高压断路器原理及应用
[摘要]高压断路器是变电所主要的电力控制设备，具有灭弧性。当系统正常运行时，它能够切断和接通电路和各种电气设备的空载和负载电流；当系统发生故障时，它能够配合继电保护系统，及时迅速的切断故障电流，可以防止事故范围的扩散。目前，高压断路器主要应用在电力系统，并且随着技术理论的提高，也在扩大其应用范围。
【关键词】断电器;高压断电器
断路器的基本理论和工作原理牵涉面较广，内容庞杂，既有电磁学理论，也有热学和力学理论。在电磁学和热学方面既有场又有路，既有稳态过程也有暂态过程；在力学方面则涉及到静力学、动力学、流体力学和空气动力学方面的内容。此外还涉及到电工材料、绝缘、放电、试验等多项技术，并随着时代的发展内容不断扩充和更新，如计算机技术的应用等。有关内容不只用于高压断路器，还可用于包括高压电器、低压电器等各种电气设备。
一、断路器的分类
断路器按其适用范围分为高压断路器低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。低压断路器又称自动开关，俗称空气开关，也是指低压断路器，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛应用。本文主要讲解高压断路器的基本原理及应用。
二、高压断路器的原理
断路器的作用是切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。而高压断路器要开断1500V，电流为1500-2000A的电弧，这些电弧可拉长至2m仍然继续燃烧不熄灭。故灭弧是高压断路器必须解决的问题。
吹弧熄弧的原理主要是冷却电弧减弱热游离，另一方面通过吹弧拉长电弧加强带电粒子的复合和扩散，同时把弧隙中的带电粒子吹散，迅速恢复介质的绝缘强度。
（一）高压断路器的种类
高压断路器(或称高压开关)是发电厂、变电所主要的电力控制设备，具有
真空断路器的原理和作用 真空断路器处于合闸位置时，其对地绝缘由支持绝缘子承受，一旦真空断路器所连接的线路发生永久接地故障，断路器动作跳闸后，接地故障点又未被清除，则有电母线的对地绝缘亦要由该断路器断口的真空间隙承受；各种故障开断时，断口一对触子间的真空绝缘间隙要耐受各种恢复电压的作用而不发生击穿。因此，真空间隙的绝缘特性成为提高灭弧室断口电压，使单断口真空断路器向高电压等级发展的主要研究课题。 真空度的表示方式 绝对压力低于一个大气压的气体稀薄的空间，称为真空空间，真空度越高即空间内气体压强越低。真空度的单位有三种表示方式:托(即1个mm水银柱高)，毫巴(103bar)或帕(帕斯卡:Pa)。(1托=131。6Pa，1毫巴=100Pa)我们通常所说真空灭弧室内部的真空度要达10-4托是指灭弧室内的气体压强仅为"万分之一mm水银柱高"，亦即是1。31x10-2Pa。 "派森定理"亦有译为"巴申定律"，是指间隙电压耐受强度与气体压力之间的关系。图1表示派森定理的关系曲线呈"V"字形，即充气压力的增加或降低，都能提高极间间隙绝缘强度。其击穿机理至今还不清楚，因为真空灭弧室内部真空度高于10-4托，这样稀薄空气的空间，气体分子的自由行程为103mm，在真空灭弧室这么大小的容积内，发生碰撞的机率几乎是零。因此不会发生碰撞游离而使真空间隙击穿。派森定理的"V"形曲线是实验得出的，条件是在均匀电场的情况下，其间隙击穿电压Uj可表示为: Uj=KLa L------间隙距离； a------间隙系数(间隙<5mm时a=1，>5mm时，a=0。5) 由派森定理的"V"形关系曲线中看出，当真空度达103托时出现拐点，拐点附近曲线变得平坦，击穿电压几乎无变化。 当真空度和间隙距离相同时，其击穿电压则随触头电极材料发生变化，电极材料机械强度高，熔点高时，真空间隙的击穿电压亦随之提高。
高压断路器的操作回路原理分析 1. 高压断路器的操作回路 1.1高压断路器简介 高压断路器又称高压开关，是电力系统中最重要的控制电器设备，它可以控制线路的断开的合闸。发电机、变压器、高压输电线路、电抗器、电容器等多种电气设备的投运或停运是由相连断路器的合闸或分闸来实现的。运行中一次设备发生故障时，继电保护装置动作，跳开（分闸）离故障设备最近的断路器，使故障设备脱离运行电源。断路器是电力系统操作频繁的设备。 断路器的类型很多，就基本结构而言，是由开断元件、支撑和绝缘件、传动元件、基座、操动机构五个基本元件构成。 根据断路器所采用的灭弧介质，可分为油断路器、压缩空气断路器、SF6 （六氟化硫）断路器、真空断路器四种类型。 1.2操作回路简介 发电厂和变电所中的断路器，大部分不是直接在断路器操动机构上操作的，而是采取与操作回路配合使用。一般断路器的均要求远方可以操作，就是在控制室可以对远在几十米或几百米外的断路器进行操作。 操作时，必须有发出电流脉冲的机构，经过操作回路，对断路器进行
