六氟化硫的工作原理

六氟化硫断路器是利用六氟化硫 (SF6)气体作为灭弧介质和绝缘介质的一种断路器。简称 SF6断路器。

六氟化硫用作断路器中灭弧介质始于20世纪50年代初。由于这种气体的优异特性，使这种断路器单断口在电压和电流参数方面大大高于压缩空气断路器和少油断路器，并且不需要高的气压和相当多的串联断口数。在60～70年代,SF₆断路器已广泛用于超高压大容量电力系统中。80年代初已研制成功363千伏单断口、550千伏双断口和额定开断电流达80、100 千安的SF₆断路器。
　　一、六氟化硫断路器特性 　

SF₆气体比空气重5.135倍,一个大气压时，其沸点为-60℃。在150℃以下时,SF₆有良好的化学惰性，不与断路器中常用的金属、塑料及其他材料发生化学作用。在大功率电弧引起的高温下分解成各种不同成分时，电弧熄灭后的极短时间内又会重新合成。 SF₆中没有碳元素，没有空气存在,可避免触头氧化。SF₆的介电强度很高,且随压力的增高而增长。在1大气压下,SF₆的介电强度约等于空气的2～3倍。压力为3大气压时，SF₆的介电强度可达到或超过常用的绝缘油。SF₆ 灭弧性能好，在一个简单开断的灭弧室中，其灭弧能力比空气大100倍。在SF₆中，当电弧电流接近零时，仅在直径很小的弧柱心上有很高的温度，而其周围是非导电层。这样，电流过零后，电弧间隙介电强度将很快恢复。
　  六氟化硫的工作原理

   二、六氟化硫断路器结构形式 　

SF₆断路器有两种结构布置形式。
　　①瓷柱式结构：取积木式，系列性强，可用多个相同的单元灭弧室和支柱瓷套组成不同电压等级的断路器。中国FA4－550型SF₆断路器为瓷柱式结构,其额定电压为500千伏，zui高工作电压为550千伏。断路器由三个独立的单相和一个液压、电气控制柜组成。每相由两个支柱瓷套的四个灭弧室（断口）串联而成。在每个支柱瓷套顶部装着两个单元灭弧室，为120°夹角V形布置,两个均压并联电容器为水平布置。这种结构布置既考虑到结构的机械应力状态，又照顾到绝缘的要求。灭弧室和支柱瓷套内均充有额定压力的 SF₆气体。瓷柱式断路器使用液压操作机构。液压机构的控制和操作元件以及线路均设于控制柜内。每相断路器的下部装有一套液压机构的动力元件，如液压工作缸等。灭弧室由液压工作缸直接操动。支柱瓷套内装有绝缘操作杆，操作杆与液压工作缸相连接。
　　②罐式结构：采用了箱式多油断路器的优点，将断路器与互感器装在一起，结构紧凑，抗地震和防污能力强,但系列性较差。中国LW-220型罐式SF₆断路器单相结构如图。此种断路器为三相分装式。单相由基座、绝缘瓷套管、电流互感器和装有单断口灭弧室的壳体组成。每相配有液压机构和一台控制柜，可以单独操作，并能通过电气控制进行三相操作。断路器采用双向纵吹式灭弧室,分闸时,通过拐臂箱传动机构，带动气缸及动触头运动。灭弧室充有额定气压为6表压(20℃)的SF₆气体。