開關(guān)設(shè)備(配電柜、配電設(shè)備)可能是一個(gè)簡單的露天隔離開關(guān),也可能是由一些其他物質(zhì)絕緣的。一種有效的、但成本較高的開關(guān)設(shè)備形式是氣體絕緣開關(guān)設(shè)備(GIS),其中導(dǎo)體和觸點(diǎn)由加壓的六氟化硫氣體(SF6)絕緣。其他常見的類型是油或真空絕緣的開關(guān)設(shè)備。
開關(guān)柜外殼內(nèi)的設(shè)備組合使它們能夠截?cái)鄶?shù)千安培的故障電流。斷路器(在開關(guān)柜外殼內(nèi))是阻斷故障電流的主要部件。當(dāng)斷路器拉開觸點(diǎn)(斷開電路)時(shí),電弧的熄滅需要精心設(shè)計(jì)。斷路器可分為以下六種類型:
1. 油式
油式斷路器依靠部分油的汽化,沿著電弧的路徑噴射出油。電弧釋放的蒸汽由氫氣組成。礦物油的絕緣性能比空氣好。每當(dāng)油中的載流觸點(diǎn)分離時(shí),斷路器中的電弧在觸點(diǎn)分離的瞬間被初始化,由于這個(gè)電弧,油被汽化并分解成大部分氫氣,在電弧周圍形成一個(gè)氫氣泡。電弧周圍的這種高度壓縮的氣泡可以防止在電流達(dá)到循環(huán)的零點(diǎn)后重新?lián)舸╇娀?。油斷路器是非常古老的斷路器類型之一?/span>
2. 空氣斷路器
空氣斷路器可以使用壓縮空氣(膨化)或電弧本身的磁力來拉長電弧。由于可持續(xù)電弧的長度取決于可用電壓,拉長的電弧會(huì)自行耗盡。另外,觸頭被迅速搖入一個(gè)小的密封室,排出的空氣因此吹滅了電弧。
斷路器通常能夠非常迅速地終止所有電流:通常在30毫秒至150毫秒之間,取決于設(shè)備的年齡和結(jié)構(gòu)。
3. 六氟化硫斷路器
氣體(SF6)斷路器有時(shí)使用磁場拉伸電弧,然后依靠SF6氣體的介電強(qiáng)度來熄滅拉伸的電弧。
4. 混合型開關(guān)設(shè)備模塊
混合開關(guān)設(shè)備是一種結(jié)合了傳統(tǒng)空氣絕緣開關(guān)設(shè)備(AIS)和SF6氣體絕緣開關(guān)設(shè)備(GIS)技術(shù)的組件的類型。它的特點(diǎn)是緊湊和模塊化設(shè)計(jì),在一個(gè)模塊中包含了幾種不同的功能。
5. 真空
帶有真空滅弧室的斷路器具有非常小的電弧特性(因?yàn)槌私佑|材料之外沒有任何東西可以電離),所以當(dāng)電弧被拉長一小段時(shí)(<2-8毫米)就會(huì)熄滅。在接近零電流時(shí),電弧的溫度不足以維持等離子體,電流就會(huì)停止;然后間隙就可以承受電壓的上升。真空斷路器在現(xiàn)代中壓開關(guān)設(shè)備中經(jīng)常使用,電壓可達(dá)40,500伏。與其他類型不同的是,它們本質(zhì)上不適合于中斷直流故障。真空斷路器不適合用于切斷高直流電壓的原因是,在直流電中沒有 "電流零 "期。等離子體電弧可以通過繼續(xù)氣化接觸材料來養(yǎng)活自己。
6. 二氧化碳(CO2)
使用二氧化碳作為絕緣和滅弧介質(zhì)的斷路器,其工作原理與六氟化硫(SF6)斷路器相同。由于SF6是一種比二氧化碳更強(qiáng)的溫室氣體,通過從SF6轉(zhuǎn)向二氧化碳,可以在產(chǎn)品生命周期內(nèi)減少10噸的溫室氣體排放。