控制。如果发出电流脉冲的是保护装置，则为保护跳合闸；如果是操作开关，则为手动跳合闸；如果是后台系统，则为遥控跳合闸。 在发出电流脉冲的机构与断路器的操动机构之间的部分，称为操作回路。 国内的保护装置大部分自带操作回路，其主要功能有： 1）能进行远方手动合闸、分闸，能由继电保护、自动装置实现跳、合闸。 2）正常运行时，能指示断路器的分、合闸位置状态。 3）能保证跳合闸回路操作结束时，由断路器辅助接点进行断弧，以保护继电保护装置的接点输出。（保持功能） 4）能监视操作电源是否正常，能监视下次操作时回路是否正常。 5）有防止断路器连续重复合、跳的“跳跃”闭锁装置。 6）对液压操作机构应有液压降低压锁功能。（一般为35KV 以上电压等级的断路器才会使用SF6液压机构。） 1.3操作回路原理图 上图为一个典型操作回路应用图。方框内为操作回路原理图，方框外
筑龙 网 w w w. z h u l o n g. c o m 高压断路器跳合闸线圈保护原理 摘要：结合电力系统时有发生的高压断路器跳闸、合闸线圈烧毁现象，二次回路［1］保护器的概念被提出，并对其原理和实现方法进行了探讨。文中给出的实现方法将高压断路器二次回路完整性监视［2］融入其中，使其兼有二次回路的保护和完整性监视双重功能。 关键词：高压断路器； 二次回路保护器； 全工况； 监视 1 引言 电力系统运行中经常发生跳、合闸线圈烧毁事故［3］［4］［5］。众所周知，跳、合闸线圈设计时都是按短时通电而设计的。跳、合闸线圈的烧毁，主要是由于跳、合闸线圈回路的电流不能正常切断，至使跳、合闸线圈长时间通电造成的。 作为电力系统重要电气元件，在电力系统故障时，断路器接受继电保护及自动装置的跳、合闸命令，并要求以毫秒级的速度去执行跳闸动作，以避免事故蔓延和扩大。因此，要求断路器在投运中，能随时处于待命状态，并能令行禁止。尤其不允许出现有跳闸命令时，断路器拒绝跳闸的现象。电力部门在DL400－91继电保护和安全自动装置技术规程和NDGJ8－89火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定都要明确要求各断路器的跳、合闸回路、重要设备和线路继路器的合闸回路等等，均应装设监视回路完整性的监视装置。 目前，国内外现有的断路器二次回路完整性监视方法有四种：一是采用简单直观的红（绿）灯回路直接监视；二是采用跳（合）闸位置继电器常闭触点串联启动中央信号的间接监视；三是部分制造厂提供的操作箱中，配合有在合闸状态下的跳闸回路完整性监视信号灯（氖灯），四是串接高内阻继电器于跳闸回路。上述四种监视方式的分析发现，前三种方式存在一个共同的问题是：断路器合闸后合闸回路完整性失去监视，断路器跳闸后跳闸回路完整性失去监视，都属于非全工况监视。第四种方式的跳闸回路属于全工况监视，合闸回路仍属于非全工况监视。所以在合闸状态下，跳闸后能否再合尚属未知，供电可靠性将失去保证，仍然不是真正的全工况监视。这些问题应引起重视，并采取必要的措施予以改进。更重要的是，以上四种方式都不具备跳、合闸线圈的保护功能。 本文结合电力系统时有发生的断路器跳闸、合闸线圈烧毁现象，在深入研究国内外关于高压断路器二次回路控制方式的基础上，提出一种解决方案，该方案同时具备跳、合闸线圈保护和跳、合闸回路全工况监视双重功能。 2 高压断路器二次回路保护器原理 鉴于引言中分析的原因，很有必要引入一种保护装置，在断路器辅助触点切换不正常或者操作机构卡死时，能够及时地断开跳、合闸线圈回路，避免跳、合闸线圈长时间得电而烧线圈事故。该实现原理正是基于以上分析而得出。
断路器原理 中文名称：断路器 英文名称：circuit-breaker;circuit breaker 断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。低压断路器又称自动开关，俗称＂空气开关＂也是指低压断路器，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。 分类 按操作方式分：有电动操作、储能操作和手动操作。
按结构分：有万能式和塑壳式。 按使用类别分：有选择型和非选择型。 按灭弧介质分：有油浸式、真空式和空气式。按动作速度分：有快速型和普通型。 按极数分：有单极、二极、三极和四极等。 按安装方式分：有插入式、固定式和抽屉式等。
