高压断路器的构造及工作原理
SF高压断路器结构及工作原理
SF高压断路器结构及工作原理一、结构1.断路器本体：主要包括断路器外壳、固定触头、动触头以及触头间隙等。
断路器外壳通常由绝缘材料制成，以承受高压和绝缘电弧的作用。
2.操作机构：用于实现断路器的开闭操作，包括操作杆、机构传动装置和操作电磁铁等。
操作杆用于手动或自动操作断路器，机构传动装置则用于将操作杆的动作传导到分合触头。
3.触头系统：主要由固定触头和动触头组成，用于接通和切断电路。
该系统可使断路器在关闭时，触头具有良好的接触，以保证电流的正常通过。
在断开电路时，触头能够快速分离，以防止电弧形成。
4.弧气室：用于控制和灭弧的装置，用于容纳电弧以及产生磁场，以使电弧尽快冷却和熄灭。
弧气室通常由多个环形室壁组成，内衬有电弧度铜，并填充着二氧化硫气体。
5.电磁铁：用于控制断路器的开闭，主要通过控制电流的通断来控制断路器的操作。
当出现故障时，电磁铁将断路器迅速切断，以保护电力设备和电路。
二、工作原理1.闭合操作在正常情况下，通过操作机构将操作杆向前推动，使固定触头和动触头闭合，以接通电路。
当闭合后，断路器的表面绝缘层将形成一个按规定的间距形成的电气间隙。
2.断开故障操作当电力系统出现过载、短路或地故障时，通过电力保护装置探测到故障电流，电磁铁得到动作信号，切断操作杆向后拉动，使断路器断开。
断开时，电弧将在弧气室中形成，电弧在电弧度铜的作用下得到冷却和熄灭，同时，弧气室内填充的二氧化硫气体可分解产生大量的气体，将电弧吹断，实现快速的熄弧。
在断开故障操作完成后，断路器的操作杆随即回弹到原位，并重新进入待命状态，以便再次闭合电路。
总之，SF高压断路器通过结构和工作原理的配合，能够在故障发生时迅速切断电路，并使电弧迅速冷却和熄灭，以保护电力系统的正常运行，并防止故障扩大。
它是电力系统中必不可少的重要设备，确保了电力设备和人员的安全。
高压断路器 工作原理
高压断路器工作原理
高压断路器是一种用于保护电力系统设备和人员安全的关键电气装置。
它在电力系统中起着断开电路以防止过电流和短路的作用。
下面是高压断路器的工作原理：
1. 整体结构：高压断路器主要由触发系统、控制系统和承载系统组成。
触发系统用于启动断路器的操作，控制系统用于监控和控制断路器的状态，承载系统用于承受断路器操作时的电流和压力。
2. 空气击穿：高压断路器中的关键部件是触发系统中的触发器。
当电流达到一定的阈值时，触发器会产生电弧，将电流导向一个电极系统。
在电弧形成的瞬间，空气被击穿，形成一个等离子体通道，通过它可以继续传导电流。
3. 电弧冷却：当电弧形成后，它会产生巨大的热量。
高压断路器通过引入一种特殊的极端低温的气体，如硫化氢或六氟化硫，来冷却电弧。
这些气体具有很高的热量吸收能力，可以快速将电弧冷却到足够低的温度，使其熄灭。
4. 熄弧室：电弧被冷却后，它会进入一个称为熄弧室的区域。
熄弧室内有一些特殊形状的电极，通过改变电弧的路径和形状，将电弧延长并扩散。
这样，在电弧完全熄灭之前，它会耗尽足够的能量，使电流降低到较低的水平。
5. 断开电路：一旦电弧完全熄灭，高压断路器会自动切断电路。
这是通过断路器的触发器和开关机构来实现的。
触发器会向开
关机构发送信号，使其在电弧熄灭的瞬间切断电路。
总之，高压断路器通过触发器产生电弧、冷却电弧、延长电弧和切断电路等工作步骤，实现对电力系统的过电流和短路保护。
它是电力系统中非常重要的安全装置，可以避免因过电流而导致的设备损坏和人员伤害。
高压断路器工作原理及故障分析
高压断路器工作原理及故障分析一、高压断路器工作原理高压断路器是电力系统中用来保护电气设备的重要设备之一。
其主要功能是在发生电气故障时迅速切断电力系统中的电流，以保护线路和设备不受损坏。
高压断路器工作原理主要包括断路器的动作原理、介质介质的工作原理以及灭弧室的工作原理。
1. 断路器的动作原理高压断路器的动作原理主要包括电磁吸合动作和机械释放动作两种。
电磁吸合动作是在电流通过触头线圈时，产生电磁力将触头牢固地吸合在一起，使断路器闭合，电路通电。
而当故障发生时，电流突然增大，使得电磁力升高，触头受到较大的吸引力，触头张开，断开电路。
而机械释放动作是在断开电路时，通过潜动机构使得断路器的触头迅速分离，以实现可靠的开关动作。
