四、六氟化硫（SF6）断路器
一、简答题
rca插座扫把头1．六氟化硫断路器的特点有哪些？
六氟化硫断路器是采用惰性气体六氟化硫（SF6）作为灭弧和绝缘介质的一种断路器。SF6是由化学元素硫（S）的氟（F）合成的一种化学气体。它的分子量比空气重5倍，是无、无味、无毒、不燃的气体。SF6气体分子具有很强的负电性，其正离子可以吸附电子形成中性质点，其正负离子运动速度较慢，复合能力较强。因此在SF6气体中就不含有自由电子，使得其绝缘性能非常良好。在2－3个表压下可以达到变压器油的绝缘强度。由于FS6具有良好的高温导热性和强大的捕捉电子能力，在电弧熄灭后能迅速恢复绝缘。所以SF6的灭弧能力要比空气大100倍。鉴于FS6具有上述优越性能，故常以其作为制造高压断路器和其它组合电器的介质。 2．FS6断路器有哪些优点？
FS6断路器优点是
1）开断容量大其额定开断电流可达 40~63 kA，最大可达80kA。
2）开断性能优异它不仅开断短路性能好，而且具有开断空载长线路和空载变压器不重燃、过电压低等优点。
3）灭弧室断口的耐压高 FS6断路器的单断口耐压和开断电流参数，比油或空气断路器要高，目前已达到单断口耐压245 kV、 50kA的水平。这样就为减少超高压断路器的断口数目、简化结构以及缩小占地面积提供了优越的条件。
4）电气寿命长，检修周期长目前SF6断路器、一般都能达到额定开断电流10－25次，检修周期可达10－20年。
5）噪声低、适于频繁操作。橡胶补强剂
6）没有火灾危险。
3．FS6断路器有哪些缺点？
FS6断路器的缺点是：
它的电气性能受电场均匀程度及水分等杂质的影响特别大，需要一套FS6气体系统，所以对其密封结构、元件结构和FS6气体的质量要求特别高，并需采取专门措施以防低氟化合物对人体及材料的危害和影响。
总之，SF6具有优越的性能，故近年来发展很快，电压等级在不断提高。特别是FS6全封闭组合电器的发展令人瞩目。
黄花菜加工4．六氟化硫气体有毒吗？在使用时应注意什么？
纯净的六氟化硫气体是无毒的惰性气体。但是六氟化硫气体的重量是空气的5倍。在高压配电室或电缆沟内，一旦六氟化硫断路器内部有大量的气体溢出时，FS6气体就会不
断地从最低处向高处堆积，而将空气赶走。当人员进入室内或电缆沟内时，因只有SF6气体吸入人体，从而造成缺氧或窒息。
鉴于上述原因，要求安装有六氟化硫断路器的高压配电室，应有良好的自然通风，并应设
置换气装置以定期的换气。进入有FS6气体溢出的室内时，应先开启门窗、起动通风设施，待SF6气体稀薄后再进入。
长期工作环境下的SF6气体允许浓度，按照美国卫生标准的建议为0．1％。
5．简述六氟化硫断路器的结构。
六氟化硫断路器主要由断路器本体、机械传动部分和导电回路三部分组成。
（1）断路器本体
氚电池六氟化硫断路器三极安装在一个底箱上，内部贯通。并在箱内有一个传动轴，由三个主拐臂、三个绝缘拉杆来操动导电杆。每极由上下每个绝缘筒构成断口和极对地的外绝缘，其内绝缘则靠六氟化硫气体来完成。在箱体上有两个自封阀，其中一个作充放气用，另一个可供安装电接点真空压力表用。
（2）机械传动部分
有大轴、拐臂、推杆、主拐臂、分闸弹簧、分闸缓冲、合闸缓冲以及合闸弹簧等。
（3）导电回路
由上接线座、触指、动触头和下接线座等组成。
6．试述六氟化硫断路器的分、合闸操作过程。
六氟化硫断路器的分、合闸操作过程如下：
（1）分闸时在断路器操动机构的作用下，已被预先拉长的分闸弹簧放能，使得主轴作顺时针方向转动，通过主拐臂使得导电杆向下运动，直到拐臂上的滚子撞上分闸缓冲器为止，使断路器完成分闸动作；
（2）合闸时在断路器操动机构的作用下，推杆使得主轴按逆时针方向转动，同时通过主拐臂带动导电杆向上运动，直到滚子撞上合闸缓冲器为止，完成合闸操作。
7．简述六氟化硫断路器的灭弧原理。
六氟化硫是一种无、无味、无毒、不易燃烧的惰性气体。它作为一种良好的灭弧介质，可以适用于各种电压等级的断路器。当六氟化硫气体置于2000K的电弧温度下，可以分解
出多种活性离子，并具有电弧熄灭后能迅速复合、几乎不留任何残留物的性能。其绝缘水平不会受到任何影响，电弧也不会重燃。由于六氟化硫断路器具有良好的密封结构，密封在断路器内的气体一般不会溢出。
六氟化硫断路器的灭弧室有三种类型，即双压式、单压式（即压气式）和旋弧式。
早期的六氟化硫断路器沿用了压缩空气断路器的工作原理，其灭弧室为双压式灭弧室。现代的六氟化硫断路器结构已经简化，而采用单压式。单压式灭弧室中只充有低压六氟化硫气体（约5－7个表压），分闸时靠动触头带动压气活塞，产生瞬时压缩气体吹弧，所以又称
为压气式断路器。单压式六氟化硫断路器一般带有压气活塞，所以要求的操动功率较大，常需采用气动或液压操动机构。
6~35 kV的所谓中压断路器也采用单压式原理。由于所需操动功率较大，所以逐步向旋转磁场吹弧和气自吹灭弧原理发展。如上海华通开关厂自瑞士ABB引进的HB系列六氟化硫断路器，就是依据上述原理设计的。其具体的灭弧原理如图20所示。
断路器分闸时，动触头与静触头分离后，电弧在动触头与有弧的静触头间燃烧，并因电流通过磁吹线圈产生纵向磁场，使电弧在磁场作用下高速旋转。电弧旋转燃烧产生的大量热能使上部小室的气体压力骤增，当动触头移动到某一位置时，动触管的下部开放，气流由喷口向下部的低压室内排放，在喷口附近气流将电弧吹灭。当断路器分断小电流时，由于在HB系列断路器内装有辅助活塞，因而可利用机械能产生的压气熄灭电弧。
9．试述六氟化硫热膨胀式断路器灭弧原理。
热膨胀式利用电弧本身的能量，加热灭弧室内SF6气体，建立高压力，形成压差，从而达到吹灭电弧的目的。
这种断路器的膨胀吹弧分三步：
①被电弧加热的气体通过进气孔而进入压力室；
②热气与室内原有的冷气混合，形成高压力低温混合物；
③当电流过零时，混合气体通过进气孔而返回至断口，它与周围气体混合去电离并熄灭电弧。
开断小电流时，由于电弧能量过小，不足以产生灭弧所需压力。为此，在压力室下面设置了一个辅助气缸。当动触头系统相对于固定活塞移动时，在辅助气缸内建立起压力。辅助气缸的阀门动作，受压力室和辅助室内的压力所控制。当小电流过零时，压力室内的压力低于辅助室内的压力，上阀开启，形成熄灭小电流电弧的助吹，从而增强了开断小电流的能力。10． LN2-10型六氟化硫断路器是如何灭弧的？
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