配电技术 - 图文

图4-38 灭弧室结构 1－第一道灭弧沟 2－第二道灭弧沟 3－第三道灭弧沟 4－吸弧钢片 断路器的导电回路是：上结线端子→静触头→导电杆(动触头) →中间滚动触头→下结线端子。 （2） 工作及灭弧原理 合闸时，经操动机构和传动机构将导电杆插入静触头来接通电路。 分闸或自动跳闸时，导电杆向下运动并离开静触头，产生电弧；电弧的高温使油分解形成气泡，使静触头周围的油压骤增，压力使逆止阀上升堵住中心孔，致使电孤在封闭的空间内燃烧，灭弧室内的压力迅速增大。同时，导电杆迅速向下运动，产生的油气混合物在灭弧室内的一、二、三道灭弧沟和下面的纵吹油囊中对电弧进行强烈地横、纵吹；下部的绝缘油与被电弧燃烧的油迅速对流，对电弧起到油吹弧和冷却的作用。由于上述灭弧方法的综合作用，使电弧迅速熄灭。图4-39是灭弧室的灭弧过程示意图。 2.高压真空断路器 高压真空断路器是利用“真空”作为绝缘和灭弧介质，具有无爆炸、低噪音、体积小、重量轻、寿命长、电磨损少、结构简单、无污染、可靠性高、维修方便等优点，因此，虽然价格较贵，仍在要求频繁操作和高速开断的场合，尤其是安全要求较高的工矿企业、住宅区、商业区等被广泛采用。 真空断路器根据其结构分有落地式、悬挂式、手车式三种形式；按使用场合分有户内式和户外式。它是实现无油化改造的理想设备。下面重点介绍ZN3-10型真空断路器。 ZN3-10真空断路器主要由真空灭弧室、操动机构(配电磁或弹簧操动机构)、绝缘体传动件、底座等组成。其外形结构如图4-40所示。真空灭弧室由圆盘状的动静触头、屏蔽罩、波纹管屏蔽罩、绝缘外壳(陶瓷或玻璃制成外壳)等组成，其结构如图4-41所示。

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图4-41 真空断路器灭弧室结构 1一静触头 2一动触头 3一屏蔽罩

图4-40 ZN3-10型真空断路器外形 4一波纹管 5一与外壳封接的金属 1－上结线端子（后出线） 2－真空灭弧室 法兰盘 6一波纹管屏蔽罩 7一绝缘外壳 3－下结线端子（后出线） 4－操动机构箱

5－合闸电磁铁 6－分闸电磁铁

7－断路弹簧 8－底座 在触头刚分离时，由于真空中没有可被游离的气体，只有高电场发射和热电发射使触头间产生真空电弧。电弧的温度很高，使金属触头表面产生金属蒸气，由于触头的圆盘状设计使真空电弧在主触头表面快速移动，其金属离子在屏蔽罩内壁上凝聚，以致电弧在自然过零后极短的时间内，触头间隙又恢复了原有的高真空度。因此，电弧暂时熄灭，触头间的介质强度迅速恢复；电流过零后，外加电压虽然很快恢复，但触头间隙不会再被击穿，真空电弧在电流第一次过零时就能完全熄灭。

ZN3-10型系列真空断路器可配用CD系列电磁操动机构或CT系列弹簧操动机构。 3.六氟化硫（SF6）断路器

六氟化硫(SF6)断路器是利用SF6气体作灭弧和绝缘介质的断路器。SF6是—种五色、无味、无毒且不易燃的惰性气体，在150℃以下时，其化学性能相当稳定。由于SF6中不含碳?元素，对于灭弧和绝缘介质来说，具有极为优越的特性，不需要象油断路器那样要经常检修；SF6又不含氧(O)元素，因此不存在触头氧化问题，所以其触头磨损少，使用寿命长。除此之外，SF6还具有优良的电绝缘性能，在电流过零时，电弧暂时熄灭后，SF6能迅速恢复绝缘强度，从而使电弧很快熄灭。但在电弧的高温作用下，SF6会分解出氟(F2)，具有较强的腐蚀性和毒性，且能与触头的金属蒸汽化合为—种具有绝缘性能的白色粉末状的氟化物，因此，SF6断路器的触头一般都设计成具有自动净化的作用。这些氟化物在电弧熄灭后的极短时间内能自动还原。对残余杂质可用特殊的吸附剂清除，基本上对人体和设备没有什么危害。

SF6断路器灭弧室的结构形式有压气式、自能灭弧式(旋弧式、热膨胀式)和混合灭弧式(以上几种灭弧方式的组合，如压气+旋弧式等)。我国生产的LNl、LN2型为压气式，LW3型户外式采用旋弧式灭弧结构。LN2-10型高压SF6断路器的外形结构如图4-42所示，其灭弧室的工作原理如图4-43所示。

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图4-42 LN2-10高压SF6断路器 1－上结线端子 2－绝缘筒 3－下结线端子 4－操动机构箱 5－小车 6－断路弹簧 图4-43 SF6高压断路器灭弧室工作原理 1－静触头 2－绝缘喷嘴 3－动触头 4－汽缸 5－压气活塞 6－电弧 断路器的静触头和灭弧室中的压气活塞是相对固定的。当跳闸时，装有动触头和绝缘喷嘴的汽缸由断路器的操动机构通过连杆带动离开静触头，使汽缸和活塞产生相对运动来压缩SF6气体并使之通过喷嘴吹出，用吹弧法来迅速熄灭电弧。 SF6断路器具有下列优点：断流能力强，灭弧速度快，电绝缘性能好，检修周期长，适用于需频繁操作及有易燃易爆炸危险的场所；但是，SF6断路器的要求加工精度高，密封性能要求严，价格相对昂贵。 SF6断路器的操动机构主要采用弹簧、液压操动机构。 4.高压开关设备的常用操动机构介绍 操动机构又称操作机构，是供高压断路器、高压负荷开关和高压隔离开关进行分、合闸及自动跳闸的设备。一般常用的有手动操动机构、电磁操动机构和弹簧储能操动机构。 操动机构的型号表示和含义如下： 11

（1）CS系列手动操动机构 CS系列的手动操动机构可手动和远距离跳闸，但只能手动合闸，采用交流操作电源，无自动重合闸功能，且操作速度有限，其所操作的断路器开断的短路容量不宜超过100MV?A。但是结构简单，价格低廉，使用交流电源简便，一般用于操作容量630kV?A以下的变电所中的隔离开关和负荷开关。图4-44 是SC6型的手动操动机构和GN8型高压隔离开关的配合使用图。图4-45是CS2型手动操动机构的外形结构。

（2）CD系列电磁操动机构 电磁操动机构能手动和远距离跳、合闸（通过其跳、合闸线圈），也可进行自动重合闸，且合闸功率大，但需直流操作电源。图4-46是CD10型的外形和内部结构图。操作SN10-10型高压少油断路器的CD10型根据断路器的断流容量不同，分别有三种CD10-10Ⅰ、CD10-10Ⅱ和CD10-10Ⅲ型来配合使用。它们的分、合闸操作简便，动作可靠。但结构较复杂，需专门的直流操作电源，因此，一般在变压器容量630kV?A以上，可靠性要求高的高压开关上使用。 （3）CT系列的弹簧储能操动机构 弹簧储能操动机构不仅能手动和远距离跳、合闸，且操作电源交、直流均可，又可实现一次重合闸，因而其保护和控制装置可靠、简单。 虽然结构复杂，价格较贵，但其应用已越来越广泛。

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