SF6高压断路器结构及工作原理
SF6断路器原理、结构及性能特征
SF6断路器原理、结构及性能特征青海电力科学试验研究院2009年7月1、SF6气体1.1 SF6气体的基本特性纯净的SF6是一种无色、无嗅、无毒、不可燃的卤素化合物。
SF6气体的化学性质非常稳定，在空气中不燃烧，不助燃，与水、强碱、氨、盐酸、硫酸等不反应，在低于150℃时，SF6气体呈化学惰性，极少溶于水，微溶于醇。
与传统绝缘油相比，其绝缘性能和灭弧性能都较为突出。
SF6气体是由最活泼的氟原子和硫原子结合而成，分子结构是个全对称的八角体。
其分子量较大，为146；SF6气体难溶于水，在常温甚至较高温度下都不会发生化学反应；SF6气体的热传导性能差，仅为空气的2/3，但是其散热性能比空气要好。
图1 SF6分子结构1.2 SF6气体的绝缘性能断路器开断后，触头间间隙绝缘能力的恢复是电弧熄灭的重要因素，间隙中带电粒子的多少决定了绝缘能力的大小。
当触头分开产生电弧后，带电粒子主要是热游离和碰撞游离产生的，由于SF6气体是负电性的气体，而且体积比较大，对电子捕获较易，并能吸收其能量生成低活动性的稳定负离子，其自由行程短，使间隙间难以再产生碰撞游离，大大减少了间隙中的带电粒子。
因此，在一个大气压下，SF6气体的绝缘能力超过空气的两倍，在三个大气压下，其绝缘能力和变压器油相当。
1.3 SF6气体优良的灭弧性能SF6气体在电弧的作用下，接受电能而生成低氟化合物，但电弧电流过零时，低氟化合物能迅速再合成SF6气体。
故弧隙介质强度恢复较快，所以SF6气体的灭弧能力相当于同等条件下空气的100倍。
1.4 影响SF6气体击穿电压的部分因素SF6气体的自屏蔽效应：在极不均匀电场下，当棒电极发生电晕放电后，放电所产生的空间电荷，因热运动向周围扩大，从而形成较为均匀的电晕层，它改善了棒极周围的电场分布，相当于扩大了棒极的半径一样，这种作用叫做电极的自屏蔽效应。
由于SF6气体的分子直径大，分子量大，故与空气相比，它的空间电荷热运动低，使棒极周围的空间电荷密集，而不易向外扩散，因此SF6气体的自屏蔽效应不如空气好。
SF6断路器基本结构ppt课件
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4.操动机构
主要指各种型式的操动机构和传动机构 , 它的作用是实现对断路器规定的操作程序 , 并使断路器能够保持在相应的分、合闸位 置。
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3.根据所配置操动机构类型的不同
根据所配置操动机构类型的不同 , 也可分为 液压机构式、气动机构式、弹簧机构式 SF6 断路器等 ;
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SF6 断路器基本结构 及灭弧过程
一、SF6 断路器的基本结构组成 二、灭弧室结构及灭弧过程
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3.变开距 灭弧室的基本结构图
图 －1
变开距灭弧室基本结构
( a ）合闸状态； ( b ）压气过程；（3）吹弧过程； ( d ）分闸状态
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。
41
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。
330KV SF6高压断路器课件
2.断路器本体结构与工作原理
产品单极剖面图
2.1灭弧室 整个灭弧室由三部分组成。 动触头装配：由喷管(6)、动触 头环(7)、动弧触头(8)、压气 缸(9)、动触头(10)、缸体(11) 组成。 静触头装配：由静触头座(1)、 均压罩(2)、触指(3)、触指弹 簧(4)、静弧触头(5)组成。 瓷套装配：由鼓形瓷套及法兰 组成。
