第二章-高压断路器构造与工作原理
户内真空高压真空断路器结构及原理
ZN65-12户内高压真空断路器一． 概述 断路器作为配电线路中的一个重要元件，承担着线路电力的接通、切断、故障保护等功能。
真空断路器以其绝缘强度高，熄弧能力强，没有火灾和爆炸危险等诸多优点而受到电力部门的完全认可，在７．２ｋＶ～１２ｋＶ范围内，真空断路器以占绝对优势，并在很短的时间内会完全取代油（或少油）断路器。
九十年代以来，国外著名的公司纷纷推出新一代１２ｋＶ真空断路器，如德国ＳＩＥＭＥＮＳ公司推出的３ＡＨ１～３ＡＨ５系列真空断路器，ＡＢＢ公司推出的ＶＤ４型真空断路器，日本三菱公司推出的ＶＫ型真空断路器等等。
它们显著的特点是：可靠性大为提高，尺寸小巧，外观精美，适合目前电力行业的发展要求。
随着我国电力事业的大力发展，市场迫切需要在性能、可靠性、外观上接近但价格明显低于国外同类产品的真空断路器。
根据这一趋势，我厂根据我国电力行业的要求和国际上真空断路器技术发展的最新发展趋势自行研制开发的ＺＮ６５Ａ－１２型新一代系列户内交流真空断路器，并通过甘肃省经济贸易委员会组织的专家鉴定。
本断路器可以使用在交流50Hz （60Hz ），12kV 及以下的电力系统中。
ZN65A –12系列户内高压真空断路器符合GB1984、DL403、GB/T11022、IEC56等标准规定，并在国家高压电器质量监督检验中心和KEMA 试验站通过了严格的型式试验。
二． ＺＮ６５Ａ－１２／Ｔ６３０￣４０００－２０￣６３系列交流高压真空断路器技术参数（表１） 表１ 数 值序号 名称单位 ZN65A -12/20 ZN65A -12/25 ZN65A -12/31.5 ZN65A -12/40 ZN65A -12/631额定电压kV 12 2 额定电流A630 1000 12501000 125012501600 2000 2500 1250 1600 2000 2500 315040001min 工频耐受电压 42 3 额定绝 缘 水平冲击耐受电压kV 754 额定短路开断电流 20 25 31．5 40 63 5 额定短路关合电流（峰值） 50 63 100(80) 130(100) 1606 额定动稳定电流（峰值） 50 63 100(80) 130(100 1607 额定热稳定电流（有效值） kA 2025 31．540 63 8 额定短路开断电流开断次数 次 50 3020 9 额定短路开断电流的直流分量 ≥35%≥40%10额定热稳定时间s4数 值序号 名称 单位 ZN65A -12/20 ZN65A -12/25 ZN65A -12/31.5 ZN65A -12/40 ZN65A -12/6311 额定操作顺序 ★ ☆12 机械寿命次 20000 10000 13 额定单个电容器组开断电流 630 14 额定背对背电容器组开断电流 A 40015 额定及最高电压下的分闸时间 ms 45±10 16 最低操作电压分闸时间 ms 60±10 17额定及最高电压下的合闸时间ms50±1045±10 注：(1) ★ 分-0.3s-合分-180s-合分 ☆ 分-180s-合分-180s-合分(2)括号内参数为配SIEMENS 公司,无锡SIEMENS 公司,美国西屋公司真空灭弧室参数。
SF6高压断路器结构及工作原理
• 由电动机8与齿轮泵 1产生的高压力油直 接推动活塞3，用来 操作速度不高、操 作功率不大的传动 轴
液压机构原理
LW 10B-252
型断路器的液压
操动方式为分相 操作，三相分别 配有相同的液压 机构，组成元件 如图所示。
液压机构的动作过程
五、液压弹簧操动机构 液压弹簧操动机构是液压与弹簧机构的组合。 工作模块 充能模块 储能模块 控制模块 检测模块
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、“Y”型、“I”型。
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。
四、液压操动机构
1、液压操动机构是用液压油作为能源来进行
操作的机构。其输出力特件与断路器的负载特性 配合较为理想，有自行制动的作用，操作平稳， 冲击震动小，操作力大，需要控制的能量小，较 小的尺寸就对获得几吨或几十吨的操作力。
除此之外，液压机构传动快、动作准确，是当
前高压和超高压断路器操动机构的主要品种。
7、缺点：
a、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。 b、为满足压气的要求，需配置大功率的操动机 构。
