一般将适用于额定电压 3.6kV 等级及以上的断路器统称为中高压断路器,其具有强大的灭弧能力和开断能力,主要用于电力系统中运行的户内和户外电力控制设备。行业中通常按照灭弧介质分为油断路器、空气断路器、真空断路器和SF6 断路器。
目前,油断路器、空气断路器在中高压领域已逐步被淘汰,真空断路器在中压领域 10kV-40.5kV 等级应用非常广泛,SF6 断路器则普遍用于 40.5kV以上的高压、超高压、特高压领域。真空断路器的灭弧在高度密封的真空室内进行,当短路发生时,真空室内的两个触头迅速拉开使电弧熄灭,同时灭弧室的所有材料均以洁净的状态保持在整个寿命期间。
真空断路器具有无污染、体积小、重量轻、操作简单、易维护、适用于频繁操作、灭弧不用检修等优点,广泛应用于各类工业企业、公用设施、发电厂、变电站等行业中。SF6 断路器利用 SF6 气体作为灭弧介质和绝缘介质,灭弧系统在吹灭电弧过程中可以实现气体封闭系统的循环使用,实现无火灾危险和不排向大气的功能。SF6 断路器切断能力大,在自由开断情况下,其切断能力比其他断路器(如空气断路器)高 10 倍左右。
从发展历程来看,我国中高压断路器产品可分为三个发展阶段:
第一阶段(20 世纪 80 年代前):以油断路器、空气断路器为主,技术较落后。油断路器容易引发高温油喷溅,形成大面积的燃烧,安全性不佳;而空气断路器灭弧器的性能较差。这一时期因真空断路器及 SF6 断路器研发技术不足,国内中高压断路器仍处于电压等级以 220kV 及以下少油断路器为主的仿制与国内自行研制相结合阶段。
第二阶段(20 世纪 80 至 90 年代):真空断路器和 SF6 断路器各自均得到长足的发展,油断路器、空气断路器基本淘汰,真空断路器在部分中压领域逐步替代 SF6 断路器。二十世纪末,ABB、西门子(SIEMENS)、施耐德电气(Schneider)、东芝、伊顿电气(EATON)等大公司先后在中国设立真空断路器、SF6 断路器合资或独资企业,促使无油开关在中国飞跃发展,基本满足了以 220kV、550kV 为主网架的国内电力工业发展需求。
第三阶段(21 世纪以来):形成以真空断路器为主导的中压产品体系及以SF6 断路器为主导的高压、超高压、特高压产品体系。21 世纪以来,我国对高等级电压输配电设备的需求不断提高,作为电力系统运行中起控制和保护作用的重要设备,国内中高压断路器行业已分化形成了以真空断路器为主导的中压产品体系及以 SF6 断路器为主导的高压、超高压、特高压产品体系,且产品设计水平、制造能力不断提升,智能化水平得到显著提高。
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