【正文】 技術(shù)上各有所長，但滅弧室內(nèi)的增壓均由操動機構(gòu)的操作功產(chǎn)生，其對操作功的需求量，隨著開斷電流的增大而增加，隨著開斷參數(shù)的提高，使得操動機構(gòu)的制造難度增大，迫使設(shè)計工程師又轉(zhuǎn)向利用短路電流電弧能量使滅弧室噴口上游的SF6氣體增壓，從而開發(fā)出自能式SF6斷路器滅弧室。按此原理設(shè)計的產(chǎn)品稱為“第三代SF6斷路器”，使SF6斷路器的使用領(lǐng)域向中壓系統(tǒng)擴展，至此SF6斷路器已形成完整的體系。近10年來SF6斷路器的技術(shù)發(fā)展表現(xiàn)在下列三方面:（1）增大開斷容量、提高斷口承受電壓。電網(wǎng)的裝機容量不斷增加，迫使斷路器的開斷容量必須同步增加。目前已達(dá)下列水平:定開距設(shè)計的壓氣式滅弧室已由西門子公司制成500kV、100kA的產(chǎn)品，采用壓氣罩與壓氣活塞作雙向運動結(jié)構(gòu)，加快了滅弧室壓力升高，使全開斷時間縮短。（2）操動機構(gòu)不斷改進和簡化。由于壓氣式滅弧室要求操動機構(gòu)能提供足夠大的操作功，因此早期的SF6單壓式斷路器都選用液壓機構(gòu)。主要是它能夠提供較大的輸出功，隨著電弧能量的利用，對操動機構(gòu)操作功需求大量減少，使SF6斷路器能采用彈簧機構(gòu)作為操動機構(gòu)。新型的彈簧機構(gòu)貯能于盤簧(鐘表發(fā)條彈簧)，其功率輸出通過轉(zhuǎn)軸扭力傳遞，傳動部件所受的應(yīng)力要小得多，就相對地提高了部件的可靠性。（3） 二次控制技術(shù)的改進和智能化技術(shù)的應(yīng)用。國際大電網(wǎng)會議第13研究委員會對SF6斷路器可靠性調(diào)查結(jié)果表明，控制和輔助回路的故障在開關(guān)設(shè)備故障總數(shù)中的比例為29%，居第二位，促使開關(guān)制造商重視改進二次控制技術(shù)問題。傳統(tǒng)的斷路器控制裝置是使用一排硬線連接的機電式繼電器構(gòu)成的，能實現(xiàn)分合閘、SF6低氣壓閉鎖和機構(gòu)貯能不足閉鎖、防跳躍等控制功能，這種傳統(tǒng)的機電式控制裝置是引發(fā)高故障率的原因。隨著控制技術(shù)的不斷發(fā)展。機電式繼電器的保護功能逐漸由靜態(tài)繼電器、隨后又被數(shù)字式繼電器所取代、使控制技術(shù)由最初的機電技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮蛹夹g(shù)進而成為以微處理機為基礎(chǔ)的數(shù)字技術(shù)。2. SF6斷路器的原理和結(jié)構(gòu) SF6氣體特性SF6氣體是二十世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)的，它應(yīng)用于電工設(shè)備是在四十年代，第一次被用于斷路器是在五十年代初。由于SF6氣體同空氣和變壓器油相比有許多優(yōu)異的電氣絕緣和滅弧性能，近年來，SF6在電氣設(shè)備上的應(yīng)用有了很大的發(fā)展，尤其是在高壓和超高壓斷路器上，還有全封閉組合電器?，F(xiàn)在，新安裝的110kV及以上電壓等級的斷路器，包括大部分的35kV斷路器已經(jīng)全部是SF6斷路器了。（1）SF6的物理和化學(xué)特性SF6分子由一個硫原子和六個氟原子構(gòu)成，六個氟原子以共價鍵的形式和硫原子結(jié)合成一個中性分子，其原子量為146，大約是空氣的五倍，也就是說它的密度也大約是空氣的五倍。在常溫下，SF6氣體是無色、無味、無毒并且透明的惰性氣體，它非常穩(wěn)定，通常情況下很難分解；它既不溶于變壓器油也不溶于水。SF6斷路器里的SF6氣體不可能是完全純凈的，會含有一些雜質(zhì)，如水等，此外在斷路器燃弧時也會產(chǎn)生一些觸頭材料的金屬蒸汽，這些物質(zhì)在電弧的作用下會同SF6氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成一些金屬氟化物、硫的低氟化物、氫氟酸，還有很少量的劇毒物質(zhì)，生成的金屬氟化物大都是一些白色的粉狀物質(zhì)，它們會覆蓋在導(dǎo)體的表面，影響導(dǎo)電性能；而生成的HF、SFSO2會對斷路器內(nèi)的含有硅元素的絕緣體，如玻璃、陶瓷支持件和環(huán)氧澆注件等都有較強的腐蝕性，降低這些絕緣件表面的絕緣電阻，所以，在實際工作中，我們要嚴(yán)格控制SF6氣體中的水分含量，同時，還要在斷路器中盡可能多地采用耐腐蝕的高分子有機材料，如聚四氟乙烯、聚酯樹脂的制品；此外，對那些少量的劇毒物質(zhì)由于它們能長時間的保留在SF6氣體中，我們必須在SF6斷路器中放置吸附劑，來提高SF6氣體的純度，同時確保人身的安全。