SF6高压断路器结构及工作原理参考文档
12
单压式灭弧装置
1、只有一种压力（一般为304-808kPa) 。在开断过程中，灭弧室所需的吹弧压力 由动触头系统运动时的压气活塞产生；
2、图11-2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。
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储能模块
主要由储能活塞缸、储能 活塞、碟型弹簧组成.在液压 油的作用下通过储能器活塞压 缩碟形弹簧并将液压能长期存 储在储能活塞缸内，为断路器 分、合闸操作做好必要的能量 储备。
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碟簧
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控制模块
主要由电磁阀、换 向阀组成，通过主控室 给出的电信号命令使相 应电磁阀打开阀口，使 换向阀换向从而达到分 闸或合闸的目的。
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监测模块
主要由行程开关、安 全阀组成，通过对碟簧的 压缩量的监测带动行程开 关凸轮旋转来断开或闭合 微动开关触点达到为主控 室报警及自动闭锁的目的 。当压力高于规定值时泄 压阀自动开启达到保护机 构的目的。
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以上五个模块通过连接管连接后，可与工作 缸组成一个紧凑的整体，实现可靠的动作，其结 构特点具有以下几个优点： 1. 模块式结构具有结构简单紧凑，零件量少，通 用性强，性能可靠且便于检查。 2. 液压集成回路具有无外部油管，损耗小，传动 效率高，泄漏量低。 3. 优质碟簧储能器具有不存在氮气泄漏，系统压 力稳定，应力松弛小，寿命长，可靠性高 4. 优良的液压缓冲系统具有操作平稳，无反跳， 噪音低，易与和调速系统不同断路器适配。
2
(2)保护作用。当电力系统某一部分发生 故障时，它和保护装置、自动装置相配合， 将该故障部分从系统中迅速切除，减少停电 范围，防止事故扩大，保护系统中各类电气 设备不受损坏，保证系统无故障部分安全运 行。
电气化铁路牵引供变电技术—第二章—高压开关电器
第二章 高压开关电器
（2）影响去游离的因素 ①电弧的温度：以减弱热游离，减少新的带电质点的产生。 ②介质的特性：电弧燃烧时所在介质的特性在很大程度上
决定了电弧中去游离的强度，这些特性包括：导热系数、热 容量、热游离温度、介电强度等。
③触头材料：当触头材料采用熔点高、导热能力强和热容 量大的耐高温金属时，减少了热电子发射和电弧中的金属蒸 汽，有利于电弧熄灭。
第二章 高压开关电器
第二节 SF6断路器
一、 SF6气体的特性
1、 SF6气体的优良特性 ① SF6气体的电子具有共价键结构，如图2-6所示。 ② SF6气体为无色、无味、无毒、非燃烧性、亦不助燃的非金属化合 物。 ③ SF6气体化学性质非常稳定，即不易与其它物质发生化学反应。 ④ SF6气体热稳定性好，灭弧能力相当于同等条件下空气的100倍。 ⑤ SF6气体是无毒的，但在电弧作用下可
能分解出不同程度的 毒性气体。
第二章 高压开关电器
2、 SF6气体的危害及其对策 ① 高温电弧分解产物和其本身与接触介质发生化学反应生成物有毒 性； ② 六氟化硫是一种温室气体对环境有危害的。 在制造、运用和检修SF6断路器时应注意： ①必须严格控制SF6气体中的水分； ②排放废气和拆开断路器灭弧装置时应戴好防毒面具，防护手套，尽 量不漏皮肤； ③排放废气时应通过过滤罐，过滤有毒粉尘到大气中； ④断路器部件的拆装、检修一般在干燥、清洁的室内进行； ⑤拆卸处理部件应马上用塑料布包好并系紧。
开关等开关电器； ⑵ 仅开断过负荷电流或短路电流：熔断器； ⑶ 不允许用其开断或闭合电流：高压隔离开关，只用来检修时隔
离电源（注意区别高压负荷隔离开关）；自动分段器，用来在预定的 记忆时间内根据选定的计数次数，在无电流的瞬间自动分段故障线路 ；
高压断路器的构造及工作原理
高压断路器的构造及工作原理高压断路器是一种用于开关高电压电路的电气设备，通常被用于电力系统中，对于保护线路以及设备的安全存在着至关重要的作用。
其构造与工作原理十分复杂，需要通过多个部件的紧密协作来完成其功能，本文将着重介绍这些方面的内容。
一、高压断路器的构造高压断路器通常由两个主要部分构成，一个是本体部分，另一个则是操作机构部分。