高压断路器(或称高压开关)是发电厂、变电所主要的电力控制设备,具有灭弧特性,当系统正常运行时,它能切断和接通线路以及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,它和继电保护配合,能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围。因此,高压断路器工作的好坏,直接影响到电力系统的安全运行；高压断路器种类很多，按其灭弧的不同，可分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等 内部附件 辅助触头 与断路器主电路分、合机构机械上连动的触头，主要用于断路器分、合状态的显示，接在断路器的控制电路中通过断路器的分合，对其相关电器实施控制或联锁。例如向信号灯、继电器等输出信号。塑壳断路器壳架等级额定电流100A为单断点转换触头，225A及以上为桥式触头结构，约定发热电流为3A；壳架等级额定电流400A及以上可装两常开、两常闭，约定发热电流为6A。操作性能次数与断路器的操作性能总次数相同。 报警触头 用于断路器事故的报警触头，且此触头只有当断路器脱扣分断后才动作，主要用于断路器的负载出现过载短路或欠电压等故障时而自由脱扣，报警触头从原来的常开位置转换成闭合位置，接通辅助线路中的指示灯或电铃、蜂鸣器等，显示或提醒断路器的故障脱扣状态。由于断路器发生因负载故障而自由脱扣的机率不太多，因而报警触头的寿命是断路器寿命的1/10。报警触头的工作电流一般不会超过1A。分励脱扣器 是一种用电压源激励的脱扣器，它的电压与主电路电压无关。分励脱扣器是一种远距离操纵分闸的附件。当电源电压等于额定控制电
高压开关柜结构及工作原理 我厂6kV开关柜使用天水长城开关厂的KYN28A铠装型开式交流金属封闭开关柜，具有防止带负荷推拉断路器手车、防止误分合断路器，防止接地开关处在闭合位置时关合断路器、防止误入带电隔室、防止带电时误合接地开关等连锁功能。进线开关配备ABB 公司的VD4真空断路器，负荷开关配备天水长城开关厂的ZN63A-12型真空断路器和JCZR16-7.2J型接触器-熔断器组合开关。 一、结构概述： 1.型号含义： KYN28A-12-□---□ 铠装柜环境特征号 移开式一次方案号 设计序号 户内 2.结构：
1—泄压装置；2—外壳；3—分支小母线；4—母线套管；5—主母线；6—静触头； 7—触头盒；8—电流互感器；9—接地开关；10—电缆；11—避雷器；12—接地母线； 13—装卸式隔板；14—隔板（活门）；15—二次触头；16—断路器手车；17—加热装置；18—可抽出式水平隔板；19—接地开关操作机构；20—控制小线槽；21—电缆封板。 开关柜的柜体为组装式结构，开关柜不靠墙安装。柜体分四个单独的隔室：手车室、主母线室、电缆室、继电器仪表室。柜体外壳防护等级IP42,各小室间防护等级IP2X。 2.1手车：手车由开关柜的主元件和推进用底盘车组成。手车采用中置式结构，通过一台专用转运车可方便地进行手车进出柜的操作。以断路器为例：手车的下部为推进用的底盘车，断路器固定安装在底盘车上。底盘车内设置有推进机构，用以实现对断路器手车的进出车操作。底盘车内还设置有连锁机构，用以实现断路器和柜体之间的各项连锁
2.2手车室： 隔室两侧安装了轨道，供手车在柜内移动时的导向和定位。静触头盒的隔板（活门）安装在手车室后侧。手车从断开位置/试验位置向工作位置移动的过程中，遮挡上、下静触头盒的活门自动打开；手车反方向移动时，活门自动关闭，直至手车退至断开位置/试验位置而完全遮挡住静触头盒，形成隔室间有效的隔离。断路器室的门上有观察窗，通过观察窗可以观察隔室内手车所处位置、断路器的合、分闸显示、储能状况等状态。 2.3主母线室：
高压断路器的原理及应用 【摘要】：在电力系统中，高压断路器是主要的电力控制设备，它不仅仅能有效的切断或者闭合高压电路中的空载电流和负载电流，而且能够在系统发生障碍时，在继电器保护装置的作用下，切断故障处的电流，防止扩大事故范围。目前，高压断路器在我国的电力系统方面得到了广泛应用，并且随着社会的进步，科技业得到了发展，高压断路器的应用范围慢慢在扩大，本文就高压断路器的原理和应用做以简单的分析。 【关键词】：高压断路器，原理及应用 断路器的基本理论和工作原理不仅牵涉面很大，而且内容庞杂，其中基本的理论部分包括：点动力、发热、电接触、电弧电磁铁、操动机构和连杆机构以及各种电路的关合与开断过程。断路器除过上面所说的理论知识外，还涉及到其他方面，比如电工材料、绝缘和放电等技术，随着社会的进步和发展，很多内容不仅只用于高压断路器，还可以用到其他的电器设备中，如高压电器和低压电器等。 1断路器的分类有以下几种 根据适用范围来区分，断路器可以分为高压断路器和低压断路器两种，但是这两种断压器的界限划分不明显，一般情况下，3千瓦以上的电压就是指高压电路，3千瓦以下的电压是指低压断路器，另称为自动开关，低压断路器在电路中除了起到控制作用外，还有手动开关的作用，具有很强的保护功能。高压断路器具有很完善的灭弧结构和超强的断流能力，它在整个电力系统的运行中，也起到了控制作用以及保护作用。 2什么是高压断路器的工作原理 简单的说，原理都是一样的，就是断开和闭合。在以前，高压断路器基本上都用少油断路器，现在随着科技的发展，基本上都用真空断路器，就是把触头做在油里或者真空管里，有外部的机械装置带动触头运动，这样来分断负荷。