330KV六氟化硫（SF6）高压 断路器课件
大唐八〇三发电厂设备部 二〇一五年十二月
六氟化硫（SF6）高压断路器简介
• 六氟化硫断路器是利用SF6气体为绝缘介质和灭弧介质的无油化开关设备，其绝缘性能 和灭弧特性都大大高于油断路器，由于其价格较高，且对SF6气体的应用、管理、运行 都有较高要求，故在中压（35、10KV）应用还不够广，主要应用于110kV以上的电压等 级。 瓷柱式结构：取积木式，系列性强，可用多个相同的单元灭弧室和支柱瓷套组成不同 电压等级的断路器。中国FA4－550型SF6断路器为瓷柱式结构,其额定电压为500千伏， 最高工作电压为550千伏。断路器由三个独立的单相和一个液压、电气控制柜组成。每 相由两个支柱瓷套的四个灭弧室（断口）串联而成。在每个支柱瓷套顶部装着两个单 元灭弧室，为120°夹角V形布置,两个均压并联电容器为水平布置。这种结构布置既考 虑到结构的机械应力状态，又照顾到绝缘的要求。灭弧室和支柱瓷套内均充有额定压 力的 SF6气体。瓷柱式断路器使用液压操作机构。液压机构的控制和操作元件以及线 路均设于控制柜内。每相断路器的下部装有一套液压机构的动力元件，如液压工作缸 等。灭弧室由液压工作缸直接操动。支柱瓷套内装有绝缘操作杆，操作杆与液压工作 缸相连接。 罐式结构：采用了箱式多油断路器的优点，将断路器与互感器装在一起，结构紧凑， 抗地震和防污能力强,但系列性较差。中国LW-220型罐式SF6断路器单相结构如图。此 种断路器为三相分装式。单相由基座、绝缘瓷套管、电流互感器和装有单断口灭弧室 的壳体组成。每相配有液压机构和一台控制柜，可以单独操作，并能通过电气控制进 行三相操作。断路器采用双向纵吹式灭弧室,分闸时,通过拐臂箱传动机构，带动气缸 及动触头运动。灭弧室充有额定气压为6表压(20℃)的SF6气体。
SF6讲义_断路器基本结构
SF6讲义_断路器基本结构SF6（六氟化硫）断路器是一种高压开关设备，常用于电力系统中的变电站和输电线路中。
它的主要功能是在系统中断开或接通电路，并保护电力设备免受故障或过载的损害。
下面是关于SF6断路器的基本结构的详细讲义。
一、SF6断路器的基本构造SF6断路器由以下主要部分组成：1、绝缘体罩：绝缘体罩是将断路器内部与外界环境隔离的部分，通常由瓷质或绝缘弧罩组成。
2、断路器主体：断路器主体是SF6断路器的核心部分，包括固定触头、活动触头、熔断器、弹簧机构等。
断路器主体通常由金属材料制成，以确保其良好的导电性能和机械强度。
3、电磁铁：电磁铁是用来关闭或分离断路器触头的部分，通常由磁铁线圈和可移动铁芯组成。
当线圈通电时，磁场将铁芯吸引向触头，使其接通或断开电路。
4、操作机构：操作机构是控制和操作断路器的部分，通常由手动或电动机构组成，可以实现断路器的开关操作和状态监测。
5、SF6气体系统：SF6气体系统是为绝缘和灭弧提供气体的部分，通常包括SF6气体压力容器、过滤器、干燥器等。
气体系统能够维持合适的SF6气体压力和纯度，以确保断路器的正常运行。
二、SF6断路器的工作原理SF6断路器的工作原理主要有以下几个步骤：1、合闸：当断路器关闭时，电磁铁线圈通电，磁场将可移动铁芯吸引向触头，使其接触，电路闭合。
同时，SF6气体在触头之间形成绝缘层，以防止电流过载和火花放电。
2、分闸：当断路器断开时，电磁铁线圈断电，磁场消失，可移动铁芯受到弹簧机构的作用逐渐离开触头，电路打开。
此时，SF6气体将扩散和灭弧，避免产生电弧或火花。
3、灭弧：当断路器打开时，可能会产生电弧或火花。
SF6气体在电弧发生时会立即吸收电弧的能量，同时生成高热和化学火焰来灭弧。
这种灭弧能力使得SF6断路器能够处理高电流和高电压的电路。