本体部分通常包括下列部件：1. 导电材料：高压断路器的导电材料通常为铜或铝，由于铜的导电性更好，但重量和价格更高，所以在实际使用过程中还需根据不同的需求选择不同种类的金属材料。
2. 弧熔室：高压断路器的弧熔室通常由高温抗磨蚀的材料制成，比如说铜铬合金等，其主要作用是将电路中产生的弧光收束在一定的区域内，限制弧光的延伸范围，从而确保电路的安全性。
3. 绝缘材料：高压断路器需要借助绝缘材料来确保电路的安全性，绝缘材料通常由瓷瓶、油池、绝缘子以及绝缘套等部件组成。
操作部分通常包括：1. 电磁铁：高压断路器中的电磁铁通过电磁吸引力来控制电路的开关，通常需要使用交、直流电源。
2. 整流器：在交流电源供应的情况下，整流器通过将交流电源转换为直流电源的方式来确保电路的稳定性。
3. 控制电路：控制电路是高压断路器的核心，其通过控制电磁铁的电流，来控制断路器的开断过程，从而确保电路的正常运行。
二、高压断路器的工作原理高压断路器的工作原理是在开关断路器时，强迫产生一种感应电动势或者介质击穿放电来切断电路。
一般情况下，断路器在实际的操作过程中，需要满足下列条件：1. 能够在电流过载或短路时迅速开断电路。
2. 能够在电压异常情况下保护电路，避免电路承受由于电压异常产生的损害。
3. 能够在高温环境下保障电路的安全性。
4. 能够满足在正常工作状态下的设计要求，如最大电流负载和最大额定电压等。
5. 具备能够自动再连接的能力，从而确保电路的稳定性和可靠性。
当工作电流低于额定值时，断路器工作正常，电弧消失后，通电回路立即恢复正常，并能承受额定电压下的常用负荷;当工作电流高于额定值时，断路器可迅速切断电流，避免电器和电缆的损伤，并且保证可靠的过载保护，具有过载保护能力。
高压开关柜断路器(电磁、弹簧、永磁)操作机构工作原理、优缺点与选型计算方法
高压开关柜断路器（电磁、弹簧、永磁）操作机构工作原理、优缺点与选型计算方法（一）、电磁操作机构结构。
⑴、电磁操作机构原理：电磁操作机构结构比较简单，机械组成部件数量约120个，它是利用通过合闸线圈中的电流产生的电磁力驱动合闸铁芯，撞击合闸连杆机构进行合闸的，其合闸能量的大小完全取决于合闸电流的大小，因此需要很大的合闸电流。
⑵、电磁操作机构的优点主要有：①、结构比较简单，工作比较可靠，加工要求不是很高，制造容易，生产成本较低；②、可实现遥控操作和自动重合闸；③、有较好的合、分闸速度特性。
⑶、电磁操作机构的缺点主要有：①、合闸电流大，合闸线圈消耗的功率大，需要配大功率的直流操作电源；②、合闸电流大，一般的辅助开关、继电器触点不能满足要求，必须配专门的直流接触器，利用直流接触器带消弧线圈的触点来控制合闸电流，从而控制合、分闸线圈动作；③、操作机构动作速度低，触头的压力小，容易引起触头跳动，合闸时间长，电源电压变动对合闸速度影响大；④、耗费材料多，机构笨重；⑤、户外变电所断路器的本体和操作机构一般都组装在一起，这种一体式的断路器一般只具备电动合、电动分和手动分的功能，而不具备手动合的功能，当操作机构箱出现故障而使断路器拒绝电动时，就必须停电进行处理。
（二）、弹簧操作机构。
⑴、弹簧操作机构结构：①、弹簧操作机构由弹簧贮能、合闸维持、分闸维持、分闸4个部分组成，零部件数量较多，约200个，利用机构内弹簧拉伸和收缩所储存的能量进行断路器合、分闸控制操作。
②、弹簧能量的储存由储能电机减速机构的运行来实现，而断路器的合、分闸动作靠合、分闸线圈来控制，因此断路器合、分闸操作的能量取决于弹簧储存的能量而与电磁力的大小无关，不需太大的合、分闸电流。
⑵、弹簧操作机构的优点主要有：①、合与分闸电流不大，不需要大功率的操作电源；②、既可远方电动储能，电动合、分闸，也可就地手动储能，手动合、分闸，因此在操作电源消失或出现操作机构拒绝电动的情况下也可以进行手动合、分闸操作；③、合与分闸动作速度快，不受电源电压变动的影响，且能快速自动重合闸；④、储能电机功率小，可交直流两用；⑤、弹簧操作机构可使能量传递获得最佳匹配，并使各种开断电流规格的断路器通用同一种操作机构，选用不同的储能弹簧即可，性价比优。
SF6断路器构造及其工作原理
6．真空断路器：利用真空灭弧和绝缘，灭弧 时间一般只有半个周波。
SF6(六氟化硫)
• SF6气体已有百年历史，它是法国两位化学家Moissan和Lebeau于1900年合成的
人造惰性气体，1947年提供商用。当前SF6气体主要用于电力工业中。SF6气体用 于4种类型的电气设备作为绝缘和/或灭弧；SF6断路器及GIS（在这里指六氟化硫 封闭式组合电器，国际上称为“气体绝缘开关设备”（Gas Insulated Switchgear)）、SF6负荷开关设备，SF6绝缘输电管线，SF6变压器及SF6绝缘变 电站。80%用于高中压电力设备
