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高压新路器课件隙增大,绝缘强度增强,从而不被过电压击穿SF6断路器发展的三个阶段1双压式复式压SF6断路器早期的SF6断路器采用双压式的压力系统,灭弧室内设置一活塞,动触头装在内腔的活塞上贮存在高压罐内的SF6气体的气压为14—18Pa当分闸电磁阀接到分闸信号时,分闸阀打开,高压气流进入灭弧室活塞底部,把固定有动触头的活塞推到分闸的限位点,高压气流同时对电弧进行吹拂,使电弧迅速冷却在电流过零时使电弧通道去游离加强,触头断口介质绝缘强度迅速恢复,电弧不再重燃工作后的气体通过活塞和动触头的内腔排到灭弧室的顶部进入低压罐这将引起低压罐的压力增高而起动一压力开关,接通空气压缩机的电源,使空气压缩机起动,把过多的SF6气体经过过滤器抽回高压罐这样又恢复了SF6断路器的双压力系统状态当接到合闸信号时,合闸电磁阀被打开高压气流送到活塞的上部,把带动触头的活塞推向下,直至合闸位置此时的气体进入低压罐而压力升高,同样启动压力开关使空气压缩机工作把多的低压罐的气体抽回高压罐,从而又回到双压力系统状态由于结构复杂,已不用此技术2单压式SF6断路器单压式SF6断路器结构简单、灭弧性能好、生产成本低的特点,这种SF6断路器只充入较低压力的SF6气体一般为
0.5-
0.7MPa最低功能气压
0.4MPa20℃分闸时靠动触头带动压气缸,产生瞬时压缩气体吹弧但是,依靠机械运动产生灭弧高气压,所需操动机构操动功率大,机械寿命短,开断小电感电流和小电容电流时易产生截流过电压一般配用较大输出功率的液压操动机构或压缩空气操动机构,固有分闸时间比较长“自能”灭弧功能的SF6断路器它具有开断能力强,操动机构操动功率小的优点,有利于新型操动机构的小型化,应用前景广阔这种SF6断路器在开断短路电流时,依靠短路电流电弧自身的能量加热SF6气体,产生灭弧所需要的高气压;在开断小电感电流和小电容电流时,电弧自身的能量不足于加热SF6气体,产生灭弧所需要的高气压,这时依靠机械辅助压气建立气压,不易产生截流过电压所需操动机构操动功率小,可配用弹簧操动机构等,操作可靠,机械寿命长,固有分闸时间短,可以制造成断口少、单断口电压等级很高的SF6断路器目前,国内外主要的电力设备生产厂商都已生产这种SF6断路器,并大量投入了运行SF6断路器结构一般来说SF6断路器主要由三部分组成三个垂直瓷瓶单元,每一单元有一个气吹式灭弧室;弹簧操作机构及其单箱控制设备;一个支架及支持结构每个灭弧室通过与三个灭弧室共连的管子填充SF6气体SF6全封闭组合电器随着电力系统电压等级的不断提高,人们迫切需要和寻求一种体积更小、性能更好、维护更简便的高压电气设备,后来又研制和生产出了一种气体绝缘金属封闭式组合电器气体绝缘金属封闭式组合电器的英文全称为GasInsulatedSwitchgear其缩写为GIS它是由断路器、隔离开关、快速或慢速接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线以及这些元器件的封闭外壳、伸缩节、出线套管等组成,内部充入一定压力的SF6气体作为GIS的绝缘和灭弧介质咱所谓的GIS就是指充SF6气体的气体绝缘金属封闭式组合电器SF6组合电器它可以是单路的,也可制造成多回路的它一般还具有防跳跃保护装置、非同期保护装置、操动油(气)压降低及SF6气体压力降低的闭锁装置和防慢分慢合装置110KV-500KVSF6全封闭组合电器的各高压电器元件均制成独立标准结构另外还有各种渡元件,可以适应变电站各种主接线的组合和总体布置的要求,它包括母线、