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断路器

/circuit breaker/
条目作者电佰

电佰

最后更新 2024-01-16
浏览 565
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承载、关合和开断线路以及各种电气设备的空载和正常运行电流;也能在系统发生故障时,与继电保护配合,在规定时间内承载、关合和开断规定的故障电流(如短路电流)的开关设备。

英文名称
circuit breaker
所属学科
电气工程

断路器是电力系统的保护和操作的重要电气装置。

20世纪50年代以前,电力系统中使用的断路器以多油断路器为主,其开断能力达20千安,126千伏级的多油断路器为双断口。50~60年代,以少油断路器和空气断路器为主,其开断能力达26.5千安,126千伏级的为单断口。到70年代,以少油、空气、六氟化硫断路器为主,其开断能力达40~50千安,252千伏级的为单断口。此后,六氟化硫断路器及其组合体——气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)飞速发展,在电力系统中得到广泛应用。在126千伏以上的电压等级中几乎全部采用六氟化硫断路器。中国GIS断路器达到的水平是:电压等级达1100千伏,开断能力达63千安。

断路器的结构复杂,型式各异,但基本上均由导电主回路、灭弧室、操动机构和绝缘支撑件等部分组成。①导电主回路通过动触头、静触头的接触与分离实现电路的接通与隔离。②灭弧室使电路分断过程中产生的电弧在密闭小室的高压力下于数十毫秒内快速熄灭,切断电路。③操动机构通过若干机械环节使动触头按指定的方式和速度运动,实现电路的开断与关合。④绝缘支撑件通过绝缘支柱实现对地的电气隔离。

按灭弧介质和绝缘介质的不同,断路器可分为少油断路器真空断路器六氟化硫断路器等。此外,在断路器的发展过程中还出现过多油式、空气式、磁吹式、水断路器等。按相数多少的不同,断路器又可分为三相式和单相式。

用变压器油或专用断路器油作灭弧介质,对地绝缘采用支持瓷柱的断路器。少油断路器的用油量较多油断路器的大为减少,但少油断路器的电寿命较短,在额定短路开断电流下的连续开断能力仅为数次。少油断路器处于淘汰状态,已很少生产。

以真空作为断口绝缘和灭弧介质的断路器。真空断路器的开断能力强,操作功率小,电寿命长,适用于频繁操作,但开断小电感电流时常产生过电压。真空断路器最高电压为126千伏,中国在3~72千伏电压等级运用很广泛。

以气体作为灭弧介质兼作绝缘介质的断路器。通流能力和开断能力强,断口电压高,电寿命较长。在126千伏以上的电压等级中,几乎全部采用六氟化硫断路器。

以变压器油或专用断路器油作为绝缘介质和灭弧介质的断路器。多油断路器的用油量随电压等级的升高而剧增,12千伏级的用油量为数十千克,252千伏级的用油量可超过40吨。多油断路器容易导致火灾,运输和检修不便,动作特性差。从20世纪50年代起就逐渐被淘汰。

以压缩空气作为灭弧介质和绝缘介质的断路器。空气断路器开断能力强,动作迅速,能适应低温地区的户外条件。但它的噪声大,零件多,加工复杂,造价高,可靠性较差,已逐渐被淘汰。

以开断电流自身形成的磁场协助灭弧的断路器。磁吹断路器的开断能力较小,额定电压较低,价格较贵,但电寿命长,只适用于要求频繁操作而又能免除火灾危险的地区,一般仅在低电压等级配电网中使用。

以蒸馏水作为灭弧介质和绝缘介质的断路器。开断能力较小,介质容易变质,未能得到发展,适用电压限于12~40.5千伏。

包括额定电压、额定电流、额定短路开断电流(额定短时耐受电流)、额定峰值耐受电流(额定短路关合电流)。

①额定电压,即断路器在正常情况下工作的电压。至少应等于断路器安装处系统的最高运行电压。

②额定电流,额定环境条件和额定电压下,断路器长期连续工作时的允许电流。应适应于运行中可能出现的任何负载电流。

③额定短路开断电流,在规定的使用和性能条件下,断路器所能开断的最大短路电流,又称额定短时耐受电流,热稳定电池。其值应不小于系统中可能出现的最大短路电流。

④额定峰值耐受电流,在规定的使用和性能条件下,断路器在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值,又称额定短路关合电流,动稳定电流。其值应不小于使用地点预期短路电流的最大峰值。

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