《传统断路器》PPT课件

第六章 传统断路器
本章要点：
1. 油断路器的工作原理 2. 压缩空气断路器的工作原理 3. 磁吹断路器的工作原理 4. 低压自动空气断路器的工作原理
这些高压大功率开断设备，它们在技术上比较成熟， 都有自己的辉煌历史，但总的来看，它们已过(或已到)自 己的鼎盛时期，在结构上、性能上不会再有太大的发展. 将它们称为传统断路器.它们有的至今仍在某个领域或地 域中大量使用，有的也许会与新一代设备长期共存。
油蒸气约占整个泡体积的40%，其它气体占60%。在其它气 体中，氢气(H2)占总体积的70～80%，乙炔占15～20%，甲 烷、乙烯等占5～10%。
2. 气泡膨胀受到限制，使气泡的压力可维持在5～10个大气压。
高压力使电弧中游离质点的自由行程减小，复合能力增强而 游离作用减弱。
3. 随着触头间距源自文库增加，电弧被拉长，电弧间隙耐受恢复电压
影响油吹灭弧室熄弧能力的因素很多。 引弧距的长短、吹弧道的截面与形状、油层高度、灭弧室油面 上部空间的体积大小、油气分离器的结构(气体排往大气前应将 油的蒸气冷却回落至灭弧室，分离器在灭弧室的上部缓冲空间 安放，见图6.7的空气室)、上部缓冲空间的大小、纵横吹的安 排、分闸速度、有无空气垫及空气垫的大小(空气垫是指灭弧 室内油面下可储存空气的部分)等等各个方面的因素都有关系。
油自能吹弧灭弧室的过程大致可分作以下三个阶段
(1) 封闭泡阶段从动静触头分离起到动触头运动到第一吹 弧道即将打开时止(所谓即将“打开”，即动触头自身马上不 再堵住吹弧道口)。这一段燃弧距离通常又称作“引弧距”， 这期间电弧气泡的压力增长很快。
(2) 油、气混合的气流吹弧阶段吹弧口打开后，气泡中的 气体吹拂电弧并通过吹弧道向灭弧室外排出，同时气泡内继续 有油气化分解，直到电弧过零熄灭。
2、少油断路器
多油断路器因其用油量多、钢 材消耗大、检修困难、造成 爆炸及火灾的危险性大，因 而人们发展了少油断路器。 在少油断路器中，变压器油 只用来作为熄灭电弧和触头 断口间的绝缘介质，不用作 对地绝缘。
图6.7 户内少油断路器的外型及结构
1—分闸弹簧，2—底架，3—拉杆， 4—主轴 5—支持瓷瓶，6—油气分 离器，7—空气室8—静触头， 9—上接线板，10—灭弧室 11—导 电杆，12—中间触头，13—下接线板 14—转轴，15—油缓冲器，16—合闸 缓冲弹簧
积木式 110kV少油断路器的外形
图6.8 110kV三相少油断路器的外型布置 1—灭弧室，2—机构箱，3—支持瓷瓶
4—底架，5—操动机构，6—水平拉杆 7—均压电容
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图6.9 断路器的积木式结构 1—通用灭弧单元，2—均压电容 3—机构箱，4—支持瓷瓶
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第二节 磁吹断路器
磁吹断路器是在触头分开时控制电弧使之进入灭 弧栅中，在大气条件下熄灭电弧的断路器。
自能式灭弧室设计所遵循的原则应是：
减小电弧能量放在第一位，利用电弧能量放在第二位;
在能达到开断要求的前提下，电弧能量愈小愈好。
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三、油断路器的类型及结构
1.多油断路器的特点
1) 是所有元件都处于接地的金属油箱中
(固常称其为落地箱式或落地罐式)，油一 方面用来熄灭电弧，另一方面又用作导 电部分之间(包括断口间)以及导电部分与 接地的油箱之间的绝缘介质。
图 6-2 油中简单开断时，燃弧时间与开断电流的关系
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对应于燃弧时间 最长的电流称为 临界开断电流， 所有自能灭弧的 油断路器都存在 这种临界开断电 流现象。
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临界电流开断试验
国 标 GB198 中 规 定 ， 当 10%额定短路开断电流试验 的燃弧时间平均值显著大于 30%额定短路开断电流试验 的燃弧时间平均值时，就应 做临界电流开断试验，试验 电流为额定短路开断电流的 4~6%和2~3%。
(3) 熄弧后的回油阶段电弧熄灭后，灭弧室中的压力因气
体的继续排出和温度的很快降低而迅速下降。到达一定值后，
外部新鲜油开始进入灭弧室，恢复正常介质状态，为下一次开
断作准备。
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油自能吹弧灭弧室的压力变化曲线
图6.5 油自能吹弧灭弧室的压力变化曲线
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影响油吹灭弧室熄弧能力的因素
的能力也增强。电弧熄灭后，电弧间隙将重新被油填满，保
证了触头间的绝缘强度。 精选ppt
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临界开断电流现象
利用电弧自身能量或作用熄灭电弧的方法称为自能式灭弧。 利用外界其它能量熄灭电弧的方法称为外能式灭弧。
对于油中简单开断来说，其灭弧能力是完全依靠电弧自 身能量所分解的气体来实现的，因此，属于自能式灭弧。
第一节 油断路器
一、油中的简单开断与油吹灭弧室
随着电力系统从小到大的逐步发展，简单的可熔保险 和空气开关已不能满足短路开断的要求，1893年在美 国诞生了油断路器的前身。
变压器油
图6.1 油中的简单开精选断ppt与自膨胀吹弧
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开断能力增强的原因
1.气泡中的主要成份是油的蒸气和由油蒸气分解的其它气体。
在灭弧栅中，电弧电阻增大、电流减小、直至电路电压无 法维持电弧，强迫电路被开断，因此，它是一种带限流 作用的开断装置。
抬高电弧电压的常用方法是：
(1)增加电弧长度；
(2)冷却电弧；
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2、油吹灭弧室
(a) 纵吹 (b) 横吹 (c) 纵横吹 (d) 对横吹(环吹) 1—静触头，2—动触头，3—电弧，4—油、气流或磁场作用
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油断路器灭弧室结构(a),(b)
灭弧室的结构a精、选pbpt
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油断路器灭弧室结构(c),(d)
灭弧室的结精构选cpp、t d
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二、油自能吹弧灭弧室的压力过 程及影响灭弧能力的因素
2) 多油断路器的导电部分多做成上部开
口外张的“U”型结构，这是由于空气的 绝缘强度比油低所决定的。
3) 箱盖接地 4) 10kV及以下的多油断路器一般都取三
相共箱的结构形式，35kV及以上的多油 断路器，每相各一个油箱，称为分相式 图6.6 多油断路的单相结构示意图 结构，又称罐式。
1—导电杆，2—绝缘套管，3—油箱盖，4—传动 机构5—油标，6—电流互感器，7—电容式套管， 8—灭弧室,9—动触头及横担，10—油箱，11— 电热器，12—放油阀