切断和接通负荷电路作为断路器的主要作用，当发生事故时，可以及时把故障的电路切断，以防止事故扩大，保证安全的运行，目前来说，灭弧仍然是高压断路器必须要解决的问题，因为高压断路器在断开1500瓦时，它的电弧会拉长到2米继续燃烧，很难熄灭，所以说，灭弧目前是高压断路器必须要解决的问题。 通过冷却电弧来减弱热游离，从另一个角度来说，通过吹弧来拉长电弧以增强带电粒子的复合和扩散，同时能够将弧隙中的带电粒子吹散，使介质的绝缘能力迅速恢复，这就是吹弧熄弧的原理。 2.1高压断路器都分为哪些种类 高压断路器是变电站的重要电力控制设备，它的种类分别有以下这些，按照灭弧的介质来区分，一是油开关，其中油开关又包括多油开关和少油开关两种；二是空气开关，又被称为是压缩空气开关；三是真空开关；四是六氟化硫开关。按照安装地点来区分，一是户外式；二是户内式；三是防爆式。根据操作机构来区分，一是电动操作机构；二是手动操作机构；三是气动操作机构；四是弹簧储能操作机构。高压断路器就分为以上这几大类。 2.1.1将密封的绝缘油作为一种开断故障的灭弧介质，油断路器用来切断和接通电源，它能在短路时迅速可靠的切断电流，这项技术应用的比较早，已经十分成熟，而且价格比较便宜，广泛应用于各个电压等级的电网中。 2.1.2采用六氟化硫气体作为灭弧介质和绝缘介质的一种断路器，这种断路器灭
高压断路器的操作回路 原理 标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]
高压断路器的操作回路原理分析 1. 高压断路器的操作回路 高压断路器简介 高压断路器又称高压开关，是电力系统中最重要的控制电器设备，它可以控制线路的断开的合闸。发电机、变压器、高压输电线路、电抗器、电容器等多种电气设备的投运或停运是由相连断路器的合闸或分闸来实现的。运行中一次设备发生故障时，继电保护装置动作，跳开（分闸）离故障设备最近的断路器，使故障设备脱离运行电源。断路器是电力系统操作频繁的设备。 断路器的类型很多，就基本结构而言，是由开断元件、支撑和绝缘件、传动元件、基座、操动机构五个基本元件构成。 根据断路器所采用的灭弧介质，可分为油断路器、压缩空气断路器、SF6（六氟化硫）断路器、真空断路器四种类型。 操作回路简介 发电厂和变电所中的断路器，大部分不是直接在断路器操动机构上操作的，而是采取与操作回路配合使用。一般断路器的均要求远方可以操作，就是在控制室可以对远在几十米或几百米外的断路器进行操作。
操作时，必须有发出电流脉冲的机构，经过操作回路，对断路器进行控制。如果发出电流脉冲的是保护装置，则为保护跳合闸；如果是操作开关，则为手动跳合闸；如果是后台系统，则为遥控跳合闸。 在发出电流脉冲的机构与断路器的操动机构之间的部分，称为操作回路。 国内的保护装置大部分自带操作回路，其主要功能有： 1）能进行远方手动合闸、分闸，能由继电保护、自动装置实现跳、合闸。 2）正常运行时，能指示断路器的分、合闸位置状态。 3）能保证跳合闸回路操作结束时，由断路器辅助接点进行断弧，以保护继电保护装置的接点输出。（保持功能） 4）能监视操作电源是否正常，能监视下次操作时回路是否正常。 5）有防止断路器连续重复合、跳的“跳跃”闭锁装置。 6）对液压操作机构应有液压降低压锁功能。（一般为35KV以上电压等级的断路器才会使用SF6液压机构。） 操作回路原理图 上图为一个典型操作回路应用图。方框内为操作回路原理图，方框外为操作回路的应用接线，两相对照，以助于理解。其中，DL是断路器辅助
三、高压断路器的结构与原理 一、简答题 1．高压电器的作用如何？ 高压电器是指在高电压的电路中用来实现电路的关合、开断、控制、保护、调节和量测作用的电器。 2．高压电器是如何分类的？ 按照高压电器的功能不同，可以分为三大类，即开关电器、量测电器和限流、限压电器。3．什么是高压电器中的开关电器？它是如何分类的？ 主要用来关合与分断正常电路与故障电路，或用来隔离高压电源。根据其功能的不同又可分为： （1）高压断路器它能关合与分断正常情况下的各种负载电路，又能在故障情况下关合与开断短路电流，而且还能实现自动重合闸的要求。它是高压电器中一种功能最为全面的电器。 （2）高压熔断器 俗称保险。当线路中电流超过一定的限度或出现短路故障时能够自动开断电路。电路开断后，熔断器必须人工更换部件后才能再次使用。 （3）高压负荷开关 只能在正常工作情况下关合与开断各种负载电路，但不能开断短路电流。 （4）高压隔离开关 用来隔离电源或电路。隔离开关只能开断很小的电流，例如长度很短的母线空载电流，容量不大的变压器空载电流等。 （5）接地开关 高压与超高压线路检修电气设备时，为确保人身安全，可用接地开关进行接地。接地开关可用来人为造成电力系统的接地短路，以达到控制和保护的目的。 4．什么是高压电器中的量测电器？它是如何分类的？ 主要包括电流互感器和电压互感器。 （1）电流互感器 用来配合测量高压线路中的电流，供计量和继电保护用。 （2）电压互感器 用来配合测量主高压线路中的电压，供计量和继电保护用。 5．什么是高压电器中的限流、限压电器？它是如何分类的？ 主要包括避雷器和电抗器。 （1）避雷器