三、SF6断路器的优势SF6断路器相比其他类型的断路器具有以下优点：1、高绝缘性能：SF6气体具有良好的绝缘性能，可以防止电弧和火花的产生，从而提供可靠的绝缘保护，尤其适用于高压系统。
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
SF6高压断路器结构及工作原理
SF6高压断路器结构及工作原理
一、SF6高压断路器结构
1、高压开关柜
高压开关柜中包含表示指示装置、保护装置、操作装置、告示装置以及防雷接地装置等，表示指示装置主要用于表示断路的指示，安装在高压开关柜的前壁上；保护装置是用来保护断路器的；操作装置是断路器的操作装置，主要由电动机、操扳机构等构成；告示装置是用来告示断路器的操作状态的，主要由接触器、主路跳闸状态指示器等组成；防雷接地装置是用来把遭受雷击的断路器向地磁耦合掉的装置。
2、负荷开关
负荷开关是断路器的最关键的组成部分，在它的内部防止过载和短路保护，负荷开关由接触器、断路器本身以及真空接触罐等组成。
a.接触器是断路器的打开和关闭的重要组成部分，它由多个接触点组成，当电动机带动接触器转动时，接触器的多个接触点会形成一个电路，从而使断路器的主路跳闸或合闸。
b.断路器本身主要由绝缘材料和接触接点组成，它是由多个绝缘体、熔断器、接线头等组成；
c.真空接触罐是负荷开关的一种附件。
SF6断路器构造及其工作原理-弹簧储能
02 SF6断路器构造
灭弧室
01
灭弧室是SF6断路器中 的核心部分，主要作用 是产生并熄灭电弧。
02
它由绝缘外壳、导电触 头、喷嘴、吸附剂等组 成，具有良好的绝缘和 灭弧性能。
03
灭弧室内填充有SF6气 体，其绝缘性能和灭弧 性能均优于空气。
04
灭弧室的设计应确保电 弧在触头间快速、有效 地熄灭，同时减少对触 头的烧蚀。
SF6断路器构造及其工作原理-弹 簧储能
目 录
• SF6断路器概述 • SF6断路器构造 • SF6断路器工作流程 • SF6断路器弹簧储能系统工作原理 • SF6断路器弹簧储能系统维护与保养 • SF6断路器弹簧储能系统案例分析
01 SF6断路器概述
定义与特点
定义
SF6断路器是一种利用SF6气体作 为绝缘和灭弧介质的断路器。
保养建议
对于SF6断路器，应制定详细的维护保养计划，定期进行 保养，并加强设备的巡检，及时发现并处理潜在问题。
案例三：某风电场断路器的应用与选型分析
应用场景分析
某风电场在建设过程中，针对其特殊的环境和运行要求，选择了适合的SF6断路器。在 选型过程中，重点考虑了断路器的耐候性、机械性能和电气性能等因素。
案例二：某变电站断路器维护保养经验分享
维护保养经验
某变电站对SF6断路器进行了全面的维护保养，包括清洁、 检查、润滑和调试等。在维护过程中，发现并处理了一些 小问题，如螺丝松动、接触不良等。
保养效果评估
经过维护保养后，断路器的运行稳定性得到了提高，故障 率明显降低。同时，定期的维护保养也有助于延长设备的 使用寿命。
05 SF6断路器弹簧储能系统 维护与保养
日常检查与维护
每日检查
LW9-72.5SF6断路器原理及故障处理参考文档
吉林供电公司
（一）产品结构及原理
1、特点：LW9—72.5/31.5瓷柱式高压六氟 化硫断路器每极为单断口结构，每台断路 器的三极装于一个机构箱上；灭弧室采用 自能灭弧原理，每极包括灭弧室、支柱。 产品配用一台CT15型弹簧操动机构，机构 设于本体的下侧，三极所有的联动部件都 机械的连在同一个弹簧机构上。二次控制 可实现远方和就地的电动分、合闸。
保持掣子将轴销A锁住，开关保持在合闸位置。
合闸弹簧储能过程
