典型的户外式高压少油断路器结构示意如图所示,它包含灭弧室、中间机构箱、支柱瓷套和底座等几个部分。
1 灭弧室 2 中间机构箱 3 支柱瓷套 4 底座户外式高压少油断路器结构示意图
少油断路器是以欧洲国家为主发展起来的,在20世纪40年代,少油断路器的开断能力和使用寿命都很有限。自从采用了纵横吹式灭弧室后,其开断电流逐步上升。
少油断路器普遍采用梅花瓣形触头,中间过渡采用滚动触头,从而提高了分、合闸速度。为了提高触头的耐弧能力,减少金属蒸气,利用新发展的粉末冶炼技术制作了铜钨合金触头。应用玻璃钢承压筒也有效提高了弧区压力,减轻了灭弧室瓷套的机械负荷,大大增加了少油断路器的开断能力。液压机构的诞生,又使少油断路器的分、合闸速度达到5~10毫米/秒(每个断口)。少油断路器的更大优点在于积木式体系的发展,例如20世纪50年代的252千伏少油断路器由完全相同的两个支柱(每个支柱又包含两个完全相同的断口)合成,这给制造特别是大容量试验带来极大的方便,加速了少油断路器向超高压、特高压发展。
少油断路器灭弧室在小电流下的开断性能较差,为此,发展了机械油吹的灭弧室,即使用压油活塞将新鲜油流不断压入正在进行开断动作的触头间隙,提高其介电强度,防止开断后的复燃与重击穿。使用逆弧原理,即在灭弧过程中,电弧分解成的高温油气流向上运动,动触头向下运动,使动触头端部(其上存在弧根)总是与新鲜油接触,以提高灭弧性能。此外,使动触头向下运动的同时,迫使下部的新油通过专设的油路从横向射入弧区,它也起到类似机械油吹的作用。
少油断路器经过不断地改进,其开断能力从20世纪50年代的16~21千安、60年代31.5~40千安,提高至90年代的50~63千安,单断口电压等级达到千伏,并采用积木式结构,能组合成各种电压等级的产品。从世界范围来看,少油断路器的发展已停止。虽然在少油灭弧室中增加内压力还可获得更佳的参数,但它已逐渐被新发展起来的敞开式六氟化硫断路器所取代。在中国,自60年代发展252千伏少油断路器开始,少油断路器的开断电流由最初的16千安发展到40千安。少油断路器在中国部分110~220千伏级的系统中仍在继续运行,但在新建110千伏及以上电压等级的工程不再采用。12~72.5千伏级的少油断路器也将被真空断路器替代。