用来限制过电压，使电力系统中相关的各电气设备免受大气过电压和内部过电压的危害。 （2）电抗器 实质上就是一个电感线圈，用来限制故障时的短路电流。 不难看出上述高压电器都是保证电力系统安全可靠运行必不可少的电气设备。6．对高压电器的基本要求是什么？其性能参数有哪些？ 对高压电器的主要要求包括一般电气性能方面的要求自然环境方面的要求和其它方面的要求等。 一般电气性能方面的要求 电力系统中的高压电器，应能够长期承受各种电压、电流的作用而不致损坏。 （1）电压方面 额定电压一定的高压电器，其绝缘部分能长期承受的最大工作电压，而且还应能承受相应程度的大气过电压和内部过电压的作用。标志这方面性能的参数是：最大工作电压、工频试验电压、全波和载波冲击试验电压、操作波试验电压。 （2）电流方面 高压电器的导电部分长期通过工作电流时，各部分的温升不超过允许值。通过短路电流时，不应因电动力作用而受到损坏，各部分温升不应超过短路时的温升允许值，触头不应发生熔焊或损坏。这些性能都与电流大小有关，标志这方面的性能参数是：额定电流、动稳定电流、热稳定电流等。 自然环境方面的要求 高压电器应在周围各种环境下可靠地工作。 （1）环境温度 高压电器有关标准规定，产品的使用环境温度为－40℃至＋40℃。温度过低会使变压器油、液压油及润滑油的黏度增加，影响开关的分合闸速度，使六氟化硫气体液化，密封材料性能劣化造成漏油、漏气，以至电气设备不能正常工作；温度过高，可能造成导气部分过热及电容套管的密封胶渗出等，特别是户外型产品在阳光直射下极易过热。标准建议，周围的环境温度每增加1℃，额定电流应相应减小1.8% ；而温度每降低1℃，用于高温地区的高压电器在常温下进行耐压实验时，实验电压应相应的提高，从40℃开始，每超过3℃，实验电压应提高1%。 （2）海拔 海拔高度对高压电器的影响有：对绝缘的影响和对电气发热温度的影响。 ①对绝缘的影响 高海拔（1000-3500m）地区的大气压力低，耐压水平会随之降低，
智能断路器工作原理及技术特点 摘要：智能断路器具有数字化的接口，可以将位置信息、状态信息、分合闸命令通过网络方式传输。本文介绍了智能断路器基本原理、工作模式和工作过程。和传统的断路器相比较，智能断路器有着其自身的优点。随着各项技术的发展和各种产品的研发，智能断路器将逐步进入实用化阶段。 随着我国电网建设的快速发展，数字化变电站成为建设和研究的热点。数字化变电站的核心在于一次设备的智能化与二次设备的网络化。对于断路器这种极其重要的电力一次设备而言，其智能化的实现有十分重要的意义。断路器智能化在于运行状态实时监测，通断精确，智能控制和信息传递网络化等。随着电力电子技术和自动控制理论的广泛应用，计算机与网络通信技术的飞速发展，以及对传感器技术和人工智能的深入研究和综合应用，智能断路器的功能得到了极大的扩展和完善。一、什么是智能断路器 断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。 低压断路器又称自动开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一
般不需要变更零部件，己获得了广泛的应用。 高压断路器(或称高压开关)是变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性，当系统正常运行时，它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时，它和继电保护配合，能迅速切断故障电流，以防止扩大事故范围.因此，高压断路器工作的好坏，直接影响到电力系统的安全运行。随着国民经济的发展，技术的不断进步，无论是工业生产还是日常生活都对电力系统的供电质量提出了越来越高的要求:能够实现不间断供电，即使断电也必须要求断电时间尽可能的短，停电范围尽可能的小。这就要求供电系统具有比较高的自动化程度和智能化水平，当电力系统出现一些故障时系统中的智能保护设备能及时识别故障类型，快速切除系统中的故障部分，防止故障进一步扩大，使整个系统能够正常运行。除了要能正常分合相关系统额定电流外，还要在相关系统故障时能快速有选择性地可靠分断相关系统短路故障电流，且不能出现越级跳闸或拒动现象。 当继电保护或控制装置发出外部跳闸指令，当指令到达断路器时，断路器的控制装置确定断路器是否做好执行分合操作的准备，如果好了则控制装置负责完成该指令操作，反之，如果断路器没做好准备，则控制装置闭锁所要求的操作，断路器就不能完成相应的指令操作。为此断路器需要相应的控制监视回路，如气体密度、断路器的分合位置等。此外要求控制回路监视反映断路器运行状态的关键参数，如果这些参数有改变就会闭锁该断路器使之不允许动作，并向运行值班人员发出警告，以便运行人员及时采取行动。以龙口市供电公司的变电
