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高压断路器原理及应用探究

发表时间：2021/3/26 来源：《电力设备》2020年第32期作者：周波

[导读] 摘要：随着国家社会的快速发展，我国经济繁荣富强，科技水平也得到了极大的提高，人们的生活质量和要求也逐渐提升，因而对能源的需求持续增加。

        （安徽中电兴发与鑫龙科技股份有限公司技术中心安徽芜湖 241008
        安徽省电器设备电磁兼容(EMC)省级实验室安徽芜湖 241008
        安徽中电兴发与鑫龙科技股份有限公司安徽芜湖 241008）
        摘要：随着国家社会的快速发展，我国经济繁荣富强，科技水平也得到了极大的提高，人们的生活质量和要求也逐渐提升，因而对能源的需求持续增加。从我国的能源体系出发，电力能源是我国应用最为广泛、成本最为低廉的能源，而随着人们对能源的需求持续增加，电力输送网络的压力也不断增大，给电路输送网络带来了诸多隐患和安全问题。而为了保障电力的供应，也为了保障电力输送的安全，相关部门对电网进行了改良，其中高压断路器是电力设备中效果较高、应用较为广泛的电力设备，在一定程度上保障了电力输送的稳定性。本文将对高压断路器的运用原理进行分析，之后会对高压断路器的应用进行一定程度的探究，希望能够让相关人员更加了解高压断路器的作用，促进电力能源产业的发展进步。
        关键词：高压断路器；运行原理；应用探究
        人们对电力供应的要求提高，相关部门需要不断的升级电力网络系统才能满足人们的用电需求，基于各种学术理论知识，科研人员研发出了高压断路器。高压断路器是维护电路网络稳定运行的重要设备，具有分析、判断及执行能力，能够对电路网络的情况进行分析，后根据参数变化判断电路网络所处状态，并执行相应操作，维护电路网络整体的安全稳定。高压断路器的理论涉及范围极广，包含的内容也多，本文就高压断路器的原理出发，详细了解其运行流程及技巧，再对其应用方面进行简单探讨，希望能够推广高压断路器的应用，帮助我国电路系统更好的成长。
        1.关于高压断路器原理的探析
        首先分析断路器的作用，断路器在电路正常运行状态下，能够接通电路也能够断开电路。但在电路出现故障时，会在继电保护装置的影响下切断故障电路与其他电路网络的连接。特别是在紧急情况下，还能够自动接地，在故障电路中形成短路电流，以防止影响到其他电路的运行，能够极大程度的保障电路网络的安全稳定。而高压断路器则是指在高压条件下的电路中可以用到的断路器，高压断路器能够承受较高强度的电流电压，能够保证在高压环境下分析当前电路网络运行情况，当某条电路出现故障时还可通过对比参数进行判断，之后根据判断结果可执行相应的解决对策，比如在故障情况下切断故障电路的电力运输，从而避免事故的发生。也就是说，高压断路器的作用是保障电路网络的输送稳定，以及保证电路故障能够被及时发现并解决，从而维护电力系统的稳定运行[1]。
        具体的运行原理如下：高压断路器连接（合闸）状态下，将其对地绝缘转移给支持绝缘子，如此一来，若是高压断路器连接的电路通道发生故障且故障是不可修复的情况，那么高压断路器会立即切断与此电路的连接（俗称跳闸），此时接地的故障点来不及清理，结果就是母线的対地绝缘也会转移给高压断路器，让断路器的端口真空间隙来承受故障后果。在这个过程中要注意的是，因为故障原因各高压断路器切断故障电路时，断口一对触子间的真空绝缘间隙必须要能够承受得住恢复电压施加的各种作用力，且要不被击穿才行。
        关于高压断路器的作用表现，主要可体现在以下两个方面：一是其对电路网络及附属设备的控制作用，也就是说能够根据电力系统的运转情况，合理的规划电力网络线路和附属电力设备的使用情况，可以控制电力线路及设备退出运行或开始运行；二是断路器能够在一定程度上维护电力线路的稳定运行，可以起到相当大的保护作用。在电力系统实际运行过程中，高压断路器并不是单独运行的，而是联合继电保护装置及自动装置将故障问题及时切除，达到减少损害的目的[2]。