图3所示状态为开关处于合闸位置，合闸弹簧释放 （分闸弹簧已储能）。断路器合闸操作后，与棘 轮相连的凸轮板使限位开关XK闭合，磁力开关 ZJ1带电，接通电动机回路，使储能电机启动，通 过一对锥齿轮传动至与一对棘爪相连的偏心轮上， 偏心轮的转动使这一对棘爪交替蹬踏棘轮，使棘 轮逆时针转动，带动合闸弹簧储能，合闸弹簧储 能到位后由合闸弹簧储能保持掣子将其锁定。同 时凸轮板使限位开关XK切断电动机回路。合闸弹 簧储能过程结束。
计的弹簧操动机构具有高度的可靠性和稳定性，
既可满足O-0.3 sec -CO-180 sec -CO操作循环，又 可满足CO-15sec-CO操作循环，机械稳定性试验 达10000次。
（一）产品结构及原理
7、完善的二次控制和保护回路 操动机构箱内，带有完善的二次控制和保护回路，如储能电 机的过载，超时等保护信号，就地、远方操作选择，自带防 跳回路及SF6气体密度监测系统，加热器可根据温、湿度自 动投切。 8、安装简单方便 出厂时断路器本体内充有0.04Mpa的SF6气体，因此，现场安 装时，只需将断路器本体吊装在支撑框架上，连好管路及传 动联板，不需抽真空就可直接充气。因此，现场安装简单方 便，工作量非常小。 9、运行安全可靠，维护工作量小 由于断路器的设计合理，可靠性高，寿命长，处于国内领 先，国际先进水平，所以，运行安全可靠，使运行维护工作 量很小，检修工作量也非常小。
高压六氟化硫断路器的结构及原理介绍
高压六氟化硫断路器的结构及原理介绍作者：宋志刚秦鹏刚柴园来源：《科技视界》 2013年第21期宋志刚秦鹏刚柴园（西安西电高压开关有限责任公司，陕西西安710018）【摘要】本文介绍了户外高压六氟化硫断路器的结构特点，并对原理和应用进行了介绍。
【关键词】高压六氟化硫断路器；结构；原理近年来，高压六氟化硫断路器在变电站中不断普及应用。
它是输变电线路中的重要设备之一，它不仅可以在系统发生故障时，迅速地切除故障电流，减少停电范围，防止事故扩大，保证系统安全运行。
而且可以切断与闭合高压电路的空载电流和负载电流。
高压六氟化硫断路器是采用高绝缘性能的六氟化硫气体作为绝缘和灭弧介质的新型高压断路器，具有工作电流大、开断能力强、绝缘水平高、断口电压高、噪音小、重量轻、结构尺寸小和检修周期长等传统油断路器和压缩空气断路器无法比拟的优点，因此被大量应用于电力系统中。
1 高压六氟化硫断路器基本结构和灭弧原理户外交流高压六氟化硫断路器由导电部分、灭弧单元、绝缘部件、操动结构、电气控制和辅属连接装置等六部分组成。
按断路器结构可分为罐式（TGCB）和瓷柱式（PGCB）。
1.1 罐式高压六氟化硫断路器（TGCB）罐式高压六氟化硫断路器灭弧单元安装在与低电位相连的金属罐体内，罐体上部安装进出线套管。
整个断路器本体内充一定压力的SF6气体，保证内部绝缘能力，使带电部位与罐体绝缘。
罐式高压六氟化硫断路器可在进出线套管下部安装套管式电流互感器。
有时为了减少传统电站设计的占地面积，可将罐式断路器、隔离开关、接地开关、避雷器和电压互感器进行组合，形成敞开式组合电器，大大减少了占地面积和检修时间。
罐式断路器的重心低，抗震效果好，现公认的可抗0.9g地震。
适应环境能力强，在低温地区可在罐体外部加装加热带，以满足开断能力。
但是罐式断路器壳体所用金属很多，用六氟化硫气体量大，价格比瓷柱式断路器高，因此在设计选型时，须进行全面考虑，选择一种“性价比”高的断路器。
sf6断路器的工作原理
sf6断路器的工作原理
SF6断路器是一种高压开关设备，主要用于控制和保护电力系
统中的高压电路。
其工作原理如下：
1. 气体绝缘：SF6断路器采用六氟化硫（SF6）作为绝缘介质，因为SF6具有良好的电气绝缘性能，能够有效隔离高压电路。
2. 弧光灭弧：当断路器中的电流超过额定值时，产生电弧。
SF6断路器利用其特殊的绝缘性和高热传导性，能够迅速抑制
电弧的发生和发展。
3. 液压操作：SF6断路器使用液压机构来控制断路器的开合操作。