10KV高压开关柜原理 1、环网柜概述 1.1什么叫环网柜 环网柜是一组高压开关设备装在钢板金属柜体内或做成拼装间隔式环网供电单元的电气设备，其核心部分采用负荷开关和熔断器，具有结构简单、体积小、价格低、可提高供电参数和性能以及供电安全等优点。 实际上，如果柜型按照开关设备分类，有负荷开关柜、断路器柜、GIS等，并无环网柜。环网柜是一个约定俗成的叫法，原指的是负荷开关柜用于环网式供电，现在经常被人当作负荷开关柜的代名词，而不管是否被用于环网式供电，如有些线路要合环运行（俗称手拉手），或有可能进行负荷割接（将一条线上的负荷切换到另一条线上）实现这些功能的配电柜就叫环网柜。故环网柜是一种能实现环网供电的开关设备，常用于环网供电系统，故俗称环网柜，也称“户外箱式环网柜”、“开闭器”。 负荷开关柜可以用于环网式供电、中压分界室派接、中压末端变电室供电，各地区供电部门对允许使用负荷开关加熔断器保护的变压器的规格要求不一，象北京一般要求变压器容量不大于1000KVA，深圳地区可能是1600KVA。负荷开关柜构造简单，成本较低，体积较小，多数可以靠墙安装，一般只有熔断器保护而无继电保护。负荷开关柜主母线载流量一般小于等于630A，负荷开关额定开断电流一般小于等于630A（少数达到1700A），变压器柜（出线柜）额定电流（熔断器）一般不大于125A，高档负荷开关的转移电流可以达到2800A。部分负荷开关柜可以安装专用真空断路器、SF6 断路器或采用压气等灭弧方式，短路分断能力接近或达到开关柜水平。 环网柜用于分合负荷电流，开断短路电流及变压器空载电流，一定距离架空线路、电缆线路的充电电流，起控制和保护作用，是环网供电和终端供电的重要开关设备。 环网柜根据气箱结构分为共箱式与单元式；根据整体结构分为美式与欧式；根据绝缘材料分为固体绝缘式、空气绝缘式与SF6气体绝缘式；根据户内外分户内环网和户外环网。
高压断路器原理及应用 [摘要]高压断路器是变电所主要的电力控制设备，具有灭弧性。当系统正常运行时，它能够切断和接通电路和各种电气设备的空载和负载电流；当系统发生故障时，它能够配合继电保护系统，及时迅速的切断故障电流，可以防止事故范围的扩散。目前，高压断路器主要应用在电力系统，并且随着技术理论的提高，也在扩大其应用范围。 【关键词】断电器;高压断电器 断路器的基本理论和工作原理牵涉面较广，内容庞杂，既有电磁学理论，也有热学和力学理论。在电磁学和热学方面既有场又有路，既有稳态过程也有暂态过程；在力学方面则涉及到静力学、动力学、流体力学和空气动力学方面的内容。此外还涉及到电工材料、绝缘、放电、试验等多项技术，并随着时代的发展内容不断扩充和更新，如计算机技术的应用等。有关内容不只用于高压断路器，还可用于包括高压电器、低压电器等各种电气设备。 一、断路器的分类 断路器按其适用范围分为高压断路器低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。低压断路器又称自动开关，俗称空气开关，也是指低压断路器，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛应用。本文主要讲解高压断路器的基本原理及应用。 二、高压断路器的原理 断路器的作用是切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。而高压断路器要开断1500V，电流为1500-2000A的电弧，这些电弧可拉长至2m仍然继续燃烧不熄灭。故灭弧是高压断路器必须解决的问题。 吹弧熄弧的原理主要是冷却电弧减弱热游离，另一方面通过吹弧拉长电弧加强带电粒子的复合和扩散，同时把弧隙中的带电粒子吹散，迅速恢复介质的绝缘强度。 （一）高压断路器的种类 高压断路器(或称高压开关)是发电厂、变电所主要的电力控制设备，具有
