中职教育二年级全学期交通运输大类《六氟化硫断路器》教学课件

SF6断路器学习目标一、了解高压断路器的基础知识1二、掌握SF6气体的性能及灭弧原理2三、掌握SF6断路器的结构3一、高压断路器的基础知识一、高压断路器的基础知识

高压断路器是高压电气设备中最重要的设备，是一次系统中控制和保护电路的关键设备。

（1）控制作用

断路器在正常运行时，用来接通或断开电路的负荷电流。

（2）保护作用

当系统故障时，在继电保护装置的作用下，用来迅速断开短路电流，切除故障电路，以保障系统中非故障部分的正常运行。1.高压断路器的用途一、高压断路器的基础知识

（1）根据装设地点的不同，高压断路器可分为户内和户外用两种。

（2）根据使用的的灭弧介质不同，可以分为：

①油断路器；

②SF6断路器；

③真空断路器；

④压缩空气断路器。2.高压断路器的分类一、高压断路器的基础知识3.高压断路器的基本结构开断元件支持绝缘件传动元件基座操动机构名称主要零部件功能开断元件主灭弧室、主触头系统、主导电回路辅助灭弧室、辅助触头系统、并联电阻等开、断及关、合电力线路，安全隔离电源支持绝缘件瓷柱、瓷套管、绝缘管等构成的支柱本体、拉紧绝缘子等保证开断元件可靠的对地绝缘，承受开断元件的操作力及各种外力传动元件各种连杆、齿轮、拐臂、液压管道、压缩空气管道等将操作命令及操作功传递给开断元件的触头和其他部件基座开关本体的底架、底座整台产品的基础操动机构弹簧、液压、电磁、气动及手动机构的本体及其配件为开断元件分合闸操作提供能量，并实现各种规定的操作一、高压断路器的基础知识4.高压断路器的型号一、高压断路器的基础知识

（1）额定电压

高压断路器在规定的正常使用和性能条件下，能够连续运行的最高电压称为断路器的额定电压。根据我国交流高压断路器国家标准的规定，高压断路器的额定电压分为3.6、7.2、12、40.5、72.5、126、252、363、550、800kV等。（2）额定电流

指在规定的正常使用和性能条件下，断路器主回路能够连续承载的电流有效值。5.高压断路器的基本技术参数一、高压断路器的基础知识

（3）额定开断电流

它是表征断路器开断能力的参数。在额定电压下，断路器能保证可靠开断的最大电流，称为额定开断电流，其单位用断路器触头分离瞬间短路电流周期分量有效值的千安数表示。当断路器在低于其额定电压的电网中工作时，其开断电流可以增大。但受灭弧室机械强度的限制，开断电流有一最大值，称为极限开断电流。5.高压断路器的基本技术参数一、高压断路器的基础知识

（4）合闸时间与分闸时间

这是表征断路器操作性能的参数。各种不同类型的断路器的分、合闸时间不同，但都要求动作迅速。合闸时间是指从断路器操动机构合闸线圈接通到主触头接触这段时间，断路器的分闸时间包括固有分闸时间和熄弧时间两部分。固有分闸时间是指从操动机构分闸线圈接通到触头分离这段时间。熄弧时间是指从触头分离到各相电弧熄灭为止这段时间。

5.高压断路器的基本技术参数二、SF6气体的性能及灭弧原理二、SF6气体的性能及灭弧原理

SF6断路器是以SF6气体作为灭弧介质和绝缘介质。SF6气体具有良好的绝缘性能和灭弧能力，因此在断路器中的应用得到迅速发展。图3.2.1SF6断路器二、SF6气体的性能及灭弧原理1.SF6气体的性能SF6气体是无色、无臭、无毒、不燃的惰性气体，容易液化。其化学性质非常稳定，在允许运行温度范围内，SF6气体对设备中常用的铜、钢、铝等金属材料不起化学作用。因此断路器的检修周期长，检修工作量少。另外，SF6气体具有很强的绝缘性，其绝缘性能超过空气的两倍。在三个大气压下其绝缘性能相当于变压器油在一个大气压时。故SF6断路器占地面积少，外形尺寸小。图3.2.2SF6分子结构二、SF6气体的性能及灭弧原理2.SF6气体的灭弧原理——如动画所示SF6是一种化学性能非常稳定的惰性气体，呈现很强的电负性，其分子对电子有亲和力，具有捕获电子的能力，很容易吸附自由电子形成活动性较低的负离子，是个典型的三体复合材料。并且易与正离子复合，使电流过零时去游离过程大大加快。加之热容量大等因素，它的灭弧性能相当于同等条件下的空气的100倍。二、SF6气体的性能及灭弧原理2.SF6气体的灭弧原理在高温的作用下，少量的SF6气体会分解成SOF2，SO2F2、SF4、SOF4，但在电弧过零后，它们又会结合生成SF6。故SF6断路器可允许动作多次而不需检修，其检修周期至少在20年以上。三、SF6断路器的结构三、SF6断路器的结构

SF6断路器灭弧室有双压式和单压式两种结构。双压式灭弧室设有高压和低压两个气压系统。低压系统主要用作灭弧室的绝缘介质，高压系统只在灭弧过程中才起作用。

单压式灭弧室是根据活塞压气原理工作的，又称压气式灭弧室。平时灭弧室中只有一种压力的SF6气体，起绝缘作用。开断过程中，灭弧室所需的吹压力由动触头系统带动压气缸对固定活塞做相对运动，产生短时高压气体，从而吹弧并熄弧。1.SF6断路器灭弧室的结构三、SF6断路器的结构

我国研制的SF6断路器均采用单压式灭弧室，按电弧是否被拉长可分为定开距和变开距两种。

定开距是指开关在灭弧过程中弧触指位置始终不变，而变开距的弧触指是移动的，电弧随触指的运动改变长度。两者共同的特点是都要通过压气缸预压缩，在电弧形成后对电弧进行吹弧。1.SF6断路器灭弧室的结构三、SF6断路器的结构（1）变开距灭弧室结构——如动画所示1.SF6断路器灭弧室的结构三、SF6断路器的结构（2）变开距灭弧室动作过程——如动画所示1.SF6断路器灭弧室的结构三、SF6断路器的结构

气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）是采用绝缘性能和灭弧性能优异的SF6气体作为缘和灭弧介质，并将所有的元件密封在接地金属筒中。2.高压开关柜中断路器的结构图3.2.3气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）三、SF6断路器的结构

现代重工电气有限公司110kVGIS，其外形如图3.2.4所示。2.高压开关柜中断路器的结构图3.2.4110kVGIS

外形示意图三、SF6断路器的结构2.高压开关柜中断路器的结构图3.2.5110kVGIS

结构示意图主母线三工位开关断路器

电流互感器电缆终

端箱线路接地开关

电压互感器线路三工

位开关三、SF6断路器的结构

如图3.2.6所示，为110kVGIS中的断路器，即SF6断路器，采用垂直（立式）布置结构，配用模块化设计的弹簧操动机构。该断路器结构简单，维修方便，操作可靠，机械寿命可达到10000次以上。2.高压开关柜中断路器的结构①②③④⑤⑥⑦⑧⑨图3.2.6110kVGIS

断路器弹簧机构支持件连动杆支持绝缘件导体灭弧室盆式绝缘子吸附剂壳体三、SF6断路器的结构

断路器由装于上部的弹簧操动机构1和下部的断路器本体两大部分组成。