当需要打开或关闭断路器时，液压机构会通过控制油液的流动，推动断路器的运动。
4. 电流传感器：SF6断路器内部配备了电流传感器，用于监测
电路中的电流变化。
一旦电流超过额定值，断路器会迅速动作，以保护电力系统。
5. 高压触头：SF6断路器内部的触头能够承受高压电流，并保
持可靠的电接触。
触头的设计和材料选择是确保断路器正常工作的重要因素。
总之，SF6断路器通过使用SF6绝缘介质、控制电弧灭弧、液
压操作、电流传感器和高压触头等技术，实现了对电力系统的控制和保护。
sf6断路器工作原理
sf6断路器工作原理
SF6断路器是一种使用稀释的硫化气体（SF6）来灭弧的高压
开关设备。
它通过在电路中加入SF6气体来阻止电流的流动。
当电流达到一定水平时，断路器会自动触发操作，将SF6气
体注入到电弧形成的区域，并迅速将电弧灭掉。
SF6断路器的工作原理主要分为两个步骤。
首先是电弧形成的
过程。
当电流在断路器内部通过时，如果出现故障或有异常情况，电弧会在故障点形成。
这个电弧可导致设备和电路的短路，损坏电力系统。
第二个步骤是灭弧的过程。
当电弧形成时，断路器会侦测到电弧的存在，并迅速将SF6气体注入到电弧区域。
SF6气体具有
良好的绝缘性和灭弧性能，可以有效地阻止电弧的继续扩散和持续。
注入SF6气体后，它会与电弧中的氧气发生化学反应，生成
一种稳定的化合物，从而将电弧彻底灭掉。
灭弧过程非常迅速，在几毫秒甚至更短的时间内完成，这样可以避免电弧对设备和电路的进一步损坏。
SF6断路器的工作原理使得它在高压电力系统中有着广泛的应用。
它可以承受高电压和大电流的负载，同时具有优异的灭弧性能，保证了电力系统的安全运行。
此外，SF6气体具有稳定
性和可靠性，可以长期使用而不需要频繁的维护和更换。
SF6断路器原理结构及性能特征
SF6断路器原理结构及性能特征
1.断开过程：当开关操作机构触发时，弹簧机构迅速储能并将动触头和静触头分离。
此时，在断开间隙内产生高频电弧，接着灭弧室内的SF6气体被喷出，高能离子在电场作用下迅速加速，与喷出的SF6气体发生碰撞反应，从而灭弧。
2.合闸过程：当开关操作机构触发时，触头系统通过驱动机构将动触头和静触头接近并最终接触。
此时，触头接触面会发生金属接触，并通过电弧能量的吸收将电弧快速熄灭。
1.高绝缘强度：SF6气体具有很好的绝缘性能，能够承受高压，有效防止电弧产生和电流泄漏。
2.优异的灭弧能力：由于SF6气体的良好灭弧性能，断开电路时可以迅速灭弧，保证设备安全可靠。
3.高可靠性：SF6断路器结构简单紧凑，使用寿命长，可靠性高，能够适应各种恶劣的工作环境。
4.快速动作：SF6断路器的弹簧机构和驱动机构能够实现快速断开和合上电路，提高设备的操作效率和工作效果。
5.低维护成本：SF6断路器的设备维护成本较低，无需经常检修和更换零部件，降低了设备的使用成本。
6.环保性能:相对于空气断路器来说,SF6断路器在绝缘介质和灭弧过程中没有致命的损害以及没有环境风险,可以有效防止空气中可能存在的电弧危险。
总之，SF6断路器以其卓越的性能特点在高压开关设备中得到了广泛的应用。
它不仅能够实现电路的可靠断开和合闸，还能够有效地防止电弧产生，将对设备和人身的伤害降到最低，成为电力系统中不可或缺的重要设备。
SF6高压断路器结构及工作原理参考文档
SF6高压断路器结构及工作原理参考文档一、SF6高压断路器的结构1.断路器本体断路器本体是SF6高压断路器的核心组成部分，主要由固定触头、可移动触头和电气隔离器构成。
(1)固定触头固定触头一般由铜制成，用于接入电流。
它需要具备良好的导电性能和热稳定性。
(2)可移动触头可移动触头一般由电动机驱动，通过操作机构的升降运动来实现与固定触头的接触和分离。
在触头分离时，断路器可以实现电流的截断。
(3)电气隔离器电气隔离器用于隔离断路器的固定触头和可移动触头，以防止由于电弧引起的触头烧损和短路。
