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壓縮空氣斷路器簡介

知識百科

利用高壓空氣吹動電弧并使其熄滅的斷路器 。 其工作時 ， 高速氣流吹弧對弧柱產生強烈的散熱和冷卻作用 ， 使弧柱熱電離 ， 并迅速減弱以至消失 。 電弧熄滅后 ， 電弧間隙即由新鮮的壓縮空氣補充 ， 介電強度迅速恢復 。
 
【壓縮空氣斷路器簡介】結構
壓縮空氣斷路器的主要構成部分是滅弧室 。 按壓縮空氣吹弧方式 ， 斷路器滅弧室分為橫吹和縱吹兩種 。 在實際應用中 ， 通常是兩種吹弧方式同時存在 ， 但以一種吹弧方式為主 。 滅弧室的幾種基本形式見圖 。

壓縮空氣斷路器簡介

文章插圖
 
圖a是具有絕緣隔板的橫吹滅弧室 。 氣流方向與電弧軸向垂直 。 壓縮空氣氣流將電弧吹入隔板,因此電弧有曲折的形狀 ， 長度增加,同時與隔板緊密接觸 ， 使去除電離過程加速 。 橫向吹弧方式雖然熄弧效果較好,但滅弧室結構復雜 ， 體積較大,一般只用于電壓等級較低的斷路器中(例如發電機保護斷路器) ， 而不適用于高電壓 ， 大容量的場合 。
圖b~f是幾種縱吹形式 。 氣流方向與電弧軸平行 。 縱吹可分為單向吹弧(b ， c,d)和雙向吹弧(e,f) 。 在單向吹弧中,兩個觸頭可均為實心(棒) ， 或者一個是空心而另一個是實心 。 在雙向吹弧中 ， 兩個觸頭均為空心 。
圖b是實心觸頭單向縱吹的滅弧室 。 壓縮空氣沿電弧軸向高速運動而強烈吹弧 ， 從而使電弧直徑縮小、表面冷卻 ， 并從弧隙去除電離粒子 。 這種結構的缺點是 ， 觸頭頂端附近未能受到氣吹而易受電弧燒損 ， 弧隙中易有金屬蒸氣而降低弧隙介質強度 ， 電弧易重燃 。
圖c是具有一個空心和一個實心觸頭的單向縱吹滅弧室 。 壓縮空氣從弧隙帶走電離粒子 ， 經過空心靜觸頭迅速排到大氣中 。 氣吹使電弧從靜觸頭噴口的工作面移動到其內表面 。 實心觸頭端部采用圓錐形 。
圖d是自由噴射式 。 在開斷時 ， 實心動觸頭離開靜觸頭 ， 在滅弧室外部發生電弧 。 當動觸頭進入滅弧室體內而完全開放噴口時 ， 壓縮空氣沖入大氣中 ， 使電弧受到強烈的橫吹和縱吹 。
圖e是具有兩個空心觸頭的雙向吹弧滅弧室 。 壓縮空氣開始時對電弧徑向吹弧 ， 然后分成兩個氣流縱向吹弧 。 對于雙噴口 ， 兩個弧根都在觸頭的內表面 。 雙向吹弧比單向吹弧能更迅速地從弧隙去除電離粒子 。 但弧隙氣壓較低 。 為了提高弧隙氣壓 ， 可以將其中一個空心觸頭做成收縮截面 ， 成為雙向非對稱縱吹 ， 如圖f所示 。
 
特點
壓縮空氣斷路器自40年代問世以來 ， 在50、60年代迅速發展 ， 廣泛用于高壓和超高壓的電力系統中 。 其主要特點是:①動作快 ， 開斷時間短 ， 70年代已使用一周波斷路器 。 這在很大程度上提高了電力系統的穩定性 。 ②具有較高的開斷能力 ， 可以滿足電力系統所提出的較高額定參數和性能要求 。 ③可以采用積木式結構 ， 系列性強 。
 
應用
由于出現了結構簡單、滅弧性能良好和電壽命長的六氟化硫斷路器 ， 使得壓縮空氣斷路器的使用范圍縮小 。 但北歐等一些高寒地區 ， 由于SF6氣體液化和開斷能力降低(降低20%左右)等原因 ， 有些國家在高壓、超高壓電網中還在使用壓縮空氣斷路器 。 此外 ， 大容量發電機斷路器 ， 要求開斷容量大 ， 動作迅速 ， 現在還廣泛應用壓縮空氣斷路器 。