断路器的作用是切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。而高压断路器 要开断 1500V，电流为1500-2000A的电弧，这些电弧可拉长至2m仍然继续燃烧不熄灭。故灭弧是高压 断路器必须解决的问题。 吹弧熄弧的原理主要是冷却电弧减弱热游离，另一方面通过吹弧拉长电弧加强带电粒子的复合和扩散， 同时把弧隙中的带电粒子吹散，迅速恢复介质的绝缘强度。 多油式断路器 多油式断路器是以绝缘油为灭孤介质及主要绝缘介质的高压断路器，其结构简单、工艺要求低、但体积大、用钢材和绝缘油都比较多，在电压较高时尤其如此，所以已经逐渐被少油式断路器或空气断路器所代 替。 例如DW8-35型就是一种户外35kV多油式断路器，这种断路器落地安装，三相分箱结构，每相有两个断口，装有纵横吹灭孤室，额定工作电流及断流容量较大，油重及总重量在同电压级多油式断路器中是较轻的。配有电磁操动机构，可以远方操作。还可以在其电容套管上套装电流互感器供测量和保护用。 少油式断路器 SN10-10型断路器 这是一种性能良好的户内用少油式断路器，在6～ 10kV系统中获得广泛应用。它可配用手动、弹簧或 电磁操动机构，可以配装成固定式或手车式开关柜。 SN10-10型断路器系分相结构，其一相结构见左 图。 图示为断路器合闸位置，其导电回路是由上出线 座2，经瓣形静触头13，动触头杆5，紫铜滚轮6， 到下出线座7。当分闸时，在分闸弹簧12作用下， 主轴10转动，经绝缘拉杆11，使主拐臂转动，动 触头杆脱离瓣形静触头向下运动，动触头SN10-10外形图 杆与静触头间产生电弧。在电弧高温作用下，油分解成气体，使耐弧材料制成的灭弧室3 中压力升高，并使瓣形静触头座中的小钢球止逆阀迅速上升堵住中心孔。随着动触头杆 向下移动，分别打开三个横向吹弧道口和两个纵吹油囊口，使油和气体的混合体强烈吹 冷电弧。同时，由于动触头杆向下运动，在灭弧室形成附加油流，射向电弧。由于动触 头杆向下运动，电弧根部始终与新鲜油接触；利用逆流冷却原理，能有效冷却电弧，增 加熄弧能力。被电孤分解的油气上升到断路器顶部的双层旋转 1-油气分离器2-上出线座 3-灭弧室4-绝缘筒5-动触头杆式油气分离器1处冷却，气体由排气孔排出，油返回油箱。动触头杆在分闸终了时，碰触塞杆8，
高压断路器的操作回路原理分析 1.高压断路器的操作回路 1.1高压断路器简介 高压断路器又称高压开关，是电力系统中最重要的控制电器设备，它可以控制线路的断开的合闸。发电机、变压器、高压输电线路、电抗器、电容器等多种电气设备的投运或停运是由相连断路器的合闸或分闸来实现的。运行中一次设备发生故障时，继电保护装置动作，跳开（分闸）离故障设备最近的断路器，使故障设备脱离运行电源。断路器是电力系统操作频繁的设备。 断路器的类型很多，就基本结构而言，是由开断元件、支撑和绝缘件、传动元件、基座、操动机构五个基本元件构成。 根据断路器所采用的灭弧介质，可分为油断路器、压缩空气断路器、SF6（六氟化硫）断路器、真空断路器四种类型。 1.2操作回路简介 发电厂和变电所中的断路器，大部分不是直接在断路器操动机构上操作的，而是采取与操作回路配合使用。一般断路器的均要求远方可以操作，就是在控制室可以对远在几十米或几百米外的断路器进行操作。
操作时，必须有发出电流脉冲的机构，经过操作回路，对断路器进行控制。如果发出电流脉冲的是保护装置，则为保护跳合闸；如果是操作开关，则为手动跳合闸；如果是后台系统，则为遥控跳合闸。 在发出电流脉冲的机构与断路器的操动机构之间的部分，称为操作回路。 国内的保护装置大部分自带操作回路，其主要功能有：1）能进行远方手动合闸、分闸，能由继电保护、自动装置实现跳、合闸。 2）正常运行时，能指示断路器的分、合闸位置状态。 3）能保证跳合闸回路操作结束时，由断路器辅助接点进行断弧，以保护继电保护装置的接点输出。（保持功能）4）能监视操作电源是否正常，能监视下次操作时回路是否正常。 5）有防止断路器连续重复合、跳的“跳跃”闭锁装置。 6）对液压操作机构应有液压降低压锁功能。（一般为35KV 以上电压等级的断路器才会使用SF6液压机构。） 1.3操作回路原理图
真空断路器工作 原理与其他断路器相比之是灭弧介质不同罢了，真空不存在导电介质，使电弧快速熄灭，因此该断路器的动静触头之间的间距很少。该断路器一般用于电压等级相对低的厂用电配置中！随着电力系统的迅猛发展， 10KV 真空断路器在我国已经大批量地生产和使用。对于我们一线检修人员来说，提高对真空断路器的认识，加强维护保养，使其安全运行，成了一个迫在眉睫的问题。本文以 ZW27 — 12 为例，简要说明真空断路器的原理与维修。 一、真空的绝缘特性 真空具有很强的绝缘特性，在真空断路器中，气体非常稀薄，气体分子的自由行程相对较大，发生相互碰撞的几率很小，因此，碰撞游离不是真空间隙击穿的主要原因，而在高强电场作用下由电极析出的金属质点才是引起绝缘破坏的主要因素。
