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油断路器

2023-04-06 21:02自然百科人已围观

[拼音]：youduanluqi

[外文]：oil circuit-breaker

触头在油介质中闭合和断开的一种断路器。最早在1895年就已制成了这种断路器。1930年以前，用油作为灭弧介质来提高断路器的开断能力是最有成效的方法。?a href='baike/224/284453.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>投下菲髦型ǔ２捎玫氖强笪镉停ㄈ绫溲蛊饔停哂薪细叩慕橹是慷群徒锨康南鸬缁〉哪芰Α?/p> 熄弧原理

油断路器的熄弧原理是：当触头在油中分断电流时，将在油中产生电弧。在油中燃炽的电弧，使其周围的油被加热，并使其分解。电弧的能量大约有25～30％用于油的分解，从而产生大量的气体，在电弧周围形成气泡。气泡中氢气占70～80％，其余的气体为乙炔、甲烷等。氢气具有很高的导热率，电弧经热传导而冷却。因油不断被分解使产生的气体量增加，气泡的体积膨胀，推动油层迅速向四周运动，但因受到箱壁及气泡上面油层惯性的阻碍，膨胀受到限制，从而使气泡中的压力维持在 0.5～1MPa之间。高压力使电弧中游离质点的浓度增加，自由行程减小，增强了复合作用。气泡内由于温度和压力差而产生剧烈的扰动，加强了弧柱的冷却。随着触头间距的增加，电弧被拉长，在某一次电流过零后，电弧被熄灭而不再重燃。电弧熄灭后，高温的油气排出箱外，触头间隙将重新被油所充满，保证了触头间的绝缘强度。因这种分断装置依靠电弧自身能量所分解的气体来熄灭电弧，故称作自能式灭弧。

油中简单分断装置尚不能满足现代电网分断大电流的要求。因此，现代油断路器都装有灭弧室，使之形成气吹型的油中电弧。气吹型油中电弧已不仅是利用氢气的良好热传导性使其冷却，而主要是利用氢气等离子体的等熵冷却使其熄灭。

灭弧室

由绝缘材料制成并装设在触头周围，用以限制电弧、并产生高速气流对电弧进行强烈气吹而使电弧熄灭。按照产生气吹的能源，灭弧室可以分为3类。

（1）自能气吹式灭弧室：利用电弧自身的能量使油分解出气体，提高灭弧室中的压力，当吹弧口打开时，由于灭弧室内外的压力差而在吹弧口产生高速油气流，对电弧进行气吹而使之熄灭。

（2）外能气吹式灭弧室：利用外界能量(通常是由油断路器合闸过程中被贮能的弹簧提供)在分断过程中推动活塞，提高灭弧室的压力驱动油气吹弧而熄灭电弧。也有称此为强迫油吹式灭弧室。

（3）综合式灭弧室：它综合了自能吹弧和外能吹弧的优点，利用电弧自身的能量来熄灭大电流电弧，利用外界能量来熄灭小电流电弧，并可改善分断特性。这种灭弧室结构稍复杂，但分断性能好。超高压少油断路器中大多数采用这种灭弧室。

油断路器灭弧室中吹弧形式主要有4种(见图)。

①纵吹:油气沿电弧轴线方向吹过电弧表面。

（2）横吹：油气垂直于电弧轴线方向吹弧。

（3）纵横吹：既利用横吹又利用纵吹的复合吹弧形式。

（4）环吹：油气从四周垂直于电弧轴线方向吹弧。按照主要吹弧形式可将油断路器的灭弧室分别称为纵吹灭弧室、横吹灭弧室、纵横吹灭弧室和环吹灭弧室等。

分类

油断路器按对地绝缘介质的不同，可分为接地箱壳多油断路器（简称多油断路器）和带电箱壳少油断路器（简称少油断路器）两种。

（1）多油断路器:其灭弧室装在一个接地金属箱中，通常用油量较多，油既用作灭弧介质又用作对地绝缘。多油断路器结构简单，性能可靠，可以制成超高压等级（如362kV），并可方便地带电流互感器，配套性强，户外使用时受大气条件的影响小。多油断路器的使用历史悠久，使用和制造技术成熟，曾在电力系统中起过重要作用。但多油断路器也有很多的缺点，特别是在超高压等级时，体积庞大，消耗大量的钢材和变压器油，运输和安装均有较大困难，引起爆炸和火灾的危险性大。所以多油断路器已趋于淘汰。

（2）少油断路器：其灭弧室装在与大地绝缘的油箱中。油箱既可用金属做成，也可以用绝缘材料制成。油仅作为灭弧介质和断口间绝缘用，而不作对地绝缘用，用油量少。

少油断路器主要由底架、绝缘子、传动系统、导电系统、触头、灭弧室、油气分离器、缓冲器及油面指示器等部分组成。合闸时，操动机构通过传动拐臂连杆(见开关机构)，把力传到主轴，主轴带动3根绝缘拉杆使三极动触杆向上作直线运动，最后插入静触头中，操动机构扣住触杆，使断路器保持在闭合位置。在这一过程中，开断弹簧拉伸贮能，为分闸作准备。分闸是当操作机构脱扣时，由于开断弹簧力的作用，使主轴转动带动拉杆，从而使动触杆向下运动。最后因开断弹簧的预拉力作用，主轴拐臂紧靠在分闸定位件上，从而使断路器保持在断开的位置上。

110kV 及以上电压等级的户外式少油断路器多采用开断电弧的单元断口（或称开断单元）串联、积木式组合的落地式总体结构。标准开断单元的电压为55～110kV。例如SW6型少油断路器，开断单元为55kV，属于这一系列的220kV和330kV的少油断路器将取双柱四断口和三柱六断口的结构，每极由四个和六个开断单元串联而成，各断口上均并联电容器以均匀开断时断口的电压分布；每极各用一个单独的液压操动机构操作。SW7-220型220kV少油断路器，因开断单元为110kV，所以每极取单柱双断口的结构。

少油断路器的突出特点是结构简单，易于制造和维修、价格低、使用方便。与多油断路器相比，少油断路器体积小、重量轻、用油量少，能采用积木式组装成超高压少油断路器，并在电力系统中被广泛应用。其缺点是燃弧时间长，动作较慢，检修周期短，维修工作量大，受单元断口的电压限制，发展特高压等级有困难等。

参考书目