2. 介质介质的工作原理高压断路器中的介质介质主要是指断路器的灭弧室中的绝缘介质，其主要工作是在触头分离时将电弧在灭弧室内快速熄灭。
介质介质的工作原理主要是利用气体、油或真空等绝缘介质，使得电弧在分离触头时迅速熄灭，以避免过大的电弧能量损耗和设备损坏。
灭弧室是高压断路器中保护电弧的关键部件，其主要工作是通过喷流、磁力、水冷等方式，快速扑灭电弧，保证电弧能够在较短的时间内完全熄灭。
灭弧室内的工作原理主要是通过将电弧在灭弧室内产生的高温高压气体喷射到外部环境中，以加速冷却和扑灭电弧。
以上即为高压断路器的主要工作原理，其通过结合电磁、机械和介质介质等多种方式，实现对电力系统中电流的迅速切断和保护。
二、高压断路器常见故障分析在实际运行中，高压断路器也会出现各种各样的故障，常见的故障有触头接触不良、闭合不良、灭弧室不补偿、操作机构不灵敏等。
下面我们将分别对这些常见故障进行分析。
1. 触头接触不良触头接触不良是高压断路器常见的故障之一，其主要表现为触头闭合时电流不通或闭合时出现明显的电弧，导致断路器无法正常闭合。
触头接触不良的原因主要有触头烧蚀、接触面损坏、触头线圈螺栓松动等。
解决方法是对触头进行清洁、研磨或更换损坏的部件，保证触头的良好接触。
SF6高压断路器结构及工作原理参考文档
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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。
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(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。
高压断路器名词解释
高压断路器名词解释1. 什么是高压断路器高压断路器是一种用于保护电力系统安全运行的电气设备，主要用于控制和分断高压电路中的电流。
它能够在电路发生故障时迅速切断电源，以保护电器设备和人员的安全。
高压断路器广泛应用于电力输配电系统、工业企业等领域，对电力系统的安全稳定运行起到重要作用。
2. 高压断路器的结构和工作原理2.1 结构高压断路器通常由以下几个主要部件组成： - 断路器主体：用于容纳和装配其他部件，通常由绝缘材料制成，能够承受高压电场和断电时的电压冲击。
- 开关机构：用于控制断路器的开关动作，包括开关门、合闸和分闸的机械装置。
- 触头系统：用于进行电流的导通和分断，通常由固定触头和动触头组成。
- 弧重整器：用于在断开电路时消除电弧和重整电流，通常通过低压电路或磁力装置来实现。
- 绝缘系统：用于保证断路器在运行中的绝缘性能，包括绝缘支撑、绝缘罩等。
2.2 工作原理高压断路器的工作原理可以概括为以下几个步骤： 1. 分闸：当需要切断电路时，开关机构首先将断路器的触头迅速分离，使电流断开。
2. 弧灭：在触头分离的瞬间，电弧会在断路器的触点间产生，此时弧重整器会提供足够的能量来灭弧。
3. 绝缘恢复：在电弧灭后，断路器的绝缘系统会恢复到正常状态，以确保绝缘性能。
4. 合闸：如果需要恢复电路供电，开关机构会将断路器的触头迅速合上，使电流恢复流动。
3.1 分类根据不同的分类标准，高压断路器可以分为多种类型，常见的分类方式包括： -根据工作电压等级：低压断路器、中压断路器、高压断路器等。
- 根据断开电流能力：小型断路器、中型断路器、大型断路器等。
- 根据断开方式：油浸式断路器、真空断路器、气体断路器等。
3.2 应用高压断路器广泛应用于以下领域： 1. 电力输配电系统：用于保护电力系统的设备，在电网异常时能够迅速切断电源，避免事故扩大。
2. 工业企业：用于保护重要的电气设备，避免电气事故造成生产停工和经济损失。
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。
断路器工作原理
断路器工作原理一、引言断路器是电力系统中常用的保护设备，用于在电路发生故障时切断电流，保护电气设备和人身安全。
本文将详细介绍断路器的工作原理。
二、断路器的基本构造断路器通常由断路器本体、触头系统、操作机构和弧气室等部件组成。
1. 断路器本体：断路器本体是断路器的主要部份，用于切断和承受故障电流。
通常由固定和活动触头、隔离开关、弹簧机构等组成。
