第二节 瓷柱式SF₆断路器

瓷柱式SF₆断路器又称支持瓷套式SF₆断路器或敞开式SF₆断路器。断路器的外形与压缩空气断路器或少油断路器极为相似。带电部分与接地部分的绝缘由支持瓷套承担。灭弧室安装在支持瓷套的上部，亦装在瓷套内，一般每个瓷套内装一个断口，随着额定电压的提高，支持瓷套的高度以及串联灭弧室的个数也增加。支持瓷套的下端与操动机构相连。通过支持瓷套内的绝缘拉杆带动触头完成断路器的分合闸操作。瓷柱式断路器的特点是装配成标准的断口单元后，通过积木式搭配可组装成各不同电压等级的断路器，产品的系列性好，但其抗震性能不如罐式断路器。

一、220kV SF₆断路器

图2－8是LW₁—220型SF₆断路器的结构原理图，两个装在瓷套内的灭弧室与支持瓷套装配成T字形，每个灭弧室上均有均压电容器。灭弧室采用压气式定开距双喷口结构，与西门子公司3AS型的设计原理相近，都采用液压机构操动，但产品内部结构各有些差异，主要是开距、喷口材料及形状等。外形结构见图2－8。

二、FA型SF₆断路器

FA型系列断路器的基本单元有单个灭弧室和V字形布置的双灭弧室的两种瓷柱单元，可以用这种基本柱单元应用积木式结构的搭配组装成单柱单断口、单柱双断口、双柱三断口、双柱四断口、三柱六断口等不同组合（见图2－9）。

40kA及以下的单柱单断口没有并联电容，50kA及以上的单断口和两个及以上断口时，在每个断口旁边都并联一个电容。500kV及以上电压级使用的断路器还装有合闸电阻，电阻单元与支持瓷套成T字形布置，与主灭弧室瓷套错开以提高绝缘水平。灭弧瓷套、支持瓷套与合闸电阻瓷套内都充SF₆气体，充气气压为7.0bar（绝对压力）所配用的液压操动机构有液压合闸、弹簧分闸和液压合、分闸两大类，液压机构配有两个分闸线圈和一个合闸线圈。

图2-8 LW₁—220型SF₆断路器

1—灭弧室；2—支持瓷套；3—绝缘拉杆；4—操动机构箱

图2－9 FA型断路器积木式结构组合

（一）FA—2型SF₆断路器

图2－10是FA—2型断路器的结构原理图，两个灭弧室1组装成V定形装于三通联箱（俗称三角机构箱）顶部，每个断口并联一个电容器4，三通联箱8的下端装支持瓷套9，内装绝缘拉杆10，瓷套下端经连接法兰与液压机构连接后装于支架17上。消弧室瓷套是鼓形的，内装压气式变开距结构灭弧室，动静触头间绝缘强度与均压环离瓷套内壁之间的距离有很大影响，为了避免开断过程中产生的热游离气体导致间隙击穿或由于电弧热辐幅射使瓷套损坏，动静触头均压环离瓷套内壁的间隙不能太小，因此瓷套只得采用鼓状结构。

灭弧室的动触头实际上是管状的，动触头行程约为150mm，超行程50mm，触头分开后约3ms后吹气，触头分闸速度约7m/s，绝缘喷嘴由填充A1₂O₃的聚四氟乙烯制成。

（二）FA—4型SF₆断路器

图2－10 FA型SF₆气体断路器

1—灭弧室；2—静触头；3—动触头；4—均压电容；5—连接管；6—导向装置；7—连杆系统；8—三通联箱；9—支持瓷套；10—绝缘杆；11—支架；12—弹簧及罩壳；13—工作缸；14—高压油蓄压器；15—低压油箱；16—控制箱；17—支架；18—密度继电器；19—液压继电器

FA—4型断路器的灭弧室与FA—2型所使用的结构一样是变开距压气式结构，由于装有合闸电阻用五通联箱代替了三通联箱，由于对地绝缘加大，支持瓷套的总高度增加，四个断口采用双柱积木式结构。支架及支持瓷套等部位的构造与FA—2型完全相似，支持瓷套上端的连接部分则不相同（见图2－11）。每柱有两个合闸电阻单元分装于两侧，与支持瓷套成T形布置，合闸电阻单元的内部装100Ω阻值的电阻片和一对动静辅助触头，操动辅助触头的开距为63士3mm，当液压机构的工作缸向上运动时，绝缘拉杆驱动连杆系统使主回路触头和合闸电阻的辅助触头同时向合闸闭合方向移动，但辅助触头比主回路断口提前7～11ms接通，待主回路接通后即行复归。

图2-11 FA—4型断路器构造示意图

1—灭弧室；2—五通联箱；3—绝缘瓷柱；4—并联电容；5—合闸电阻；6—合闸电阻控制杆

合闸电阻片的总电阻值是（400±5%）Ω，由四个电阻元件串联组成，因此每相FA—4断路器有四个辅助断口，允许在最高相电压下合闸四次，每两次合闸间隔时间180s，在两倍最大反相电压下合闸两次，两次合闸的间隔时间为15min。