高壓斷路器的原理及應用

能源環(huán)境
高壓斷路器原理及應用
寧夏固原市供電局變電檢修工區(qū) 李小偉
【摘 要】高壓斷路器是變電所主要的電力控制設(shè)備，具有滅弧 （二）高壓斷路器的組成結(jié)構(gòu)
性。當系統(tǒng)正常運行時，它能夠切斷和接通電路和各種電氣設(shè)備的空載和 高壓斷路器主要有五部分組成，也是靠著五部分完成工作的。包
負載電流；當系統(tǒng)發(fā)生故障時，它能夠配合繼電保護系統(tǒng)，及時迅速的切 括通斷元件、中間傳動機構(gòu)、操動機構(gòu)、絕緣支撐件和基座。
斷故障電流，可以防止事故范圍的擴散。目前，高壓斷路器主要應用在電 通斷元件是斷路器的核心部分，主電路的接通和斷開由他來完
力系統(tǒng)，并且隨著技術(shù)理論的提高，也在擴大其應用范圍。 成。主電路的通斷由操作機構(gòu)接到操作指令后，經(jīng)中間傳動機構(gòu)傳送
【關(guān)鍵詞】斷電器;高壓斷電器 到通斷元件，通斷元件執(zhí)行命令，使主電路接通或斷開。通斷元件包
括有觸頭、導電部分、滅弧介質(zhì)和滅弧室等。一般安放在絕緣支撐件
斷路器的基本理論和工作原理牽涉面較廣，內(nèi)容龐雜，既有電磁 上，使帶電部分與地絕緣，而絕緣支撐件則安裝在基座上
學理論，也有熱學和力學理論。在電磁學和熱學方面既有場又有路， 三、高壓斷路器的應用及選擇
既有穩(wěn)態(tài)過程也有暫態(tài)過程；在力學方面則涉及到靜力學、動力學、 （一）高壓斷路器的應用
流體力學和空氣動力學方面的內(nèi)容。此外還涉及到電工材料、絕緣、 高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要、最復雜的電器設(shè)備。高壓斷路
放電、試驗等多項技術(shù)，并隨著時代的發(fā)展內(nèi)容不斷擴充和更新，如 器在高壓電路中起控制作用，是高壓電路中的重要電器元件之一。斷
計算機技術(shù)的應用等。有關(guān)內(nèi)容不只用于高壓斷路器，還可用于包括 路器用于在正常運行時接通或斷開電路，故障情況在繼電保護裝置的
高壓電器、低壓電器等各種電氣設(shè)備。 作用下迅速斷開電路，特殊情況（如自動重合到故障線路上時)下可靠
一、斷路器的分類 地接通短路電流。高壓斷路器是在正?；蚬收锨闆r下接通或斷開高
斷路器按其適用范圍分為高壓斷路器低壓斷路器，高低壓界線 壓電路的專用電器。斷路器的工作狀態(tài)（斷開或者閉合）是由他的操
劃分比較模糊，一般將3kV以上的稱為高壓電器。低壓斷路器又稱自 動機構(gòu)控制的。
動開關(guān)，俗稱空氣開關(guān)，也是指低壓斷路器，它是一種既有手動開關(guān) 高壓負荷開關(guān)、高壓隔離開關(guān)和高壓斷路器的區(qū)別：1、高壓負荷
作用，又能自動進行失壓、欠壓、過載、和短路保護的電器。它可用來 開關(guān)是可以帶負荷分斷的，有自滅弧功能，但它的開斷容量很小很有
分配電能，不頻繁地啟動異步電動機，對電源線路及電動機等實行保 限。2、高壓隔離開關(guān)一般是不能能帶負荷分斷的，結(jié)構(gòu)上沒有滅弧
護，當它們發(fā)生嚴重的過載或者短路及欠壓等故障時能自動切斷電 罩，也有能分斷負荷的高壓隔離開關(guān)，只是結(jié)構(gòu)上與負荷開關(guān)不同，
路，其功能相當于熔斷式開關(guān)與過欠熱繼電器等的組合。而且在分斷 相對來說簡單一些。3、高壓負荷開關(guān)和高壓隔離開關(guān)，都可以形成明
故障電流后一般不需要變更零部件，已獲得了廣泛應用。本文主要講 顯斷開點，大部分高壓斷路器不具隔離功能，也有少數(shù)高壓斷路器具
解高壓斷路器的基本原理及應用。 隔離功能。4、高壓隔離開關(guān)不具備保護功能，高壓負荷開關(guān)的保護
二、高壓斷路器的原理 一般是加熔斷器保護，只有速斷和過流。5、高壓斷路器的開斷容量可
斷路器的作用是切斷和接通負荷電路，以及切斷故障電路，防止 以在制造過程中做的很高。主要是依靠加電流互感器配合二次設(shè)備
事故擴大，保證安全運行。而高壓斷路器要開斷1500V，電流為1500- 來保護?？删哂卸搪繁Ｗo、過載保護、漏電保護等功能。
2000A的電弧，這些電弧可拉長至2m仍然繼續(xù)燃燒不熄滅。故滅弧 （二）高壓斷路器的選擇
是高壓斷路器必須解決的問題。 對高壓斷路器有以下幾個方面的要求，這些要求在斷路器的基
吹弧熄弧的原理主要是冷卻電弧減弱熱游離，另一方面通過吹 本技術(shù)參數(shù)上得到體現(xiàn)。
弧拉長電弧加強帶電粒子的復合和擴散，同時把弧隙中的帶電粒子 1.斷路器在額定條件下（額定電壓、額定電流）可以長期工作。
