35KV高压SF6断路器与真空断路器选用

35KV高压SF6断路器与真空断路器选用浅析摘要：高压断路器是电力系统的重要执行元件，是集故障、检修、参数测量频次最多的一种重要电气设备。人们对供电质量的要求越来越高，完善断路器设备的监测维护手段，保证断路器安全稳定运行已成为电力系统严峻的任务。作为断路器的本文针对电力系统应用较多的真空断路器和六氟化硫断路器进行重点介绍，并对

35kv真空断路器与sf6断路器进行对比，以利于工作中应用。

关键词：35kv；断路器；对比；选用

随着电力系统的发展，高压断路器设备的装用量将大幅度上升，了解高压断路器设备的故障原因，采取积极的防范措施，对提高电网供电的可靠性是很有帮助的。随着高压真空断路器的广泛应用，改进之后的新一代真空断路器普遍使用纵向磁场电极和铜铬触头

材料，对于降低短路开断电流下的电弧电压、减少触头烧损量起到了积极的作用；但是，由于灭弧室及波纹管漏气，真空度降低所造成的开断关合故障，呈上升趋势，不容忽视。此外，对于切电容器组出现重燃、陶瓷真空管破裂仍时有发生，同时当前真空断路型号繁杂、生产厂家众多，产品质量分散性大，给使用部门的设备选型和运行造成了一定的难度。

断路器按灭弧原理来划分，有油断路器、压缩空气断路器、六氟化硫断路器、真空断路器、磁吹断路器和（固体）产气断路器。目前电力系统用的较多的是真空断路器和六氟化硫断路器。其中，

10～35kv系统多选用真空断路器，35kv及以上系统多选用六氟化硫断路器。本文主要针对35kv电压等级的设备进行描述，以方便对比选用。

一、真空断路器

利用真空作为触头间的绝缘与灭弧介质的断路器称为真空断路器。

1.真空断路器的基本工作原理

当真空断路器在运行中需断开一定数量的电流时，动、静触头在分离的瞬间，电流收缩到触头刚分离的某一点或某几点上，表现为电极间的电阻剧烈增大和温度迅速提高，直至发生电极金属的蒸发，同时形成极高的电场强度，导致剧烈的场强发射和间隙的击穿，产生真空电弧，当工作电流接近零，同时伴随触头间距的增大，真空电弧的等离子体很快向四周扩散，电弧电流过零后触头间隙的介质迅速由导体转变为绝缘体，电流被分断，开断过程结束。

2.真空断路器的优、缺点

（1）优点：在密封的容器中熄弧，电弧和炙热的气体不外露；灭弧室绝缘性能好，触头间隙小，合闸功小，机构简单，使用寿命长；开断时熄弧时间短，电弧电压低，能量小，触头损耗小，开断次数多；动导杆的惯性小，适用于频繁操作；操作机构小，开关整体体积小、重量轻；控制功率小，开关操作时噪音小；开断后断口间介质恢复快，无需更换介质；维护成本低，工作量小。

（2）缺点：操作时伴随操作过电压，包括开断小电流时的截流过电压、多次复燃过电压和三相开断过电压，需加装过电压保护装置；真空断路器的单断口电压目前一般只能达到72／84kv，只适合35kv及以下电压等级的配网系统中；随环境温度的降低，断路器内部会产生凝露、吸潮现象，使绝缘强度随之下降；户外低温环境下使用时操作、传动系统摩擦力明显增大，有可能导致分、合闸不到位的情况。

二、六氟化硫断路器

利用一定压力的六氟化硫气体作为触头间的绝缘与灭弧介质的断路器称为六氟化硫断路器。亦可写作sf6断路器。sf6是目前高压电器中使用的最优良的灭弧和绝缘介质，正常状态下是无色、无味、无毒、不会燃烧，化学性能稳定，常温下与其他材料不会产生化学反应。

最早的sf6断路器是根据压缩空气的气吹灭弧原理设计的，采用全密封结构，0.3mpa（表压力）的低压气体作为断路器内部的绝缘介质，1.5mpa（表压力）的高压气体用来灭弧，称为双压式sf6断路器。后被单压压气式sf6断路器取代，即断路器内部只有一种压力，并依靠压气作用实现气吹来达到灭弧的目的。目前，应用最广泛的是在压气式基础上发展起来的自能式sf6断路器，主要是利用电弧自身的能量建立灭弧所需的压力差，使高压力气体吹向断口间，使电弧在过零时熄灭。

（1）优点：sf6断路器的单断口电压可以达到很高的值，适宜用在高压和超高压系统中；在密封的容器中熄弧，电弧和炙热的气体不外露；灭弧室绝缘性能好，机构简单，使用寿命较长；开断能力强，开断次数较多；适用于频繁操作；控制功率小，开关操作时噪音小；开断后断口间介质恢复快，无需更换介质；维护成本低，工作量小。

（2）缺点：尽管sf6气体常温常压下性能十分稳定，但在电弧的高温作用下，会产生有毒有害有腐蚀性的物质；sf6气体中水分含量必须严格控制，否则sf6气体可能水解产生强腐蚀的有毒有害物质，并且会引起绝缘件表面出现凝露导致设备绝缘性能下降；室内使用sf6断路器时，需监测室内sf6气体浓度并加装自启动通风装置，避免sf6气体泄露浓度过高而出现工作人员窒息现象；在高寒地区使用时会出现气体压力下降而闭锁断路器控制回路的现象。

三、结论

通过以上分析及数据对比不难看出，真空断路器及sf6断路器都有其适用范围，真空断路器可广泛应用于10kv及以下电压等级中，无论是户内还是户外，其优越性能都非常突出。在66kv及以上电压等级中目前全部选用sf6断路器，而在35kv电压等级两种产品均可选用。一般情况下，35kv真空断路器的机械寿命和电气寿命都优于sf6断路器，但需解决操作过电压的问题。因此，建议当35kv配电装置为户内设备时，优先选用真空断路器，户内过电压产

品种类较多且比较成熟。35kv真空断路器用于户外配电装置时，需考虑过电压保护装置的安装位置，若独立安装则影响整站占地面积，若与断路器一体，则需兼顾配电装置的各项带电距离的校核。选用sf6断路器时则不必考虑操作过电压的问题。当上述两种设备用于高寒冷地区时需考虑加热装置，以保证设备正常运行。