10kV户外真空断路器的结构分析及技术的发展.pdf

10kV户外真空断路器的结构分析及技术的发展户外真空断路器的结构分析及技术的发展

由于DW5等型号的户外柱上油断路器开断短路电流能力的明显不足，而易造成事故的教

训，在城(农)网的改造中逐渐被淘汰；户外柱上真空断路器和SF6断路器是用户选择的基

本产品。以上两种绝缘介质和灭弧原理绝然不同的断路器，在实际运行中显示出各自的优势

和不足之处。客观存在的产品自身的特点、生产工艺用材料的特殊要求，使真空断路器受到

更多的青睐。这是由于真空技术水平的提高和生产厂工艺技术进步的结果，其中也包含着广

大用户对于真空开关日益增强的信心。

1关于两种断路器的讨论及真空技术的发展

七十年代在世界范围内展开的关于真空和SF6开关的论战，至今仍在继续，但是争论的

实质内容已经不同。当年的论战促进了真空断路器的发展。如采用CuCr触头材料和纵向磁

场提高开断电流，使真空断路器在开断容量上有了大的突破；利用低过电压触头材料降低过

电压，截流水平降至常规值的1/10；减少零部件数量，提高可靠性；减少真空灭弧室的尺

寸和制造成本，出现了小型化真空灭弧室等。因此，七十年代论战的某些重要论点也随着时

间的推移和真空技术的发展而不再存在，大量的真空断路器进入电网。如日本年

25万台柱上油断路器全部被换成柱上真空断路器；80年代末期英国真空断路器的市场占有

率约为50%，SF6占20%；据EEC(共同体)统计，90年代初期的中压市场，SF6和真

空断路器的销售额之比为2∶3；在我国近几年真空断路器市场的市场占有率更是优于SF6

断路器；1996年在国内生产的10kV各类断路器中，SF6断路器占4.78%，真空断路器，真空断路器

占64.93%64.93%。1997年SF6断路器占6.34%(约6000台)，真空断路器占70.79%(约

50000台)，真空断路器的市场占有率和销售增长率同步增长。

七十年代的论战得出一个共识：七十年代的论战得出一个共识：真空和SF6断路器应发挥各自的优势，促进高压电器设

计和制造水平的提高。在110kV110kV以上SF6的地位是稳定的，但照目前真空技术发展的速

度来看，我国110kV110kV真空灭弧室的问世只是时间问题。

就目前的科技水平，真空间隙为1mm1mm的断口耐压可达50kV。日本80年代开始生产

145kV、开断电流31.5kA31.5kA的单断口灭弧室。其84kV的真空断路器开断电流提高到50kA。

当年的论战结果，促进了两种技术水平的提高，因为两种技术都有需要攻克的课题。如

真空断路器在开断时生产的截流问题也同时存在于SF6开关之中，西门子的专家曾指出：

SF6断路器开断空载变压器时产生的过电压甚至比真空断路器还高。

解决真空断路器的操作过程中产生过电压的问题，国内普遍采用了RC保护装置或金属

氧化物避雷器作为真空断路器的过电压保护，但仍有少数的过电压现象，导致电气设备被过

电压破坏。据分析多数原因是对这些保护装置使用配合上的不当，若在选用上或参数上配合

适当，问题是可以解决的。

2关于户外关于户外SF6断路器

在我国用于10kV线路的户外断路器是以LW□10为代表的，国内对此系列断路器的开

发已有10余年的历史。

SF6断路器在技术上具有很多的优势。如绝缘结构比较灵活，易于向户外发展；易于向

大电流发展，因此SF6断路器在增加导电截面和触点对数方面是不存在困难的，可满足

4000A及以下的额定电流和50kA50kA以上短路开断电流；机械特性易于调整，诸如行程、超

程、速度参数比真空断路器大，调整误差相对的小，也不易出现对接式触头的弹跳现象。

另一方面，SF6断路器也存在明显的不足，主要问题是漏气。

虽然SF6的密封理论和结构具备解决漏气问题，但由于对加工工艺性的要求严，密封材

料的耐侯性和物化稳定性不易达到要求的性能。给运行检测带来不便，如要增加检漏仪器、

充气和气体回收装置等