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        2.高压断路器的应用探讨
        2.1应用分析
        从整个电力系统来看，高压断路器的复杂程度和重要程度都是相当高的，其主要应用是控制电路网络，维护电力运输的安全稳定，在电力系统运行中有着相当重要的作用。通过上述高压断路器原理分析可知，断路器在电力系统正常状况下能够连接或切断电力线路，在故障状态下能够及时切断联系，以保护其他电力路线稳定运行，从而防止事故伤害扩大影响，在高压断路器与故障电力线路重叠的特殊情况下，能够及时通过接地形成短路电流，避免事故伤害。因此高压断路器通常作为电力网络中专用“开关”，无论在正常还是故障状况下，都能够根据相关参数的反馈连接、切断高压电力线路，保障电力系统运转的安全稳定。此外，还要注意的一点是，高压断路器连接和切断的状态可以通过电力系统的反馈执行相应操作，也可以通过总控制单位进行操作，极大的方便了管理和监测[3]。
        事实上，与高压断路器作用相似的电力设备还有高压负荷开关、高压隔离开关等，但它们与高压断路器还是有所区别的，在电力系统中的应用也因此有了不同。下面将对三种“开关”的差异进行分析，方便理顺高压断路器应用的细节。差异主要有：（1）高压负荷开关从字面意思就可看出，此“开关”带有负荷分断能力，具有自灭弧的特点，可开断容量却受到了较大的限制；（2）高压隔离开关没有灭弧罩，不带负荷分断，但也能够实现负荷分断功能，但结构上比高压负荷开关要简洁；（3）高压负荷开关与高压隔离开关在应用过程中会产生明显断开点，同时只要少部分高压断路器拥有隔离能力[4]；（4）高压隔离开关对电力系统没有保护作用，而高压负荷开关对电力系统有保护作用，采用的方式是加装熔断器，利用速断和过流的形式实现电力系统的保护；（5）高压断路器的开断容量充足，其主要依靠电流互感装置结合二次设备实现保护作用，具体的应用保护表现有短路保护、过载保护和漏电保护等。
        2.2类型分析
        常见的高压断路器有：（1）油断路器，因应用时利用绝缘油作为灭弧和绝缘的介质而得名，不仅容易出现介质泄露问题，而且维修养护工作难度大；（2）真空断路器，以真空作为灭弧和绝缘介质；（3）六氟化硫断路器，以六氟化硫为灭弧和绝缘介质，缺点是容易受到外界和内部因素的影响；（4）组合电器，指的是结合断路器、电流互感器及电压互感器功能原理形成的电器系统，其系统会被放置于封闭环境中。
        2.3要求分析
        根据相关研究分析得知，高压断路器必须满足以下要求：（1）在额定条件下可长期稳定运行；（2）能够及时的切断故障电路，同时要拥有足够的稳定性；（3）其他要求还有结构必须更加简单，成本更加低廉、同时还应具备体积小，质量轻和安装方便快捷等特点。
        结束语：
        总之，为了满足人们对电力供应的需求，相关部门必须对高压断路器这种能够帮助电力系统稳定运行的电力设备重点关注，从原理到应用都应当详细分析了解并掌握，从而帮助相关工作人员更好的发展电力事业。
        参考文献：
        [1]杨秋玉,阮江军,张灿,庄志坚,翟鹏飞.基于定量递归分析的高压断路器机械缺陷辨识及应用[J].电工技术学报,2020,35(18):3848-3859.
        [2]郭震.高压断路器工作原理及故障分析[J].中国新技术新产品,2019(21):52-53.
        [3]郑博谦,姜秉梁,张晓东,张欣,李超.高压断路器机械特性试验要点[J].电气开关,2019,57(02):4-6.
        [4]高粼泽.高压断路器智能合闸装置优化原理及应用[J].信息通信,2018(02):122-123.