2. 触头系统：触头系统用于连接或者切断电路，通常由主触头和副触头组成，主触头用于承受电流，副触头用于辅助接触。
3. 操作机构：操作机构用于控制断路器的开关状态，通常由手动或者电动机构组成。
4. 弧气室：弧气室用于消除断路器切断电流时产生的电弧，以保护触头和延长断路器的寿命。
三、断路器的工作原理断路器的工作原理主要包括断路和闭合两个过程。
1. 断路过程当电路发生故障或者需要切断电流时，操作机构通过控制断路器的机械运动，使得断路器打开。
具体过程如下：（1）操作机构将断路器的活动触头与固定触头分离，切断电路的导通。
（2）断路器打开后，主触头和副触头之间产生电弧，此时电弧会进入弧气室。
（3）弧气室中的弧气体味迅速将电弧冷却和吹灭，同时产生的气流会将电弧推出弧气室。
2. 闭合过程当需要恢复电路供电时，操作机构通过控制断路器的机械运动，使得断路器闭合。
具体过程如下：（1）操作机构将断路器的活动触头与固定触头接触，闭合电路的导通。
（2）断路器闭合后，触头间的接触电阻会迅速降低，电流得以正常流通。
四、断路器的保护功能断路器作为电力系统的保护设备，具有以下重要的保护功能：1. 过载保护：当电路中的电流超过额定值时，断路器会自动切断电流，防止设备过载损坏。
2. 短路保护：当电路发生短路故障时，断路器会迅速切断电流，防止电流过大引起火灾等危（wei）险。
3. 地故保护：当电路中发生接地故障时，断路器会快速切断电流，防止电流通过接地路径对人身安全造成伤害。
4. 过电压保护：当电路中浮现过电压情况时，断路器会切断电流，保护设备免受电压过高的伤害。
简述高压断路器的结构及各部分功能
简述高压断路器的结构及各部分功能
高压断路器是电力系统中非常重要的保护设备，其作用是在电路发生过电流或短路时，能够快速地切断故障电路，保证电力系统的安全运行。
高压断路器的结构由断路器本体、操作机构、弹簧机构、电动机构、电气控制装置等部分组成。
各部分的功能如下：
1.断路器本体：断路器主要由触头、断路器筒、绝缘套管、固定构件等组成。
其主要功能是在无负荷状态下通电和断电，以保证电路的安全运行。
2.操作机构：操作机构由手动机构和电动机构组成。
手动机构一般用于紧急情况下的操作，而电动机构则可实现远程控制，以便更好地保护电力系统的安全。
3.弹簧机构：弹簧机构用于提供切断故障电路时所需的力量。
在故障发生时，弹簧机构将断路器主触头与副触头之间的距离拉开，以快速地切断电路。
4.电动机构：电动机构用于实现远程控制，可通过电气控制装置对其进行控制，以实现远程切断故障电路。
5.电气控制装置：电气控制装置是控制高压断路器的关键部分。
它主要由断路器控制器、电源、信号转换器、通讯装置等组成，能够实现对高压断路器的实时控制和监测。
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高压断路器工作原理
高压断路器工作原理高压断路器是电力系统中重要的保护设备，其主要作用是在电路发生短路或过载时，及时切断电路，以保护电器设备和人身安全。
那么，高压断路器是如何工作的呢？接下来，我们就来详细介绍高压断路器的工作原理。
首先，高压断路器的工作原理可以分为电气和机械两个方面。
在电气方面，当电路中出现故障时，电流会迅速增大，超过设定的额定值，此时断路器内部的电气保护装置会感应到异常电流，并发出信号。
接着，断路器内部的电磁触发装置会受到信号驱动，产生磁场，使得断路器的触头瞬间分离，切断电路，实现保护作用。
在机械方面，高压断路器的触头设计非常重要。
触头是断路器内部的关键部件，其工作原理是通过机械运动实现电路的切断和闭合。
当断路器受到电气保护装置的信号后，触头会受到驱动，迅速分离，切断电路。
而在复位时，触头会通过机械装置迅速闭合，使得电路恢复正常工作状态。
此外，高压断路器还采用了气体灭弧装置来实现电路的切断。
当触头分离时，电路中会产生弧光和弧渍，这会造成电气设备的损坏，因此需要及时将弧光和弧渍灭掉。
这时，断路器内部的气体灭弧装置会迅速喷射高压气体，将弧光和弧渍灭掉，确保电路切断的同时，保护电气设备。
总的来说，高压断路器的工作原理主要包括电气保护装置、机械触头和气体灭弧装置。
通过这些装置的协同作用，高压断路器能够在电路发生故障时，迅速切断电路，保护电气设备和人身安全。
因此，高压断路器在电力系统中扮演着至关重要的角色，其工作原理的理解对于电力系统的安全运行至关重要。
