摘要：主要論述了中壓開關(guān)柜內(nèi)真空和SF6斷路器的選用問題，并列舉了典型的應用實例，可供產(chǎn)品開發(fā)和設計參考。
關(guān)鍵詞：斷路器，選擇，應用
1 前言
SF6和真空開關(guān)柜受到世界各地的青睞，在歐洲和大多數(shù)中東國家趨向于用SF6斷路器；在中國、日本和美國明顯喜歡采用真空斷路器；而在其他地區(qū)，兩種技術(shù)幾乎同樣流行。多油和少油技術(shù)在中國、東歐、印地安和拉丁美洲等地區(qū)仍有少量使用，但趨勢十分明顯，將很快被SF6和真空技術(shù)所取代。
近年來，國內(nèi)外對兩種技術(shù)的最新、最重要的發(fā)展是采用永磁操動機構(gòu)，并將有關(guān)的傳感元件集成在開關(guān)柜內(nèi)。
2 電弧遮斷特性
2.1 SF6斷路器
SF6中壓斷路器目前采用自吹型系統(tǒng)。自動吹氣型斷路器的操作能量比較小，但具有良好的性能，如切斷短路電流時電弧能量小，其電氣壽命較長；開斷小的感性電流時，其過電壓倍數(shù)低于2.5倍。
2.2 真空斷路器
真空斷路器觸頭在分、合閘操作時必須具有高的抗電弧腐蝕性能；當開斷小電流時，應具有低截流性能。對材料的研究表明，銅、鉻合成材料是最好、最能滿足要求的觸頭材料，而含鉻量為20%～60%的銅、鉻合成材料，現(xiàn)在已被用作觸頭的標準材料。最初采用特殊形狀的觸頭，以防止電弧接觸面上的徑向磁場，強迫弧根連續(xù)不斷地沿觸頭表面旋轉(zhuǎn)，從而防止局部過熱和不均勻的磨損。對觸頭形狀更進一步的改進是軸向磁場的開發(fā)，該軸向磁場能將弧根均勻地分配在整個觸頭表面。
3 SF6和真空斷路器的發(fā)展趨勢
3.1 永磁操動機構(gòu)
從表面上看，斷路器的操動機構(gòu)僅是實現(xiàn)簡單的“分－合”或“合－分”功能。當?shù)竭_所要求的位置時，要確保觸頭保持在該位置上，直到接到改變位置的命令為止。因此，操動機構(gòu)是一個典型的雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機構(gòu)，其性能要高度可靠。以往，長期采用機械彈簧和凸輪機構(gòu)。
永磁操動機構(gòu)包括固定式疊片鐵心、永久磁鐵、合閘和分閘線圈及專用電子裝置等，能提供所有電子式的輔助功能，如聯(lián)鎖、分閘、合閘等，還包括自診斷設施。電解電容提供分合閘線圈所需的沖擊功率。永磁操動機構(gòu)的機械系統(tǒng)大大簡化了，其部件的大量減少，使故障的幾率也相應降低，從而降低了操動夢見的維護水平[2]。新型的真空和SF6磁力操動機構(gòu)斷路器，與先前的設計一樣，相互具有完全的可互換性。這種可互換性，能以最少的投資將現(xiàn)有開關(guān)柜重新裝備。
3.2 傳感元件和電子設備的集成
采用合適的軟件和必需的電流、電壓傳感元件，將保護功能集成在斷路器的控制系統(tǒng)中，使斷路器成為一個完整的具有保護和切換功能的智能型自動化裝置，并達到最高的可靠性目標，最少的部件接口，以方便在中壓二次配電系統(tǒng)中應用。這也是目前低壓配電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀。
4 技術(shù)性能
4.1 電氣和機械壽命
使用經(jīng)驗表明，真空和SF6斷路器均可認為是免維護的。高質(zhì)量的SF6斷路器和真空斷路器完全滿足IEC60056中B級斷路器標準要求。這就是說，B級斷路器在預期壽命內(nèi)對斷口部件不需要維護，而僅需要對其他部件進行維護。IEC根據(jù)斷路器所連接的架空線網(wǎng)絡和是否采用重合閘等使用條件，規(guī)定了斷路器應能完成的操作次數(shù)。
4.2 操作過電壓
SF6斷路器具有低的操作過電壓水平，而無需外加任何裝置。
采用現(xiàn)代觸頭材料的真空斷路器，也呈現(xiàn)出低水平的截斷電流。然而，在特殊的使用場合，可能需要進行詳細的系統(tǒng)參數(shù)研究，以確定是否需要裝設專門的限制過電壓的裝置，這主要取決于工業(yè)安裝設備的特性。
5 應用舉例
（1）架空線路和電纜：當用于切斷和保護架空線配電網(wǎng)時，真空和SF6斷路器均滿足要求。
（2）變壓器：現(xiàn)代真空和SF6斷路器適合切斷空載變壓器的勵磁電流，而過電壓倍數(shù)低于3.0。在某些特殊場合，如用真空斷路器來切斷工業(yè)設備中的干式變壓器時，則推薦裝設避雷器。
（3）電動機：當斷路器用于切斷電動機時，必須對操作過電壓的問題給予充分的注意。過電壓的目標限值為小于2.5倍，兩種斷路器均可達到。當真空斷路器用來切斷小電動機時（起動電流小于600A），由于電弧多次重燃的緣故，可能需要采取限制過電壓的措施，而這種現(xiàn)象出現(xiàn)的概率很低。
（4）電容器組：兩種技術(shù)均適用于電容器組無重燃切換。當成組切換時，可能需要裝設電抗器，以便限制沖擊電流。斷路器的同步控制技術(shù)是解決這個問題的一種有效方案。特別推薦SF6斷路器應用于額定電壓高于27kV的場合。
（5）電弧爐：切換電弧爐的特點是操作頻繁、大電流、短間隔。真空斷路器特別適用于這種場合。
（6）并聯(lián)電抗器：SF6斷路器適用于切換并聯(lián)電抗器，通常其過電壓倍數(shù)低于2.5。當使用真空斷路器時，在某些情況下可能需要外加限制過電壓的措施。
（7）電氣化鐵路牽引：原則上，兩種斷路器均可采用，但在某些低頻電源的場合（如16.67Hz），則推薦采用真空斷路器。
6 結(jié)語
從使用觀點看，SF6和真空兩種技術(shù)是互補的。經(jīng)濟因素、使用者的愛好、國家中的習慣、制造能力和特殊切換要求等，是決策者確定斷路器型式的主要因素。斷路器與工作條件的匹配、頻繁切換等特殊要求，可能是影響選擇斷路器型式的額外因素，此時，可能需要進行綜合性研究，以便做出最好的選擇。
