旋弧式SF6断路器简介

    旋弧式SF6断路器也属于自能式灭弧，它是利用电弧电流受到的磁场力，使电弧沿着某一截面高速旋转，由于电弧的质量比较轻，在高速旋转时，使电弧逐渐拉长并不断接触新鲜的SF6气体，受到冷却而熄灭。为了加强旋弧效果，通常使电弧电流流经一个用扁形铜线等绕制而成的磁吹线圈，来加大磁场力。一般电流越大，灭弧越困难，但对于旋弧式SF6断路器，磁场力与电流大小成正比，电流增大，磁场力也增大，仍能使电弧迅速熄灭。当开断小电流时，磁场随电流的减小而减小，通过增加线圈匝数等方法，可使电弧熄灭且不产生截流现象，但线圈匝数的增加受到机械强度的限制，因为匝数增加，则在大电流下承受的电磁力也增加，线圈必须要有更好的机械强度。

    旋弧式SF6断路器灭弧室的工作原理如图2-22所示。分闸时，当动弧触头和静弧触头分离产生电弧后，在动弧触头运动过程中，电弧从静弧触头转移到圆筒电极上，磁吹线圈被接入电路，此时电弧经过线圈与动弧触头继续拉弧，由于电流通过磁吹线圈，使线圈产生磁场，电弧在磁场的作用下高速旋转，从而熄灭。由于圆筒电极内的磁场比电弧电流的相位滞后一角度，当电流过零时，磁场力没有过零，即电流过零时电弧仍可继续旋转，使电弧在过零时能可靠地熄灭。

    图2-23所示为旋弧式SF6断路器单相结构剖面图，它的导电回路包括主回路和灭弧回路。主回路包括上出线、主静触头、主动触头、滑动触头、下出线。灭弧回路包括上出线、静弧触头、圆筒电极、磁吹线圈、动弧触头、滑动触头、下出线。合闸位置时，电流主要通过主回路。分闸时，主回路的主静触头和主动触头先分开，电流转到灭弧回路，当动弧触头和静弧触头分离时，产生电弧，电弧转移到圆筒电极，受磁场作用而旋转冷却，最后熄灭。

    图2-22    旋弧式SF6断路器灭弧室工作原理

   1-静弧触头；2-磁吹线圈；3-电弧；4-动弧触头；5-圆筒电极；6-磁场方向；7-电弧旋转方向

    图2-23    旋弧式SF6断路器单相结构剖面图

   1-上出线；2-下出线；3-绝缘筒；4-圆筒电极；5-静弧触头；6-磁吹线圈；7-动弧触头；8-导电杆；9-主静触头；10-主动触头；11-滑动触头；12-底座；13-转轴；14-连杆；15-拐臂；16-上盖；17-吸附剂；18-充气用绝缘管；19-安全阀；20-支持绝缘子

    旋弧式SF6断路器主要有以下特点：

   (1)利用电流通过磁吹线圈产生的磁场力直接驱动电弧高速旋转，灭弧能力强，大电流时容易开断，小电流时也不会产生截流现象，不致引起操作过电压。

   (2)由于是自能式灭弧，需要的操作功率小，使操动机构大为简化，机械可靠性高，成本低。

   (3)电弧局限在圆筒或在线圈上高速运动，对其他部分热影响小，电极烧损均匀，电气寿命长。

    旋弧灭弧室的原理和特点使得其在10～35kV电压等级的设备上得到广泛应用，除了旋弧式外，这些电压等级的SF6断路器还有旋弧加压气、热膨胀加旋弧等结构。

    自能式SF6断路器代表了SF6断路器的发展方向，世界各大开关制造公司都在利用自己的研究开发优势，开发结构不同的自能式SF6断路器，而且为了提高断路器的灭弧效果和开断能力，改善断路器性能，常采用混合灭弧原理。