（2）SF6氣體的電性能關(guān)于SF6氣體的電性能，我們將分別討論它在常溫下的電氣絕緣性能和高溫下的滅弧性能。在均勻電場中，工頻電壓的作用下，SF6氣體、油和氮氣相比，SF6氣體的介質(zhì)強度大約是氮氣的五倍。SF6氣體的滅弧性能也是非常好的，這有以下幾個方面的原因：① SF6氣體在電弧的作用下會發(fā)生分解和游離，有多原子結(jié)構(gòu)分子分解為單原子或帶電粒子的氣體，在2000℃左右開始分解為低氟化物，4000℃左右開始游離，6000℃左右時游離的最迅速，當(dāng)溫度高于10000℃時，SF6氣體就全部游離了；這種內(nèi)部的變化將影響氣體的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能，使它的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能大大增強。氣體導(dǎo)熱性能增強，電弧的散熱就加快了，這樣就有利于電弧熄滅后間隙中的絕緣介質(zhì)迅速降溫，有利于低氟化物復(fù)合成SF6，同時有利于恢復(fù)絕緣，大大降低了電弧的復(fù)燃，有利于熄弧。②氣體導(dǎo)電性能增強有利于熄弧，原因是：導(dǎo)電性能增強了確實有利于燃弧，通過幾種氣體電弧的伏安特性曲線可以發(fā)現(xiàn)，SF6氣體的伏安特性曲線最低，也就是說，在電流相同的情況下，SF6氣體的電弧電壓最低，而電弧能量就是也最低，電弧在電流很小的情況下也能維持，不會發(fā)生斷裂，這樣就不會發(fā)生截流現(xiàn)象，這也是SF6氣體比較優(yōu)越的地方；我們知道現(xiàn)在的SF6斷路器都是在電弧電流過零時熄滅的，電弧在燃弧時電弧能量小，電弧的溫度和分解的氣體就相對也較少，這對于電流過零后間隙的絕緣強度的恢復(fù)非常有利，使得熄弧后很難發(fā)生重燃或復(fù)燃，所以SF6氣體既有利于燃弧，又有利于熄弧。③ 此外，SF6氣體的負(fù)電性（吸附自由電子的特性）和二次復(fù)合特性（在電弧中分解的低價氟化物在熄弧后迅速還原成SF6分子），這些特性也使得SF6氣體無論是在起始介質(zhì)強度、介質(zhì)恢復(fù)速度還是最終的介質(zhì)強度都是比較高的。當(dāng)SF6氣體的狀態(tài)發(fā)生變化時，它沒有完全符合理想氣體的狀態(tài)方程，這主要因為它的分子量較大，當(dāng)氣體壓力增大時，氣體的密度相應(yīng)增大，分子間的相互吸引作用開始顯露。SF6氣體的穩(wěn)定性比較好，在一般情況下不會分解，但是，SF6斷路器內(nèi)的情況比較復(fù)雜，如果沒有電弧的話，SF6氣體基本上不會與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，但是由于斷路器內(nèi)不可能不發(fā)生電弧，而電弧又會產(chǎn)生高溫、高壓，在這種情況下，SF6氣體會發(fā)生分解，生成低氟化物、硫化物和硫、氟的單原子；這時生成的活性物質(zhì)在電弧熄滅以后一般都能夠重新結(jié)合成SF6分子，這對于斷路器的下一次開斷是很有利的，也大大減輕了檢修的工作量；比如油斷路器開斷幾次短路故障之后，變壓器油的碳化就比較嚴(yán)重了，需要進行換油、檢修觸頭等工作，而SF6斷路器的問題就要好很多，它可以多次開斷短路故障而不用檢修。 SF6斷路器結(jié)構(gòu)原理（1）瓷柱式SF6斷路器其滅弧裝置在支持瓷套的頂部，由絕緣桿進行操動。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是系列性好，用不同個數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)滅弧單元和支柱瓷套，即可組成不同電壓等級的產(chǎn)品；其缺點是穩(wěn)定性差，不能加裝電流互感器。中國FA4－550型SF6斷路器