• 灭弧室（1）
支
• 支柱（2）
柱
• 传动箱（3）
传 动 箱
单 极 剖 面 图
灭 弧 室
静触 静 头座 弧
触 头
GL314型断路器灭弧室的工作原理
• 灭弧介质：灭弧介质为 压缩的SF6气体，或在 特殊情况下采用压缩的 SF6和CF4的混合气体。
• 灭弧原理：灭弧室属于 热膨胀型，利用电弧的 能量，并具有辅助的自 动氩气功能。
• 说明：工作部件位于密 闭的瓷套内，将断路器 的进出线绝缘。
动触头座
开 热喷
断 膨气
单 胀室
元室
带
门
双
阀
的
活塞Biblioteka GL314型断路器灭弧室的工作原理
上接线板 静触头座 主触头 动触头 动触头座
上接线板
主触头 动触头 动触头座
下接线板
下接线板
GL314型断路器灭弧室的工作原理
Vt Vc
合闸位置
Vt : 热能室
SF6断路器构造及其工作原 理
16012421 张磊 16012422 闫涵
高压断路器原理及及结构
一、起：断路器与电弧
三、结构和分类
三、结构和分类
三、结构和分类
（1）开断元件：开断、关合电路和安全隔离电源； 包括导电回路、动静触头和灭弧装置。
（2）绝缘支撑元件：支撑开关的器身，承受开断元 件的操动力和各种外力，保证开断元件的对地绝缘； 包括瓷柱、瓷套管和绝缘管。
2）落地罐式SF6断路器。其总体结构类似于箱 式多油断路器，它的灭弧装置用绝缘件支撑在 接地金属罐的中心，借助于套管引线，基本上 不改装就可以用于全封闭组合电器之中。这种 结构便于加装电流互感器，抗震性好，但系列 性差，且造价昂贵。
三、SF6断路器机构分类
三、SF6断路器机构分类
2）落地罐式SF6断路器。其总体结构类似于箱 式多油断路器，它的灭弧装置用绝缘件支撑在 接地金属罐的中心，借助于套管引线，基本上 不改装就可以用于全封闭组合电器之中。这种 结构便于加装电流互感器，抗震性好，但系列 性差，且造价昂贵。
三、SF6断路器结构分类
断路器结构分类 （1）瓷柱式SF6断路器。其灭弧装置在支持瓷
套的顶部，由绝缘杆进行操动。这种结构的优 点是系列性好，用不同个数的标准灭弧单元和 支柱瓷套，即可组成不同电压等级的产品；其 缺点是稳定性差，不能加装电流互感器。
三、SF6断路器结构分类
三、SF6断路器机构分类
四、高压断路器的型号含义和技术参数
全开断时间：全开断时间是指从分闸回路接到分闸命 令至所有极电弧熄火时的时间。次时间等于断路器的 分闸时间与电弧持续时间之和。
合闸—分闸时间（金属短接时间）：在合闸操作期间 第一相触头合的瞬间和在接着发生的分闸操作期间所 有相的弧触头分开瞬间之间的时间间隔
SF6断路器构造及其工作原理
（3）弹簧机构故障，调节合闸弹簧和检查储 能电机电源回路。停电处理。 （4）点此操作机构分合闸失灵，如直流控制 保险熔断，断路器辅助触点转换不到位或接 触不良，断线短路。根据情况停电处理。
谢谢
一般吹弧的主要措施是用气体或油流吹弧 ，其中包括横吹或纵吹。用两个或两个以上的 断口熄弧，比单口拉弧更长，速度更快。
三、断路器的分类 LW10B-252(H)/4000-50
1．多油断路器：利用绝缘油作为灭弧介质、 相间及相对地绝缘介质。 2．少油断路器：绝缘油只作灭弧介质。载流 部分是借空气和陶器绝缘材料或有机绝缘材料 来绝缘，灭弧方式多为横向吹动电弧。 3．空气断路器：利用压缩空气的吹动来熄灭 电弧的。和控制断路器的分合阐动作。 4．SF6断路器：用SF6气体作绝缘和灭弧介质。 5．磁吹式断路器：当电弧电流通过吹弧线圈 以产生磁束来吹弧及消弧。
SF6断路器构造及其工作原 理
一、断路器的作用：
高压断路器在正常运行时用它接通或切 断负荷电流；在电气设备或线路发生短路 故障或严重过负荷时，由继电保护装置控 制其自动迅速地切断故障电流，切断发生 短路故障的设备或线路，以防止扩大事故 范围。 二、断路器的功能
(1)控制作用。根据电力系统运行的需要， 将部分或全部电气设备，以及部分或全部 线路投人或退出运行。
SF6断路器的优缺点
1、优点 （1）开断能力强 （2）允许开端次数较多 （3）噪音小，无火灾危险，可重复使用 2、缺点 在过于频繁的操作中，由于电弧的作用分解 SF6气体产生有腐蚀性的气体，对触头及瓷
绝缘有损害。
断路器的巡视检查
一、空气断路器的正常巡视内容 （1）检查压缩空气的压力是否正常。 （2）空气系统的阀门、通道、储气筒等处有