真空间隙中的绝缘强度不仅与间隙的大小，电场的均匀程度有关，而且受电极材料的性质及表面状况的影响较大。真空间隙在较小的距离间隙（2—3 毫米）情况下，有比高压力空气与SF6 气体高的绝缘特性，这就是真空断路器的触头开距一般不大的原因。 电极材料对击穿电压的影响主要表现在材料的机械强度（抗拉强度）和金属材料的熔点上。抗拉强度和熔点越高，电极在真空下的绝缘强度越高。 实验表明，真空度越高，气体间隙的击穿电压越高，但在10-4 托以上，就基本保持不变了，所以，要保持真空灭弧室的绝缘强度，其真空度应不低于10-4托。 二、真空中电弧的形成与熄灭 真空电弧和我们以前学习的气体电弧放电现象有很大的差别，气体的游离现象不是产生电弧的主要因素，真空电弧放电是在触头电极蒸发出来的金属蒸汽中形成的。同时，开断电流的大小不同，电弧表现的特点也不同。我们一般把它分为小电流真空电弧和大电流真空电弧。 1、小电流真空电弧 触头在真空中开断时，产生电流和能量十分集聚的阴极斑点，从阴极斑点上大量地蒸发金属蒸汽，其中的金属原子和带电质点的密度都很高，电弧就在其中燃烧。同时，弧柱内的金属蒸汽和带电质点不断地向外扩散，电极也不断的蒸发新的质点来补充。在电流过零时，电弧的能量减小，电极的温度下降，蒸发作用减少，弧柱内的质点密度降低，最后，在过零时阴极斑消失，电弧熄灭。 有时，蒸发作用不能维持弧柱的扩散速度，电弧突然熄灭，发生截流现象。 2、大电流真空电弧 在触头断开大的电流时，电弧的能量增大，阳极也严重发热，形成很强的集聚型的弧柱。同时，电动力的作用也明显了，因此，对于大电流真空电弧，触头间的磁场分布就对电弧的稳定性和熄弧性能有决定性的影响。如果电流太大，超过了极限开断电流，就会造成开断失败。此时，触头发热严重，电流过零以后仍然蒸发，介质恢复困难，不能断开电流。 三、断路器的结构和工作原理 真空断路器的生产厂家比较多，型号也较繁杂。按使用条件分为户内（ZNx—**）和户外（ZWx—**）两种类型。主要由框架部分，灭弧室部分(真空泡)，和操动机构部分组成。 断路器本体部分由导电回路，绝缘系统，密封件和壳体组成。整体结构为三相共箱式。其中导电回路由进出线导电杆，进出线绝缘支座，导电夹，软连接与真空灭弧室连接而成。 机构为电动储能，电动分合闸，同时具有手动功能。整个结构由合闸弹簧，储能系统，
断路器按其使用范围分为高压断路器，和低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的成为高压电器。 低压断路器又称自动开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，一获得了广泛的应用。 分类： 按操作方式分有：电动操作、储能操作和手动操作。 按结构分有：万能式和塑壳式。 按使用类别分有：选择型和非选择型。 按灭弧介质分有：油浸式、真空式和空气式。 按动作速度分有：快速型和普通型。 按极数分有：单级、二级、三级和四级等。 按安装方式分有：插入式、固定式和抽屉式等。 高压断路器(或称高压开关)是变电所主要的电力控制设备,具有灭弧特性,当系统正常运行时,它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,它和继电保护配合,能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围.因此,高压断路器工作的好坏,直接影响到电力系统的安全运行；高压断路器种类很多，按其灭弧的不同，可分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等
高压开关 额定电压1kV及以上主要用于开断和关合导电回路的电器。 高压负荷开关 高压负荷开关是一种功能介于高压断路器和高压隔离开关之间的电器，高压负荷开关常与高压熔断器串联配合使用；用于控制电力变压器。高压负荷开关具有简单的灭弧装置，因为能通断一定的负荷电流和过负荷电流。但是它不能断开短路电流，所以它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器来进行短路保护。 功能 在规定的使用条件下，可以接通和断开一定容量的空载变压器（室内315KVA，室外500KVA）；可以接通和断开一定长度的空载架空线路（室内5KM，室外10KM）；可以接通和断开一定长度的空载电缆线路。特点 A、可以隔离电源，有明显的断开点，多用于固定式高压设备。 B、没有灭弧装置，在合闸状态下可以通过正常工作电流和短路电路。 C、严禁带负荷接通和断开电路，常与高压断路器串连使用。 灭弧原理 （FN3-10R）---利用分闸时主轴带动活塞压缩空气，使压缩了的空气由喷嘴中高速喷出而吹灭电弧的；FN5-10D---有整套灭弧装置的灭弧管构成。（真空管）
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。操动机构输出 给灭弧室的机械运动通过动导电杆变直机构，变为沿灭弧室动导电杆轴线方向的 上下直线运动。断路器三相的变直机构里都设有专门的动导电杆导向装置，以确 保灭弧室中动导电杆的运动方向。断路器操动机构按照功能可分为四个功能单元，分别为合闸功能单元、分闸功能单元、传动功能单元和辅助功能单元，每个单元 负责各自的功能任务[1-3]。 3高压断路器的工作原理 断路器的操动过程分为合闸运动和分闸运动。 3.1 合闸运动