区的气体打到高压区高压区，形成，形成封闭的自循环系统封闭的自循环系统。
114单压式灭弧装置：又称压气式灭弧室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12（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（双向吹弧方式（图图6 63 3）和单向吹弧方式相比，双向吹弧方式能提高）和单向吹弧方式相比，双向吹弧方式能提高开断电流开断电流2020以上以上开孔13（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1：14b 压气式断路器开断过程示意图2：15（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聚四氟乙烯烯（Polyt etrafluoroethene，一般称作，一般称作“不粘不粘涂涂层层”；是一种使用氟取代聚乙；是一种使用氟取代聚乙烯烯中所有中所有氢氢原子的人工合成高分子材料。
原子的人工合成高分子材料这这种种材料有抗酸抗碱、抗各种有机溶材料有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂剂的特点，几乎不溶于所有的溶的特点，几乎不溶于所有的溶剂剂同时时，聚，聚四氟乙四氟乙烯烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，可作具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，可作润润滑，亦成滑，亦成为为水管内水管内层层的理想涂料的理想涂料原因：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16（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175旋弧式灭弧装置：（1）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18（2）旋弧式SF6断路器单极剖面图：19（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操作功大的操动动机构，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液压压机构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20三、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2000A，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212222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23优 点：可在进出线套管上装设电流互感器，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2425550kV罐式断路器25 图6-1126第二节 高压SF6断路器的操动机构开关电器的触头分合必须靠机械操动系统才能完成操动机构作为高高压压SF6断断路路器器的重要组成部分，型式多样，有弹弹簧簧操操动动机机构构、气气动动机机构构、液液压压机机构构、液液压压弹弹簧簧机机构构等分别由储能单元、控制单元和力传递单元组成27一、对操动机构的基本要求1合合闸闸时时。