2、接触发热 （1）开断容量不足，过负荷，切除大电流故 障。 （2）机构原因合闸不到位。引起动静触头接 触不良发热，同时断路器引线也会应接触面 氧化，连接螺栓松动而发热。 ★ 申请转移负荷和停电处理；对油断路器应 控制其开断短路电流的次数，严格检查质量 。
高压开关柜结构及工作原理相关知识讲解
高压开关柜结构及工作原理
❖ 进车操作：手车由柜外推进柜内时，应使用专用 的转运车。进车时柜门开启应大于90°。将装有 断路器的转运车推至柜前，使转运车定位杆对准 开关柜上的定位孔，推动转运车靠近柜体，使转 运车上锁钩勾在柜体上，调节转运车托盘下的调 节螺母，使转运车的轨道与柜体轨道相连接。进 车前确认断路器已分闸。进柜时需先用人力将手 车推到试验位置。 配通用型底盘车时，离开断开/试验位置前，此时 右手可将进出车摇把插入操作孔顺时针旋转，当 断路器走完规定行程后，摇把转不动时，完成进 车操作。
高压开关柜结构及工作原理
高压开关柜结构及工作原理
手车室：
高压开关柜结构及工作原理
❖ 隔室两侧安装了轨道，供手车在柜内移动时 的导向和定位。静触头盒的隔板（活门）安 装在手车室后侧。手车从断开位置/试验位置 向工作位置移动的过程中，遮挡上、下静触 头盒的活门自动打开；手车反方向移动时， 活门自动关闭，直至手车退至断开位置/试验 位置而完全遮挡住静触头盒，形成隔室间有 效的隔离。断路器室的门上有观察窗，通过 观察窗可以观察隔室内手车所处位置、断路 器的合、分闸显示、储能状况等状态。
高压开关柜结构及工作原理
❖ 接地开关与电缆室盖板间的联锁：只有当接 地开关处于合闸状态时，开关柜的下门或电 缆室的后封板才能打开。也只有在电缆室的 后封板封闭时接地开关才可以打开。
高压开关柜结构及工作原理
❖ F-C开关熔断器与接触器之间的联锁： F-C开关熔断器与接触器之间的电气联锁： 三相熔断器的任何一相（或两相或三相同时） 熔断时，撞击器射出的顶杆将推动断相杆运 动，压下行程开关，这时将使合闸状态的接 触器分闸，接触器的合闸回路被断开。直到 所有故障恢复正常后才能进行接触器的合闸 操作。
三、高压断路器的结构与原理
三、高压断路器的结构与原理一、简答题1．高压电器的作用如何？高压电器是指在高电压的电路中用来实现电路的关合、开断、控制、保护、调节和量测作用的电器。
2．高压电器是如何分类的？按照高压电器的功能不同，可以分为三大类，即开关电器、量测电器和限流、限压电器。
3．什么是高压电器中的开关电器？它是如何分类的？主要用来关合与分断正常电路与故障电路，或用来隔离高压电源。
根据其功能的不同又可分为：（1）高压断路器它能关合与分断正常情况下的各种负载电路，又能在故障情况下关合与开断短路电流，而且还能实现自动重合闸的要求。
它是高压电器中一种功能最为全面的电器。
（2）高压熔断器俗称保险。
当线路中电流超过一定的限度或出现短路故障时能够自动开断电路。
电路开断后，熔断器必须人工更换部件后才能再次使用。
（3）高压负荷开关只能在正常工作情况下关合与开断各种负载电路，但不能开断短路电流。
（4）高压隔离开关用来隔离电源或电路。
隔离开关只能开断很小的电流，例如长度很短的母线空载电流，容量不大的变压器空载电流等。
（5）接地开关高压与超高压线路检修电气设备时，为确保人身安全，可用接地开关进行接地。
接地开关可用来人为造成电力系统的接地短路，以达到控制和保护的目的。
4．什么是高压电器中的量测电器？它是如何分类的？主要包括电流互感器和电压互感器。
（1）电流互感器用来配合测量高压线路中的电流，供计量和继电保护用。
（2）电压互感器用来配合测量主高压线路中的电压，供计量和继电保护用。
5．什么是高压电器中的限流、限压电器？它是如何分类的？主要包括避雷器和电抗器。
（1）避雷器用来限制过电压，使电力系统中相关的各电气设备免受大气过电压和内部过电压的危害。
（2）电抗器实质上就是一个电感线圈，用来限制故障时的短路电流。
不难看出上述高压电器都是保证电力系统安全可靠运行必不可少的电气设备。
6．对高压电器的基本要求是什么？其性能参数有哪些？对高压电器的主要要求包括一般电气性能方面的要求自然环境方面的要求和其它方面的要求等。
高压断路器原理及应用课程课件
框架上装：分闸弹簧31、支持绝缘子30、 分闸限位器28和合闸缓冲器25。
传动系统：包括转轴27和绝缘拉杆29。
箱体中部装：灭弧室，采用纵横吹和机 械油吹联合作用的灭弧装置，通常为三 级横吹，一级纵吹。
箱体的下部：球墨铸铁制成的基座22， 基座内装有转轴、拐臂和连板组成的变 直机构，变直机构连接导电杆。
开关电器
开关电器介绍 断路器介绍 断路器的分类 高压断路器主要参数 电弧与熄弧原理 断路器出现的常见故障 SF6气压降应采取的措施 交流断路器用于直流电路
开关电器介绍