2.操作机构操作机构是用来控制断路器升降运动的设备，一般由电动机、齿轮传动装置和传动杆等组成。
操作机构可以实现断路器的开断和合闸，并确保可移动触头与固定触头的良好接触。
3.连接器连接器用于将断路器与电力系统的导线连接起来，一般由导电材料制成，具有良好的导电性能和机械强度。
二、SF6高压断路器的工作原理SF6高压断路器的工作原理是基于机械运动和气体绝缘特性的。
当断路器处于合闸状态时，固定触头和可移动触头通过连接器形成一条导电通路。
断路器工作时所承受的电流流经触头，此时断路器处于封闭状态，电流顺利通过。
当需要开断电路时，操作机构先将可移动触头升起，使其与固定触头分离。
分离之后，在触电断开距离内就会形成电弧。
为了保护触头，防止由于电弧引起的触头烧损和短路，SF6气体会被注入触电断开距离内，形成强大的绝缘和灭弧介质。
SF6气体具有较好的绝缘性能和灭弧能力，可以使电弧迅速断开，并隔离电弧与触头。
当电弧断开后，通过惰性气体的作用，电弧会迅速冷却，并逐渐熄灭。
断路器重新合闸时，操作机构将可移动触头降下，与固定触头再次接触，恢复导电状态，电流再次顺利通过。
总结：SF6高压断路器是一种常见的高压开关设备，主要由断路器本体、操作机构和连接器组成。
断路器本体包括固定触头、可移动触头和电气隔离器。
操作机构通过机械运动控制断路器的开断和合闸操作，而连接器用于将断路器与电力系统的导线连接起来。
SF6密度表和密度继电器结构与工作原理
SF6密度表和密度继电器结构与工作原理SF6断路器作为近代发展起来的新型高压电气开关设备，以其优越的性能、安全可靠、维护方便和使用寿命长等优势，在电力系统中得到了广泛的应用，但是有很多同事对SF6断路器的关键部件SF6气体压力表、密度表、密度继电器的知识仍然欠缺，给安装、检修等工作带来一些困难，甚至会影响工作质量，对运行中的设备一些本属于正常状态的现象产生误解。
本文主要介绍SF6气体密度表和SF6气体密度继电器的结构、工作原理以及注意事项.关键字：SF6密度表 SF6密度继电器结构及工作原理注意事项所谓密度，是指某一特定物质在特定条件下单位体积的质量。
SF6断路器中的SF6气体是密封在一个固定不变的容器内的，在20℃时的额定压力下，它具有一定的密度值，在断路器运行的各种允许条件范围内，尽管SF6气体的压力随着温度的变化而变化，但是，SF6气体的密度值始终不变。
因为SF6断路器的绝缘和灭弧性能在很大程度上取决于SF6气体的纯度和密度，所以，对SF6气体纯度的检测和密度的监视显得特别重要。
如果采用普通压力表来监视SF6气体的泄漏，那就会分不清是由于真正存在泄漏还是由于环境温度变化而造成SF6气体的压力变化。
为了能达到经常监视密度的目的，国家标准规定，SF6断路器应装设压力表或SF6气体密度表和密度继电器。
压力表或SF6气体密度表是起监视作用的，密度继电器是起控制和保护作用的。
在SF6断路器上装设的SF6气体密度表，带指针及有刻度的称为密度表；不带指针及刻度的称为密度继电器或密度压力开关；有的SF6气体密度表也带有电触点，即兼作密度继电器使用。
它们都是用来测量SF6气体的专用表计。
SF6气体密度表的结构原理。
上图所示的SF6气体密度表主要由弹性金属曲管1、齿轮机构和指针2、双层金属带3等零部件组成，实际上是在弹簧管式压力表机构中加装了双层金属带而构成的。
空心的弹性金属曲管1与断路器相连，其内部空间与断路器中的SF6气体相通，弹性金属曲管1的端部与起温度补偿作用的双金属带3铰链连接，双层金属带3与齿轮机构和指针机构2铰链连接。
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电弧的产生与熄灭
