特高压断路器灭弧室结构特点浅谈.docx

特高压断路器灭弧室结构特点浅谈摘要：1000kV特高压断路器作为特高压工程建设中和投运后核心设备且灭弧室作为断路器最核心的部分与500kV断路器对比阐述了在研制特高压断路器中灭弧室在设计、材料选择、触头分离速度、结构等方面的特点为以后断路器的运行维护提供可靠理论支撑。关键词：断路器；灭弧室；特点1引言断路器的核心部分就是灭弧室。灭弧室可分为压气式和自能式两种。自能式灭弧原理是指利用电弧的阻塞效应和热膨胀提高气室压力来吹弧；压气式是指在分闸过程中利用压缩气室气体吹弧的方法进行灭弧。断路器采用的是压气式的灭弧方式。相对于550kV双断口断路器特高压双断口断路器很多特点。2特高压断路器断口并联电容器SF6灭弧室开断电流时对起始恢复电压速率特别敏感特别是开断近区故障时断口必须承受极高的起始恢复电压速率比之550kV双断口断路器断口承受的起始恢复电压速率约高出一倍。550kV双断口断路器每断口并联有500～1000pF电容此电容起断口间均压作用也起降低短路开断时恢复电压初期的增长速度以改善开断条件的作用。为解决特高压断路器断口电压分布问题和降低起始恢复电压速率断口间也需要并联电容电容值应大一些。采用的是每个断口间并联780pF的电容器两个断口电容再串联起来。该电容器选用的是性能参数较高的陶瓷电容片安装与SF6气体中因此其特性稳定长时间使用不会有特性的改变该电容器安装在绝缘件中以防止其变形[1-2]。3灭弧室的优化单个断口间的恢复电压幅值和静态的断口绝缘水平都提高了近1倍如果简单地按电压相似原理成比例地放大触头直径和触头开距显然是不可取的。1100kV特高压断路器采取的是提高灭弧能力和改善断口电场应用灭弧室优化设计改善断口电场并优化喷口形状等灭孤室的结构参数使断口气流中介质强度恢复最低的地方不在电场最大场强处以便保证不发生电击穿得以顺利熄灭电弧。采取了以下措施来保证其灭弧能力：（1）根据气流解析和电场解析及对开断特性使用模拟技术、开发出新型喷嘴使之从小的线路充电电流的开断到短路时大电流的开断具有较高的绝缘恢复特性、大大提高了开断特性。喷口内部形状与尺寸对气吹压力的建立和整个熄弧过程气吹压力特性的影响对弧通气流状态的影响很大对灭弧室的开断性能起着关键性作用。特高压断路器比之其他特高压断路器的最大特点就是采用了3N型喷口压气式灭弧方式。喷口设计要考虑两个主要因素：1）开断小电容电流（相当于冷态开断）时要保证断口处有足够的介质恢复强度；2）近区故障开断时对短燃弧时间要保证断口有足够快的介质热恢复速度。厂家的断路器采用的是3N喷口该喷口为550kV63kA单断口断路器的喷口是一样的它可以有效地改善电弧过零后气流速度。通过3N型喷口与常规的喇叭型喷口在断大电流时气流分布对比3N型喷口有如下优点：1）产生较大的有效气吹长度；2）有效地抑制了气流速度的增加。通过3N型喷口与常规的喇叭型喷口在断小电流时气流分布对比：1）喇叭型喷口气流快速流过喷口喉部降低断口处的介质恢复强度；2）3N型喷口气体流向弧触头触头分开压力升高。而且3N型喷口在断小电流时是高密度气体始终保持在整个分闸过程中。（2）采用双向同步压气效果使之能胜任近区故障的开断。（3）设计的自冷式热气冷却器、将大电流电弧加热的热气在空的容积内加以冷却从而提高了大电流开断时的对地绝缘能力。断路器外壳选用的是钢制结构而且体积大导热性能好散热快强度大在切断故障电流时不会因为高温高压而爆炸。3提高触头分离速度特高压断路器的触头开距达到230mm相对550kV断路器触头开距相对变大在调整液压机构和断路器内部操动机构后分闸速度比550kV断路器有了较大提升超过了10m/s达到12～14m/s满足了触头开距变大对分闸速度的要求。4喷口材料的选择如果喷口材料不够好断路器在开断一定次数大电流后再切断小电容电流的话很可能引起断口重击穿造成过电压。这是因为开断小电容电流的燃弧时间可能接近零此时触头开距很小且被喷口的沿面绝缘跨接而喷口经受多次大电流开断后表面炭化绝缘强度降低故而断口承受不住如此高的恢复电压而重击穿特高压断路器这个问题将更为严峻。因此在结构设计中要采取一些措施在喷口材料上要研究耐弧的材料[3-4]。厂家在这方面做了大量的研究和实验喷口的材料也经过多次改进经过多次试验完全满足现场开断条件。5断口间绝缘子结构特点（1）连接灭弧室传动侧和静侧使灭弧室成为有效的整体便于断路器装配。（2）便于动静触