1按安装场所：户内式和户外式 户内式：装在建筑物内，一般工作在35kV及以下的电压等级
户外式：适用于安装在露天，一般工作在35kV及以上的电压等级。
断路器的分类
油断路器 多油式断路器
多油式断路器是以绝缘 油为灭孤介质及主要绝 缘介质的高压断路器， 其结构简单、工艺要求 低、但体积大、用钢材 和绝缘油都比较多，在 电压较高时尤其如此， 所以已经逐渐被少油式 断路器或空气断路器所 代替。
少油式断路器
1-油气分离器 2-上出线座 3-灭弧室 4-绝缘筒 5-动触头杆 6-紫铜滚轮 7-下出线座 8-塞杆 9-基座 10-主轴 11-绝缘拉杆 12-分闸弹簧 13-瓣形静触头
基座下部：装有分闸油缓冲器23和放油 螺栓24，分闸油缓冲器在分闸时起缓冲 作用，吸收分闸终了时的剩余能量。
导电回路：电流由上接线座5引入，经过 静触头7、导电杆20和滚动触头19，从下 接线座18引出。
当断路器分、合闸时，操动机构通
过主轴、绝缘拉杆和基座内的变直机构，
使导电杆上下运动，实现断路器的分、
除了35k V的多油断路器仍然在少量生产和使用外，其余电 压等级的多油断路器已停止生产。一般用于偏远的、经济 落后的地区。以DW8-35型断路器为典型代表。
高压设备的作用和工作原理(最新修改)
变电站高压电器的作用和工作原理高压电器设备（断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、电容器、变压器、电抗器、负荷开关、高压熔断器、避雷器、避雷针）一断路器（QF）断路器（QF）：一、高压断路器的作用高压断路器是发电厂、变电所以及各类配电装置中不可缺少的电气设备，高压断路器是电力系统中最重要的开关设备。
它们的作用是：（1）能切断或接通高压线路的空载电流。
（2）能切断与闭合高压线路的负荷电流。
（3）能切断与闭合高压线路的故障电流（短路电流）。
当系统中发生故障时迅速切除故障部分，以保证非故障部分的正常运行；（4）与继电保护配合，可快速切除故障，保证系统安全运行。
设备检修时隔离带电部分，以保证工作人员的安全。
高压断路器的基本要求断路器在电力系统中承担着非常重要的任务，不仅能接通或断开负荷电流，而且还能断开短路电流。
因此，断路器必须满足以下基本要求。
（1）工作可靠；（2）具有足够的开断能力；（3）具有尽可能短的切断时间。
（4）具有自动重合闸性能（5）具有足够的机械强度和良好的稳定性能（6）结构简单、价格低廉二、高压断路器的分类和特点高压断路器的分类1.按安装地点分类高压断路器按安装地点可分为屋内式和屋外式两种。
2.按所采用的灭弧介质分类（1）油断路器（多油断路器和少油断路器）（2）真空断路器（3）SF6断路器高压断路器的特点（1）多油断路器。
结构简单，制造方便，便于在套管上加装电流互感器，配套性强；耗钢、耗油量大、体积大、重量重；属自能式灭弧结构。
多油断路器应用范围35kV、110 kV线路。
（2）少油断路器。
结构简单，制造方便，可配用各种操动机构；比多油断路器油量少、重量轻；采用积木式结构，便于制成各种电压等级产品。
少油断路器应用范围10 kV线路。
（3）真空断路器。
灭弧室材料及工艺要求高；体积小、重量轻；触头不易氧化；灭弧室的机械强度比较差，不能承受较大的冲击振动。
真空断路器应用范围10 kV线路。
第二章高压断路器的构造及工作原理
通过人工智能技术，对高压断路器进行故障预测、模式识别和优化 控制，提高设备运行的可靠性和安全性。
通信技术
借助现代通信技术，实现高压断路器的远程监控和数据共享，方便 运维人员进行远程操作和管理。
环保节能型产品设计理念推广
绿色材料
选用环保、可回收的材料，降低高压断路器生 产过程中的能耗和污染。
操动机构与传动系统
操动机构是高压断路器的动力来源，用 于驱动触头系统进行分合操作。常见的 操动机构有弹簧操动机构、液压操动机 构和气动操动机构等。
传动系统是将操动机构的输出力矩传递给触 头系统的部分，包括连杆、拐臂、轴承等部 件。传动系统的设计应保证传动的准确性和 稳定性。
操动机构与传动系统的性能直接影 响高压断路器的分合速度、分合闸 时间、分合闸不同期等参数。
第二章高压断路器的 构造及工作原理
汇报人：XX
目录
• 高压断路器概述 • 高压断路器构造 • 高压断路器工作原理 • 高压断路器性能参数与选型 • 高压断路器维护与检修 • 高压断路器新技术发展趋势
CHAPTER 01
高压断路器概述
定义与作用
定义
高压断路器，又称高压开关，是 一种用于在高压电路中切断或闭 合电流的电器设备。
机械寿命和电寿命评估
机械寿命