1、电弧的概念 当开关电器开断电路时，电压和电流达到一 定值时，触头刚刚分离后，触头之间就会产生强 烈的瞬间火花，我们称之为电弧。电弧的实质是 一种气体放电现象。 2、电弧的形成 当开关设备的触头分断有载电路时，电子在 强电场的作用下高速冲向阳极，碰撞触头间隙中 的中性质点，发生链式反应。在电场的作用下带 电离子定向移动，使触头间隙由绝缘状态变成导 电状态。触头间隙被击穿通过电流形成电弧。
碟簧
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。
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。
基本结构: 五大模块
工作模块
主要由工作缸和 活塞杆组成，采用常 充压差动式结构，高 压油恒作用于活塞杆 上端。分合闸运动主 要通过活塞杆下端高 低压油的转换实现。
充能模块
主要由电机、 油泵和一对锥齿轮 组成，通过电机带 动油泵把液压油注 入储能器，将电能 转化成为液压能。
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。
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。
3、电弧的危害 （1）电弧的存在延长了开关电器开断故 障电路的时间，加重了电力系统短路故障的 危害。 （2）电弧产生的高温，将使触头表面熔 化，烧坏绝缘材料，对充油电气设备还可能 引起着火爆炸等危险。 （3）由于电弧在电动力或热动力的作用 下能移动，很容易造成飞弧短路和伤人，或 引起事故的扩大。
4、电弧的熄灭 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。
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。
单压式单向灭弧室的原理图
虚线部分为 合闸后的喷 嘴位置
压气活塞
• 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
3、断口形式： a、变开距形式（与少油断路器类似） b、定开距形式（与压缩空气断路器类似） 4、吹弧方式： a、单向吹弧方式 b、双向吹弧方式，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。
单压式双向灭弧室的原理图
5、喷嘴材料： 喷嘴材料不能采用金属材料，而要用聚四氟乙 烯塑料树脂。聚四氟乙烯，一般称作“不粘涂层” ；是一种使用氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合 成高分子材料。这种材料有抗酸抗碱、抗各种有机 溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四 氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，可 作润滑，亦成为水管内层的理想涂料。因为压缩空气断路
SF6气体的基本特性
纯净的SF6是一种无色、无嗅、 无毒、不可燃的卤素化合物。 SF6气 体的化学性质非常稳定，在空气中 不燃烧，不助燃，与水、强碱、氨 、盐酸、硫酸等不反应，在低于 150℃时， SF6气体呈化学惰性，极 少溶于水，微溶于醇。与传统绝缘 油相比，其绝缘性能和灭弧性能都 较为突出。
(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。 （3）灭弧作用。高压断路器不仅能可靠 的开断空载电流和负荷电流，而且能可靠的 开断短路电流。