通过上述对高压断路器工作原理的介绍，我们对高压断路器的工作原理有了更加深入的了解。
高压断路器的工作原理涉及电气、机械和气体灭弧等多个方面，这些方面的协同作用，保障了电力系统的安全运行。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地理解高压断路器的工作原理，为电力系统的安全运行提供保障。
高压断路器的构造及工作原理
化学性能：在常温下是极为稳定的气体，其惰性远远超过 氮气；
绝缘性能：在三个大气压时，它与变压器油的绝缘强度相 等，压力越高，绝缘性能越好。在均匀电场及相同压力下， 它的绝缘性能为空气2～3倍； 灭弧性能：SF6具有很强的灭弧能力，在自由开断的情况下， 它的灭弧能力要比空气大约100倍。
§2.4高压断路器 1.1定义：高压断路器是电力系统的重要设备之一，是一次 电力系统中控制和保护电路的关键点设备，其最大特点是 开断负荷电流和短路电流。当系统中出现严重故障时，最 终通过继电保护装置使断路器跳闸来切除故障，已维护系 统稳定.
1.2作用： （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入或退出运行。
外界能源作用下， 使主轴2转动，再 通过连杆5带动断 路器主轴1和导电 杆完成断路器的 分、合闸操作。
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。
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。
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。
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。
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。
户外高压真空断路器工作原理
户外高压真空断路器是一种用于电力系统中的高压断路器，其工作原理基于真空灭弧技术。
其主要组成部分包括真空灭弧室、触头系统、弹簧机构、机械传动系统等。
当电路中出现过电流时，断路器会迅速动作，通过机械传动系统使真空灭弧室中的动触头与静触头之间的间隙被打开，从而使电路中断，避免电流继续流动。
此时，电流会在触头间的空气中形成电弧，并在真空灭弧室内产生真空。
由于真空灭弧室内的电场强度非常高，电弧会被迅速拉长，直到电弧能量被消耗殆尽，电弧灭弧，电路恢复正常。
在真空灭弧室内，触头系统起到了关键作用。
它由动触头和静触头组成，当断路器动作时，机械传动系统会使动触头与静触头之间的间隙被打开，从而形成电弧。
触头系统的设计和制造对断路器的性能和可靠性具有非常重要的影响。
此外，户外高压真空断路器还配备了弹簧机构和机械传动系统，用于保证断路器的可靠性和稳定性。
弹簧机构可以保证断路器在动作时具有足够的力，以确保断路器的可靠性和稳定性；机械传动系统则可以保证断路器的快速动作，以便在电路出现故障时迅速切断电流。
总的来说，户外高压真空断路器的工作原理基于真空灭弧技术，其主要组成部分包括真空灭弧室、触头系统、弹簧机构和机械传动系统。
这些组成部分共同作用，可以保证断路器在电路出现故障时迅速切断电流，从而保护电力系统的安全和稳定运行。
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5.分合各种空载、负载电路
断路器在分合各种空载线路、容性负载和感性负载 时，在分合过程中会遇到电压和电流的过渡过程，通 常影响到开关的是分合过程中的过电压。标志这方面
分合能力的主要参数是额定电压 U e ，分合架空输电
线路和电缆的长度（km）以及变压器、电容器组的容 量等。
6.允许分合次数
一般断路器允许空载分合次数（也称机械寿命）为 2000次。
(二)一般电气性能方面1源自电压高压断路器除了要能长期承受相应的最大工作电压外， 还应耐受高于额定电压的各种过电压作用，而不会导致绝 缘的损坏。
标志这方面性能的参数是：工频试验电压、全波和截波 冲击试验电压、操作波试验电压。
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。