指高压断路器在规定的操作条件下，能够完成规定次数的机械操作（如合闸、分闸）而 不发生损坏或严重磨损的寿命。机械寿命的评估需考虑高压断路器的结构设计、材料选
用、制造工艺等因素。
电寿命
指高压断路器在规定的电气条件下，能够完成规定次数的开断操作而不发生电气性能下 降的寿命。电寿命的评估需考虑高压断路器的灭弧性能、触头磨损、绝缘老化等因素。
绝缘支撑与外壳
高压断路器结构与工作原理的介绍
高压断路器结构与工作原理的介绍摘要：高压断路器是电力系统中的重要设备，熟悉断路器的结构、工作原理以及机械特性参数对电力行业员工具有重要意义。
本文以ZN65-12型真空断路器为例，详细地分析了其结构、分合闸工作原理以及机械特性参数。
关键词：断路器；结构；工作原理；机械特性1引言高压断路器运行可靠性对电网的保护与控制至关重要。
机械特性参数是评价断路器操动性能的重要指标。
在断路器型式试验、出厂检验或交接试验前都必须对机械特性进行严格测试，对于投运中的断路器，也必须对其进行定期机械特性测试，通过发现机械特性参数异常安排检修预防断路器的运行故障。
对断路器机械特性参数进行测试之前，需要熟悉断路器的结构、工作原理以及操动时的分合闸过程，从动触头的分合闸曲线上明白与断路器性能相关的各类机械特性参数。
本文将详细介绍断路器的结构、工作原理以及机械特性参数。
2高压断路器结构简介高压断路器是一种专用于断开或接通电路的开关设备，在电力系统正常运行时它能够接通或切断负荷电流；在电气设备或线路发生短路故障、严重过负荷时，能够由继电保护装置控制而迅速切断故障电流，以防止事故范围的扩大。
断路器根据装设地点，可分为户内和户外两种型式；按照使用的灭弧介质和灭弧原理可分为油断路器、空气断路器、六氟化硫断路器、真空断路器等。
由于油断路器运行和维护工作量大、有火灾危险，空气断路器结构复杂、制造工艺和材料要求高，且有色金属消耗多，维护工作量大。
目前油断路器、空气断路器逐渐被六氟化硫断路器和真空断路器取代。
本文的研究和实验是以ZN65-12型真空断路器为例，ZN65-12型真空断路器的内部结构如图1所示，各个部件的名称已经标出说明。
断路器的操动机构布置在断路器前面、灭弧室布置在后面，它们共同在一共结构框架上，该整体结构具有很好的结构刚度和传动机械效率，使得断路器具有机械特性稳定、电气性能可靠等优点。
真1机构箱体 2绝缘子 3灭弧室 4上出线端5安装挂板 6合闸弹簧 7辅助开关 8二次插头9分闸电磁铁 10合闸电磁铁 11油缓冲 12软连接13下出线端 14变直传动机构 15绝缘连杆 16分闸弹簧图1 ZN65-12断路器内部结构示意图空灭弧室通过拥有高绝缘性能的支撑绝缘子以固定端朝上、动端朝下的垂直状态固定在基架上，灭弧室通过变直传动机构与操动机构相连接。
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DL在合闸位置时， 形成的导电回为： 上接线端子—静触头—导电杆 —中间触头—下接端子 分闸时，导电杆与静触头分开， 导电回路即被切断而产生电弧， 油在高温下蒸发分解成大量气体， 油压增高。随着动触头继续下移， 在灭弧室内油气混合物对电弧进行 横吹和附加纵吹，使电弧熄灭。
1）合闸 对于合闸操作，希望开关能迅速动作把电路接通，避免电弧对
触头的烧伤，因此，对操作机构要求有足够的合闸能量，具体到不 同的操作机构有不同的要求，如液压操作机构的液压要保持在适当 的范围，气动操作机构的气压要保持在适当的范围，弹簧储能机构 在合闸前要预先完成储能工作等，如果液压、气压等不符合要求， 将自动启动油泵、风机等机械加压。
对于进行自动重合闸的开关，没有具体的指标描述，但在进行开关 选择时，多选择开断容量大或开断电流大的断路器。
四、少油断路器 1.SN10-10少油断路器
1-铝帽 2-上接线端子 3-油标 4-绝缘筒 5-下接线端子 6-基座 7-主轴 8-框架 9-断路弹簧
外形结构图
操动机构接到分、
合闸信号后，在
传动元件： 主要零部件：
各种连杆 齿轮 拐臂 液压管道 压缩空气管道等
功能： 将操作命令及操作功传递给开断元件的触头和其它部
件
操作机构： 主要零部件：
弹簧、液压、电磁、气动及手动机构的本体及 其配件 功能： 为开断元件分合闸操作提供能量，并实现各种规定的 操作
合闸位置
触头运动 分闸位置
电流流过 分闸时间
分闸操作
燃弧时间
时间
开断时间
所有相中电弧最终熄灭
所有相中触头分离 分闸脱扣器带电
合闸时间：在额定操作电压下，从断路器合闸线圈通电开
始至主触头刚接触为止。
触头运动
合闸位置
分闸位置 关合时间
合闸时间
电流流过 合闸操作 预击穿时间
时间
