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断路器是高压开关中最重要和结构比较复杂的一种。断路器按照灭弧原理不同,可分为油断路器、气吹断路器和真空断路器等。
气吹断路器又可分为空气断路器和六氟化硫断路器,采用气体灭弧,所以不存在变压器油的火灾危险性。
一、空气断路器
空气断路器是利用高压空气灭弧的一种断路器,压缩空气压力可分为1.0、2.0、2.5MP等,造价为油断路器的1.5~2倍,而且要有压缩空气设备。所以,空气断路器主要用于电压较高和技术性能要求较高的地方。
二、六氟化硫断路器
六氟化硫断路器运用六氟化硫气体灭弧。六氟化硫为惰性气体,其灭弧能力比空气高几十倍,但要求断路器的结构严密不漏,并需使用SF6的各种设备。
1、SF6断路器优缺点的分析
SF6断路器,是用SF6气体作为来弧和绝缘介质的断路器。它与空气断路器同属于气吹断路器,不同之处在于:
●工作气压较低;
●在吹弧过程中,气体不排向大气,而在封闭系统中循环使用。
⑴SF6的优点
SF6的分子和自由电子有非常好的混合性。当电子和SF6分子接触时几乎100%的混合而组成重的负离子,这种性能对剩余弧柱的消电离及灭弧有极大的的使用价值。即SF6具有很好的负电性,它的分子能迅速捕捉自由电子而形成负离子。这些负离子的导电作用十分迟缓,从而加速了电弧间隙介质强度的恢复率,因此有很好的灭弧性能。在1.01×105Pa气压下,SF6的灭弧性能是空气的100倍,并且灭弧后不变质,可重复使用。SF6气体优良的绝缘和灭弧性能,使SF6断路器具有如下优点:
开断能力强,断口电压使于做得较高,允许连续开断次数较多,适用于频繁操作,噪音小,无火灾危险,机电磨损小等,是一种性能优异的"无维修"断路器。常用的SF6断路器有LN1-35型、HB36型两种。
⑵SF6的缺点
纯净的SF6气体是良好的灭弧介质,若用于频繁操作的低压电器中,由于频繁操作的电弧作用,金属蒸汽与SF6气体分解物起反应,结合而生成绝缘性很好的细粉末(氢氟酸盐、硫基酸盐等),沉积在触头表面,并严重腐蚀触头材料,从而接触电阻急剧增加,使充有SF6气体的密封触头不能可靠地工作。因此对于频繁操作的低压电器不适宜用SF6作灭弧介质。
因为SF6气体在放电时的高温下会分解出有腐蚀性的气体,对铝合金有严重的腐蚀作用,对酚醛树脂层压材料、瓷绝缘也有损害。若把SF6和N2混合使用,当SF6含量超过20%~30%时,其绝缘强度已和全充SF6时绝缘强度相同,而腐蚀性又大大减少,因此SF6常混合N2使用,在SF6断路器中,SF6气体的含水量必须严格规定不能超过标准。水会与电弧分解物中的SF4产生氢氟酸(H2O+SF4→SOF2+2HF)而腐蚀材料。当水分含量达到饱和时,还会在绝缘件表面凝露,使绝缘强度显著降低,甚至引起沿面放电。
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