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 绝
的底架、底座
缘
功能：整台产品的基础 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
§2.4高压断路器
高压断路器是一种专用于断开或接通电路的开关设备，
它有完善的灭弧装置，因此，不仅能在正常时通断负荷电
流，而且能在出现短路故障时在保护装置作用下切断短路 电流。 按其采用的灭弧介质划分：
油断路器
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，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
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)
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
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
3.关合短路故障
预伏故障：电力系统中的电器设备或输电线路有可能在未 投入运行前就已存在绝缘故障，甚至处于短路状态。
在这种预伏故障状态下关合电路，将发生断路器关合短 路的严重情况。出现关合短路电流时在断路器的动静触头 还没有接触闭合下，触头间隙即可被击穿而形成电弧。由 于短路电流强大的电动力，可使动触头因受阻力作用而不 能与静触头吻合，造成持续燃烧着的电弧。
额定开断电流 I ek (kA，有效值)：
在额定电压下，断路器能够可靠开断的最大电流为额定开断 电流。它主要表征断路器熄灭大电流电弧的能力。
额定断流容量 Sed (MVA)：
由于开断能力和额定电压、开断电流有关，因此，通常 采用一个综合参数，即以额定断流容量来表示断路器的开 断能力。对于三相电路有：
因此，断路器应具有足够的关合短路电流的能力。
标志关合短路电流能力的参数是：
额定短路关合电流 ieg (kA，峰值) 断路器在额定电压以及规定的使用和性能条件下，能保证 正常关合的最大短路峰值电流。
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
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
三、高压断路器的技术要求及其基本参数 (一)开断、关合电路方面 1.开断短路故障
标志高压断路器开断短路故障能力的主要参数是：
额定电压 U e(kV)：
断路器铭牌上所标明的该断路器正常工作电压的有效值。 对于三相设备，一般指线电压。 最高工作电压: 其值高出额定电压约15%，如额定电压10kV的断路器，可以 长期工作在11.5kV的线电压下。
2.电流
(1)额定电流 I e (A，有效值):
断路器在闭合状态下导电系统能长期通过的电流。在额 定频率下通过这一电流时，各个金属部位和绝缘的温升不 能超过国家标准中规定的数值。额定电流在某种程度上决 定了导体及触头的尺寸。
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。
Sed 3Ue Iek
新的国家标准已取消这一术语，目前直接用额定开断电 流表示。
选择断路器时，首先要校核的参数就是断路器开断短路 故障电路的能力。
2.快速开断 标志断路器开断过程快慢的参数是：
开断时间 t g (s)： 从断路器接到开断信号到短路电流终止 (电弧熄灭)的全部时间。 固有分闸时间 t gf ：断路器接到分闸命令(分闸线圈通电)开
始至触头刚刚分离这段时间。 是操动机构动作时间 燃弧时间 trh：从触头刚分离开始至三相电弧完全熄灭为止。 表明断路器灭弧能力的大小。
低速动作断路器 ﹥0.12s 中速动作断路器 t g = 0.08～0.12s 高速动作断路器 t g ﹤0.08s
tg
合闸位置
触头运动 分闸位置
电流流过 分闸时间
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
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