所有相中触头接触 第一相中开始流过电流 合闸回路带电
4.自动重合闸
在线路保护中，通常都安装有自动重合闸装置，在输电线路发生 故障后，首先由继电保护装置动作驱动断路器跳开输电线路，然后经 过延时，由自动重合闸装置驱动断路器把输电线路合上，如果线路中 已经不存在故障，则开关不在动作，输电线路正常输电，如果线路中 故障仍然存在，则继电保护装置再次动作驱动断路器跳开输电线路。
第二章-高压断路器构造与工作原理
按其采用的灭弧介质划分：
多油：油量多一些，其油作为灭弧介质，又作为绝 缘介质。 因油量多、体积大，断流容量小、运行维护较困难，
油断路器 现已淘汰。
少油：油量较少，仅作为灭弧介质
SF6断路器
真空断路器：因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝 缘介质都是高真空而得名；其具有体积小、重量轻 、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电 网中应用较为普及。
灭弧室由几种不同形状 的灭弧片叠装而成
灭弧过程：从动、静触头分开产生电弧到第一吹弧道打开，称为封 闭气泡阶段。在此阶段电弧处在静止的气泡中，冷却作用差，电弧 难以熄灭。动触头继续向下运动，第一、第二、三吹弧道相继打开， 灭弧室内的高压气体经吹弧道向外排图出2，.1对3 电SN弧10横-1向0少吹油拂断，路使器电弧 强力冷却与去游离。
2）保持合闸 开关的合闸和分闸，可以有以下几种操作方式：由操作人员通
过控制屏（一般设在主控制室）或开关跟前的端子箱通过操作把 手或按钮完成，也可以由操作人员通过远动系统的调度端下达操 作命令，通过远动系统的信道把命令传送到设在变电所的执行端， 执行端对命令进行处理后发出分闸或合闸脉冲。无论是何种操作 方式，都应该有相应的电路对分闸或合闸脉冲进行保持，同时， 在操作完毕且相应的操作信号撤消后，开关触头仍应该保持在操 作后位置，以上两个功能的实现全赖操作机构的保持功能完成。
高压断路器的可以进行手动操作和电动操作，无论何种操
作方式，都要通过操作机构完成开关的分合闸操作。Байду номын сангаас作机构
一般地由以下几个部分组成： 1）能量转换机构
高压开关的分、合闸的最后完成都要依靠机械能来实现，因此 存在着把电能转换为机械能的转换机构，这种把电能转化为机械 能的机构有电磁铁（早期断路器多采用这种操作机构，特点是分、 合闸电流很大，特别是合闸电流，可达70~90安培）、电动机（多 应用于隔离开关）、液压传动机构和压缩空气工作缸（目前断路 器采用比较多的操作机构）。
从这一过程来看，断路器的动作情况可能是以下两种情况之一：
a. 断路器跳闸（输电线路出现故障）→断路器合闸（自动重合闸装置 驱动）
b. 断路器跳闸（输电线路出现故障）→断路器合闸（自动重合闸装置 驱动）→断路器跳闸（线路还存在故障）
显然，对于以上两种情况，断路器都面临着在短时间内进行多次 操作，特别是后一种情况，断路器更是在短时间内多次分断故障电流。
其他标志
G-改进型 I、II、III-断流能力代号
额定电压(kV)
I型：断流容量300MVA II型：500MVA III型：750MVA
例如：S N 10 – 10 I 少油、户内、设计序号：10、额定电压10kV、I型
二、高压断路器的基本结构：
开断元件
支
持
主要零部件：开关本体 的底架、底座
绝
功能：整台产品的基础 缘
件
传
动
元
件
操
动
机
基座
构
开断元件：
主要零部件： 主灭弧室 主触头系统 主导电回路 辅助灭弧室 辅助触头系统 并联电阻
功能： 开断及关合电力线路，安全隔离电源
支持绝缘件： 主要零部件：
瓷柱 瓷套管 绝缘管等构成的支柱本体 拉紧绝缘子等 功能： 保证开断元件有可靠的对地绝缘，承受开断元件的操 作力及各种外力
磁吹式断路器：利用磁场的作用使电弧熄灭的一种断路
器。磁场通常由分断电流本身产生，电弧被磁场吹入灭弧 片狭缝内，并使之拉长、冷却，直至最终熄灭。磁吹断路 器的触头在空气中闭合和断开。
一、高压断路器的型号表示和含义：
S-少油 D-多油 Z-真空 L-SF6 N-户内 W-户外
安装地点 设计序号
额定开断电流(kA) 额定电流(A)
2）联动机构 用于把能量转换机构中的机械能转换为开关动作，一般由四边形连 杆机构、拐臂和拉杆组成。
3）保持机构 把操作过程保持在进行中的状态，防止命令消失引起的操作失败。
4）释放机构 在操作完成后实现对机构状态的返回。
在进行分、合闸操作时，操作机构可能出现的各种工作情 况都要综合考虑到，对开关操作机构提出以下要求：