什么是压缩空气断路器?

[拼音]：yasuo kongqi duanluqi

[外文]：air blast circuit breaker

利用高压空气吹动电弧并使其熄灭的断路器。其工作时，高速气流吹弧对弧柱产生强烈的散热和冷却作用，使弧柱热电离，并迅速减弱以至消失。电弧熄灭后，电弧间隙即由新鲜的压缩空气补充，介电强度迅速恢复。

压缩空气断路器的主要构成部分是灭弧室。按压缩空气吹弧方式，断路器灭弧室分为横吹和纵吹两种。在实际应用中，通常是两种吹弧方式同时存在，但以一种吹弧方式为主。灭弧室的几种基本形式见图。

图a是具有绝缘隔板的横吹灭弧室。气流方向与电弧轴向垂直。压缩空气气流将电弧吹入隔板，因此电弧有曲折的形状，长度增加，同时与隔板紧密接触，使去除电离过程加速。横向吹弧方式虽然熄弧效果较好，但灭弧室结构复杂，体积较大，一般只用于电压等级较低的断路器中（例如发电机保护断路器），而不适用于高电压，大容量的场合。

图b～f是几种纵吹形式。气流方向与电弧轴平行。纵吹可分为单向吹弧(b，c，d)和双向吹弧(e，f)。在单向吹弧中，两个触头可均为实心（棒），或者一个是空心而另一个是实心。在双向吹弧中，两个触头均为空心。

图b是实心触头单向纵吹的灭弧室。压缩空气沿电弧轴向高速运动而强烈吹弧，从而使电弧直径缩小、表面冷却，并从弧隙去除电离粒子。这种结构的缺点是，触头顶端附近未能受到气吹而易受电弧烧损，弧隙中易有金属蒸气而降低弧隙介质强度，电弧易重燃。

图c是具有一个空心和一个实心触头的单向纵吹灭弧室。压缩空气从弧隙带走电离粒子，经过空心静触头迅速排到大气中。气吹使电弧从静触头喷口的工作面移动到其内表面。实心触头端部采用圆锥形。

图d是自由喷射式。在开断时，实心动触头离开静触头，在灭弧室外部发生电弧。当动触头进入灭弧室体内而完全开放喷口时，压缩空气冲入大气中，使电弧受到强烈的横吹和纵吹。

图e是具有两个空心触头的双向吹弧灭弧室。压缩空气开始时对电弧径向吹弧，然后分成两个气流纵向吹弧。对于双喷口，两个弧根都在触头的内表面。双向吹弧比单向吹弧能更迅速地从弧隙去除电离粒子。但弧隙气压较低。为了提高弧隙气压，可以将其中一个空心触头做成收缩截面，成为双向非对称纵吹，如图f所示。

压缩空气断路器自40年代问世以来，在50、60年代迅速发展，广泛用于高压和超高压的电力系统中。其主要特点是：

（1）动作快，开断时间短，70年代已使用一周波断路器。这在很大程度上提高了电力系统的稳定性。

（2）具有较高的开断能力，可以满足电力系统所提出的较高额定参数和性能要求。

（3）可以采用积木式结构，系列性强。

由于出现了结构简单、灭弧性能良好和电寿命长的六氟化硫断路器，使得压缩空气断路器的使用范围缩小。但北欧等一些高寒地区，由于SF6气体液化和开断能力降低（降低20％左右）等原因，有些国家在高压、超高压电网中还在使用压缩空气断路器。此外，大容量发电机断路器，要求开断容量大，动作迅速，现在还广泛应用压缩空气断路器。