压缩空气断路器

电子产品

利用高压空气吹动电弧并使其熄灭的断路器。其工作时，高速气流吹弧对弧柱产生强烈的散热和冷却作用，使弧柱热电离，并迅速减弱以至消失。电弧熄灭后，电弧间隙即由新鲜的压缩空气补充，介电强度迅速恢复。

产品简介

压缩空气断路器是利用压缩空气来吹弧并用压缩空气来作为操作能源的一类断路器。先用压缩空气机将空气压缩储存在灭弧室内。当进行分闸操作时，打开阀系统使灭弧室内的压缩空气按一定的要求自喷口喷出，对电弧进行强烈的冷却和气吹，从而使电弧熄灭。

结构

压缩空气断路器的主要构成部分是灭弧室。按压缩空气吹弧方式，断路器灭弧室分为横吹和纵吹两种。在实际应用中，通常是两种吹弧方式同时存在，但以一种吹弧方式为主。灭弧室的几种基本形式如《压缩空气断路器结构图》所示：

（a）是具有绝缘隔板的横吹灭弧室。气流方向与电弧轴向垂直。压缩空气气流将电弧吹入隔板,因此电弧有曲折的形状，长度增加,同时与隔板紧密接触，使去除电离过程加速。横向吹弧方式虽然熄弧效果较好,但灭弧室结构复杂，体积较大,一般只用于电压等级较低的断路器中（例如发电机保护断路器），而不适用于高电压，大容量的场合。

（b～f）是几种纵吹形式。气流方向与电弧轴平行。纵吹可分为单向吹弧(b，c,d)和双向吹弧(e,f)。在单向吹弧中,两个触头可均为实心（棒），或者一个是空心而另一个是实心。在双向吹弧中，两个触头均为空心。

（b）是实心触头单向纵吹的灭弧室。压缩空气沿电弧轴向高速运动而强烈吹弧，从而使电弧直径缩小、表面冷却，并从弧隙去除电离粒子。这种结构的缺点是，触头顶端附近未能受到气吹而易受电弧烧损，弧隙中易有金属蒸气而降低弧隙介质强度，电弧易重燃。

（c）是具有一个空心和一个实心触头的单向纵吹灭弧室。压缩空气从弧隙带走电离粒子，经过空心静触头迅速排到大气中。气吹使电弧从静触头喷口的工作面移动到其内表面。实心触头端部采用圆锥形。

（d）是自由喷射式。在开断时，实心动触头离开静触头，在灭弧室外部发生电弧。当动触头进入灭弧室体内而完全开放喷口时，压缩空气冲入大气中，使电弧受到强烈的横吹和纵吹。

（e）是具有两个空心触头的双向吹弧灭弧室。压缩空气开始时对电弧径向吹弧，然后分成两个气流纵向吹弧。对于双喷口，两个弧根都在触头的内表面。双向吹弧比单向吹弧能更迅速地从弧隙去除电离粒子。但弧隙气压较低。为了提高弧隙气压，可以将其中一个空心触头做成收缩截面，成为双向非对称纵吹（如f所示）。

产品特点

压缩空气断路器自20世纪40年代问世以来，在五六十年代迅速发展，广泛用于高压和超高压的电力系统中。其主要特点是：①动作快，开断时间短，70年代已使用一周波断路器，这在很大程度上提高了电力系统的稳定性。②具有较高的开断能力，可以满足电力系统所提出的较高额定参数和性能要求。③可以采用积木式结构，系列性强。其缺点是结构复杂，加工和装配要求高，需要较多的有色金属，价格要比油断路器高，而且使用时还要附加空气压缩装置。

应用

由于出现了结构简单、灭弧性能良好和电寿命长的六氟化硫断路器，使得压缩空气断路器的使用范围缩小。但北欧等一些高寒地区，由于SF6气体液化和开断能力降低（降低20%左右）等原因，有些国家在高压、超高压电网中还在使用压缩空气断路器。此外，大容量发电机断路器，要求开断容量大，动作迅速，还广泛应用压缩空气断路器。

灭弧原理

压缩空气断路器的灭弧室主要由喷口组成。电弧在喷口处燃烧，利用喷口喷出的气流对电弧的散热作用来熄灭电弧．因此它是一种外能式灭弧装置。其灭弧能力主要取决于喷口处气体的流量与气流速度。增大压缩空气的工作压力是提高压缩空气断路器开断能力的最有效措施。随着工艺技术的提高，压缩空气断路器的工作气压不断提高，早期的工作气压多为1～2MPa(即10～20倍标准大气压)，已普遍采用3～4MPa，个别产品可高达5～6MPa。

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