六氟化硫断路器的毕业论文

六氟化硫断路器是利用六氟化硫（SF6）气体作为灭弧介质和绝缘介质的一种断路器，简称SF6断路器。SF6是一种灭弧性能很强的气体，发现于1930年，1937年应用于电气设备，1955年开始用SF6气体作为断路器的灭弧介质。

20世纪60年代以前，35kV以上电网中主要使用空气断路器和油断路器，由于SF6气体的优异特性，使这种断路器单断口在电压和电流参数方面大大高于压缩空气断路器和少油断路器，并且不需要高的气压和相当多的串联断口数，因此在70年代，SF6断路器逐渐替代了这两种断路器而得到广泛应用。我国于1967年开始研制SF6断路器，目前已经研制成功了10kV，35kV，220kV，500kV等电压等级的SF6断路器。到了90年代末，油断路器已几乎全部淘汰，而作为开关电器之一的SF6断路器在国内外已占据主导地位。

SF6断路器根据灭弧原理不同可分为双压气式、单压气式、旋弧式结构。

（1）双压气式灭弧室

双压气式灭弧室的结构如图7-8所示。双压式断路器是指灭弧室和其他部位采用不同的SF6气体压力，在正常情况下（合上、分断后），高压和低压气体是分开的，只有在开断时，触头的运动使动静触头间产生电弧后，高压室中的SF6气体在灭弧室（触头喷口）形成一股气流，从而吹断电弧，使之熄灭，分断完毕，吹气阀自动关闭，停止吹气，然后高压室中的SF6气体由低压室通过气泵再送入高压室。这样，以保证在开断电流时，以足够的压力吹气使电弧熄灭。

图7-8双压式灭弧室结构

1.低压室2.吸气阀3.高压室4.管道5.压气泵

双压气式的SF6断路器的结构比较复杂，早期应用较多，目前这种结构很少采用。

（2）单压气式灭弧室

单压气式灭弧室与其他部位的SF6气体压力是相同的，只是在动触头运动中，使SF6气体自然形成压气形式，向喷口（灭弧室）排气，动触头的运动速度与吹气量大小有关，当停止运动时，压气的过程也即终止。结构如图7-9所示，动触头、压气罩、喷口三者为一整体，当动触头向下运动，压气罩自然形成了压力活塞，下部的SF6气体压力增加，然后由喷口向断口灭弧室吹气，完成灭弧过程。这种断路器也在不断改进，并在其他高压开关设备中得到普遍应用。

图7-9单压式灭弧室结构

1.压气室2.合闸位置3.静触头4.喷嘴5.动触头6.压气罩

压气式断路器大多应用在110kV及以上高压电网中，开断电流可达到几十kA。由于灭弧室及内部结构相对复杂，价格比较高。

（3）旋弧式灭弧室

旋弧式灭弧室是利用电弧电流产生的磁场力，使电弧沿着某一截面高速旋转。由于电弧的质量比较轻，在高速旋转时，使电弧逐渐拉长，最终熄灭。为了加强旋弧效果，通常使电弧电流流经一个旋弧线圈（或磁吹线圈）来加大磁场力。一般电流越大，灭弧越困难，但对于旋弧式SF6断路器，磁场力与电流大小成正比，电流大磁场力也加大，仍能使电弧迅速熄灭。小电流时，由于磁场随电流减小而减小，同样能达到灭弧作用且不产生截流现象（图7-10）。

图7-10旋弧式灭弧室结构

1.圆筒电极2.磁力线3.合闸位置4.驱弧线圈5.动触头6.电弧

SF6气体使断路器的设计更加精巧、可靠、使用方便，其主要优点为：

（1）结构紧凑，节省空间，设备的电气距离可减少，操作功率小，噪声小。

（2）由于带电部件及断口均被密封在金属容器内，金属外部接地，更好地防止了意外触电事故的发生，防止外部物体侵入设备内部，使设备运行更加可靠。

（3）在低气压下使用，能够保证电流在几乎过零附近切断电流，电流截断趋势减至最小，避免截流而产生的操作过电压，因而降低了对设备绝缘水平的要求，并在开断电容电流时不产生重燃。

（4）燃弧时间短，电流开断能力大，触头的烧损腐蚀小。

（5）密封条件好，能够保持装置内部干燥，不受外界潮气的影响。

（6）无易燃易爆物质，提高了变电站的安全可靠性。

（7）燃弧后，装置内没有炭的沉淀物，可以消除电炭痕迹，不发生绝缘击穿现象。

（8）SF6气体具有良好的绝缘性能，可以大大减少装置的电气距离。

（9）SF6断路器是全封闭的，因而可以用于户内场所，特别是煤矿及其他有爆炸危险的场所。