水电站运行大讲堂

栏目主持：回士光

电气一次设备知识问答（五）

——高压断路器的额定电流和额定电压；断路器的电动稳定性和热稳定性；断路器在通过短路电流和开断短路故障后应检查的项目；真空断路器与其他高压断路器灭弧方式有何异同。

1 什么叫高压断路器的额定电流和额定电压？

高压断路器的额定电压系指铭牌上所指示的线电压，断路器应能在长期超过额定值10%～15%的电压下工作，但不得超过断路器的最高允许电压。

高压断路器的额定电流系指保证断路器各部件的长期发热不超过规定的长时间流过的电流，因此，最大连续负荷电流一定要小于断路器的额定电流值。

2 什么叫断路器的电动稳定性和热稳定性？

断路器能够承受短路电流电动力作用而不致损坏的能力，称为断路器的电动稳定性。此时流过断路器的电流为极限电流值。

断路器能承受短路电流产生热效应不致损坏的能力叫做断路器的热稳定性。表现热稳参数的是热稳定电流，各种型式的断路器都规定着热稳定电流的数值。

3 断路器在通过短路电流和开断短路故障后，应进行哪些检查？

油断路器在通过短路电流和开断短路故障后，应重点检查油断路器有无喷油现象，油色及油位是否正常等。

对于空气断路器应检查是否有大量排气现象，气压是否恢复正常等。

此外，还应检查断路器各部件有无变形及损坏，各接头有无松动及过热现象。若发现不正常现象应立即处理。

4 为什么说SF6气体是较理想的灭弧介质？它是怎样灭弧的？

SF6气体是目前所知的较理想的气体灭弧介质。因为它是一种负电性气体，具有很强的吸附自由电子的能力，这对电弧电流过零后的去游离极为有利。其原因是：一方面，自由电子被大量吸附；另一方面，SF6吸附电子后，形成负离子SF6，它的运动速度比电子慢得多，容易与SF6复合为中性分子。由于吸附和复合的综合作用，使弧隙中的带电粒子密度急剧减小。当温度愈低时，吸附与复合的作用愈强烈。其结果是SF6气体在电流过零时，去游离过程格外迅速。

SF6断路器一般是利用几个到十几个大气压力的SF6气体，在喷口中形成高速气流来熄灭电弧。利用预先储存在断路器中的高压SF6气体，在灭弧间隙中形成高速气流，强烈地吹熄电弧，使绝缘垫冷却。当电弧在高速气流中燃烧时，弧隙中的热量将及时地被带走，电弧在气流作用下迅速移动，热发射和金属蒸气大大减少，特别是在电流接近零和过零时，弧隙温度将迅速下降，电弧直径明显减少。当电流过零后，在强烈的气流作用下，弧隙温度迅速降到热游离温度以下，弧隙中的残余物被消除，并由新鲜压缩SF6气体取代，电弧熄灭。

5 SF6气体绝缘全封闭组合电器GIS配电室巡回检查应注意什么？

巡检时应注意下列事宜：

1）室内禁止饮食、吸烟。

2）巡视操动机构时，严禁接近或触摸拐臂、连接杆等裸露的可动件。

3）当含氧测定仪或SF6气体检漏仪自动报警发信号时，人员不得进入；如必须进入时，进入前应启动风机至信号复归。

4）严禁在防爆膜附近停留，发现异常应查明原因。

6 为什么真空断路器的体积小而使用寿命长？

真空断路器的结构非常简单，在一个抽真空的玻璃泡中放一对触头，由于真空的绝缘性，其灭弧性能特别好，可使动、静触头的开距非常小（10k V的约10mm，而油断路器触头开距约为160mm），所以真空断路器的体积和重量都很小。由于真空断路器的触头不会氧化，并且熄弧快，触头不易烧损，因此适用于频繁操作的场合，使用寿命比油断路器约高10倍。

7 真空断路器与其他高压断路器灭弧方式有何异同？

各种交流断路器主要都是利用电流过零来熄灭电弧的。一般的高压断路器如油、压缩空气、SF6等断路器，当出现电弧后，利用电弧能量将液体、固体介质分解成气体，或者靠外来能源（如压缩空气、SF6）通过喷口形成高速气流；当电流过零时，使电弧迅速熄灭，同时弧隙依靠上述介质使绝缘强度迅速恢复。而真空断路器的灭弧室真空度为1.33×10－6～1.33×10－2Pa。当出现电弧后，由于周围真空而导致弧柱区的气体与周围有极大的压力差，致使弧柱等离子体迅速向四周扩散，有利于触头间隙绝缘强度迅速恢复，加上弧柱的截面不仅随电流大小而变化，而且在时间上几乎同步，因此电流过零时弧柱也随之迅速消失。再加上触头结构常带磁头，强迫弧根在触头表面迅速运动，因此当电流过零时，利用真空可使电弧迅速熄灭，灭弧效果更好。

“水电站运行大课堂”下期内容预告：

电气一次设备知识问答（六）——真空断路器的屏蔽罩有什么作用；如何根据断路器的合闸电流选择合闸保险的容量；交流接角器的组成、工作原理和用途；交、直流接触器为什么不能互换使用；熔断器的灭弧方式。