二、弹簧操动机构 1、它是以弹簧作为储能元件的机械式操动机构。弹 簧储能借助电动机通过减速装置来完成，并经过锁扣系 统保持在储能状态。开断时，锁扣借助磁力脱扣，弹簧 释放能量，经机械传递单元驱使触头运动。 2、作为储能元件的弹簧，有压缩弹簧、盘簧、卷簧 和扭簧等。 3、弹簧操动机构的工作原理： ① 储能阶段：电动机通过减速装置和储能机构使合 闸弹簧储存机械能，储存完毕后通过合闸闭锁装置使弹 簧保持在储能状态，然后切断电动机电源。
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。操动机构作为高压SF6断路器的重要组成部 分，型式多样。操动机构分别由储能单元、控制 单元和力传递单元组成。
弹簧操动机构 气动机构 液压机构 液压弹簧机构
储能单元 控制单元 力传递单元
一、对操动机构的基本要求 1．合闸时，关合电路电流可达几万安培，断路器导 电回路受到电动力可达几千牛顿以上，而导电回路 的布置以及触头结构使得电动力的方向又常常是阻 碍断路器关合，因此，操动机构应有足够的能力(即 关合短路故障的能力)克服短路电动力的阻碍作用。 2. 合闸后，操动机构必须有保持合闸的部分或机构 ，以保证在合闸命令和操作力消失后断路器仍能保 持在合闸位置。 3．分闸时，操动机构的操作应满足断路器分闸时间 和分闸速度的要求。 4．还要有自由脱扣、防弹跳、复位及连锁等功能。
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。
6、优点： 单压式SF6断路器具有气压低，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，因此其结构简单， 造价便宜，维护也较方便。
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。
组成原理框图如图所示
三、气动操动机构 1、气动操动机构是利用压缩空气作为能源产 生推力的操动机构。由于以压缩空气作为能源， 因此气动机构不需大功率直流电源，独立的储气 罐能供气动机构多次操作。 2、断路器的分合闸操作全部依靠压缩空气， 并依靠压缩空气的推力将断路器维持在分闸或合 闸位置。
气动操动机构原理图
“T”型断路器
“I”型磁柱式断路器
（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 绝缘主要由SF6气体和 环氧树脂浇注绝缘子 承担。
500Байду номын сангаасV落地罐式断路器
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。
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气体缺点： 含有水分的SF6气体在电弧的高温下， 会分解出一些硫的低氟化合物，这些低氟 化合物有较强的毒性和刺激性，对人体有 危害，对许多绝缘材料、导电材料也有腐 蚀作用。当SF6气体中水分含量大得足以引 起在绝缘表面结露时，击穿电压会显著下 降，尤其在温度较低时更易造成水分的凝 结。
SF6断路器的灭弧装置
1、SF6气体性能： ① 热化学性： a 分解温度低，分解能量高，导热率好 ，有利于熄弧； b 温度相同时，SF6游离度大，电弧电压 小； ② 强负电性：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。
2、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。 （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。
SF6断路器构造及其工 作原理
新疆国信生产准备部
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。