壓縮空氣斷路器

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更新時間: 2013-12-12

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壓縮空氣斷路器是利用高壓空氣吹動電弧並使其熄滅的斷路器。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,並迅速減弱以至消失。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 -壓縮空氣斷路器
分類  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。
壓縮空氣斷路器壓縮空氣斷路器
  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,但滅弧室結構複雜,體積較大,一般只用於電壓等級較低的斷路器中(例如發電機保護斷路器),而不適用於高電壓,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,並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。實心觸頭端部採用圓錐形。
  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,然後分成兩個氣流縱向吹弧。對於雙噴口,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。
  特點和應用  壓縮空氣斷路器自40年代問世以來,在50、60年代迅速發展,廣泛用於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可以採用積木式結構,系列性強。
  由於出現了結構簡單、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範圍縮小。但北歐等一些高寒地區,由於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。
壓縮空氣斷路器 -配圖
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