吹散，迅速恢復介質(zhì)的絕緣強度。 2.應有足夠的開斷能力，并保證有足夠的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定（開斷
（一）高壓斷路器的種類 電流、額定關(guān)合電流、極限通過電流、熱穩(wěn)定電流）。
高壓斷路器 (或稱高壓開關(guān))是發(fā)電廠、變電所主要的電力控制 3.具有盡可能短的開斷時間，這對減少電網(wǎng)的故障時間，減輕故
設(shè)備，具有滅弧特性,當系統(tǒng)正常運行時，它能切斷和接通線路以及 障設(shè)備的損害，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性都是有利的。
各種電氣設(shè)備的空載和負載電流;當系統(tǒng)發(fā)生故障時,它和繼電保護配 4.結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、體積小、重量輕、便于安裝。
合，能迅速切斷故障電流,以防止擴大事故范圍。因此，高壓斷路器工 （三）高壓斷路器的技術(shù)發(fā)展
作的好壞,直接影響到電力系統(tǒng)的安全運行；高壓斷路器種類很多， 目前，高壓斷電器廣泛應用在電力系統(tǒng)。由于電力系統(tǒng)對高壓斷
按其滅弧的不同，可分為：油斷路器（多油斷路器、少油斷路器）、六 路器的要求相對較高，因此，高壓斷電器的技術(shù)也在得到長足發(fā)展。
氟化硫斷路器（SF6斷路器）、真空斷路器、壓縮空氣斷路器等。 主要體現(xiàn)在：新介質(zhì)的應用，新型觸頭材料的開發(fā)和研制、制造工藝
1．采用變壓器油作為滅弧介質(zhì)和觸頭開斷后的弧隙絕緣介質(zhì)以 水平的提高，以及理論研究的發(fā)展。目前，高壓斷電器正在向著電壓
及帶電部分與接地外殼之間絕緣介質(zhì)的斷路器稱為多油式斷路器；采 大容量、小型化、智能化的方向發(fā)展。
用變壓器油作為滅弧介質(zhì)和觸頭開斷后的弧隙絕緣介質(zhì)的斷路器稱
為少油式斷路器。
2．采用具有優(yōu)良滅弧和絕緣性能的SF6氣體作為滅弧介質(zhì)的斷 參考文獻
路器稱為六氟化硫斷路器。其開斷能力強，體積小；但結(jié)構(gòu)復雜，耗 [1]高壓斷路器智能系統(tǒng)研究,霍夢友,張光遠,電加工與磨
材多。 具,2005年第3期
3．利用真空的高介質(zhì)強度來滅弧的斷路器，其滅弧速度快，壽 [2]戶外高壓斷路器的滅弧方式,蘇斌,重慶工學院學報,2008年
命長，體積小。 第5期
4．采用壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)和觸頭開斷后的弧隙絕緣介質(zhì) [3]高壓斷路器的研究與開發(fā),魏俊梅,沈陽工業(yè)大學，2008年
的斷路器稱為壓縮空氣斷路器。其滅弧能力強，壓縮迅速，但結(jié)構(gòu)復 [4]智能型相控開關(guān)技術(shù)的研究與實現(xiàn),白申義,清華大學出版
雜，耗材多。 社，2009年
《科技與企業(yè)》雜志 2012年1月（上） 69

高壓斷路器是一種專門設(shè)計用于開關(guān)和保護高壓電力系統(tǒng)的設(shè)備，其主要原理是通過電磁感應、氣壓或液壓作用來斷開和閉合電路，以隔離高壓電荷和在電力故障時迅速切斷電流，從而保護電力線路和設(shè)備的安全。 高壓斷路器的工作原理大致分為以下幾個步驟： 1. **正常操作**：在電力系統(tǒng)正常運行時，斷路器保持閉合狀態(tài)，允許電流通過。它的觸頭由絕緣材料隔開，以防止電弧產(chǎn)生。 2. **過載保護**：當電流超過額定值時，由于熱效應或電磁力，斷路器內(nèi)的脫扣裝置會動作，使斷路器迅速跳閘，切斷電流，防止設(shè)備過熱損壞。 3. **短路保護**：如果發(fā)生短路，電流急劇增大，產(chǎn)生的高溫和電弧會觸發(fā)斷路器內(nèi)的滅弧裝置，迅速打開斷路器，隔離故障區(qū)域。 4. **自動重合閘**：部分高級斷路器具備自動重合閘功能，當短暫故障后恢復正常時，可以自動重新接通，提高供電可靠性。 高壓斷路器廣泛應用于電力系統(tǒng)中的變電站、輸電線路、配電網(wǎng)絡以及大型工業(yè)設(shè)備中，確保了電力傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性。選擇和使用高壓斷路器需要考慮電壓等級、額定電流、開斷能力、操作速度等多種因素。如果您有更具體的問題或者需要了解關(guān)于高壓斷路器的型號、選購建議等，請隨時告訴我。