带接地装置的隔离开关、断路器、电压互感器、电流互感器、快速接地开关、避雷器、电缆终端盒、波纹管、断路器操作机构等1)对SF6全封闭组合电器的技术要求为保证最佳运行状态,最重要的技术要求有如下几点2)应保持SF6气体在规定的压力下,它的绝缘水平才能保证,因此必须对气压进行持续地监视3)金属铠装全封闭组合电器,必须分成几个气密封间隔,以免由于漏气而造成大范围的停电,同时,由于内部局部故障而把故障区域扩大4)隔离开关被封闭在金属壳体内,因它们的绝缘间隙不易被观察到,它的耐压强度完全依赖于SF6气体的质量和压力所以为了人身安全,检修时必须在隔离开关两侧用适当的接地开关接地以后方可工作此外还应设置窥视窗,观察隔离开关触头分开的位置5)必须分成几个独立的单元,使每个单元发生故障不会影响别的单元6)因为小的间隔会导致较高的压力上升率,间隔的数目应尽可能少,在容许的条件下使它的间隔尽可能大7)当设置压力释放装置时,应该安装在避免危及运行人员人身安全的位置,必须装设有效的通风装置,以避免工作人员吸入SF6气体和其它氟化物断路器的基本动作形式
1、分闸断路器是在电力系统不同工况下进行合分,以保证电力系统可靠供电和切除故障线路断路器除单一合闸和分闸外,还要求具有快速的重合闸、重合分和合分动作
一、分闸分闸操作是断路器最基本的功能由于断路器分闸,可开断高压回路,或切断负荷电源,或隔断高压电源,或切断故障电源.开距高压断路器分闸到底时,动触头与静触头之间形成一定长度的绝缘间隙以保证线路能彻底断开断路器处于分闸状态时,此时触头之间的绝缘间隙被称为开距开距的大小与高压断路器的额定电压和开断性能要求有关,也与绝缘介质的特性和灭弧装置的设计有关.行程和超行程行程是指高压断路器分闸过程中动触头所走过的距离,行程包括了触头之间的开距和触头接触行程为保证足够的接触压力,补偿触头受电弧的烧损以及获得必要的分闸速度,动端需要超行程来保证.分闸速度高压断路器分闸过程中,动触头的运动随时间或行程而变化,一般分闸速度是指分闸过程中触头分离之后半个周波内动触头的速度的平均值以这个数值为标称分闸速度其意义在于在这个期间内动触头的速度对高压断路器的熄弧和熄弧间隙承受恢复电压将起到决定性作用,因为高压断路器的燃弧时间约为半个周波到一个周波之间(如三相断路器指首相燃弧情况)但是为了测量的方便工厂往往给出刚分速度的数据,这是指触头刚分瞬间的平均速度,大致是刚分之刖半波和刚分之后半波的测量值的平均值分闸速度因不同的灭弧室设计、不同的灭弧介质和断口的数目多少而不同C它是操动机构设计主要的依据之一C.固分时间固分时间是指分闸过程中从操动机构接到分闸命令时起,到断路器触头侧分离的一段时间这段时间包括操动机构和高压断路器本身在触头分离以前的执行电气命令和机构动作的时间,具体说,由以下几部分组成
(1)启动时间从脱扣机构受电到脱扣器动作并使操动机构解扣时止或者分闸动力控制系统的初级阀门触动时止的时间
(2)分闸控制时间从分闸动力控制系统受能到机构传动触动的时间,对于机械连杆式操动系统,无分闸动力控制故无此项时间
(3)分闸寄生时间从机械传动触动开始到触头开始运动的时间
(4)逆超程时间从触头开始运动到触头分离时止的时间上述第三部分的时间是指机构运动链的间隙位移和弹性变形引起的时间消耗对于机械传动来说,运动链在合闸位置处于受力的紧张状态,链中各个环节有一定的弹性变形,当解扣时,在触头获得运动之前,这些环节由于力的松弛,应变消失而需要一定的时间只有应变消失之后触头才能从分闸动力获得相应的运动(假设不产生反向应变)这种由于弹性应变而引起的时间延迟约为1〜3mso.全开断时间全开断时间是指在全开断电流下,分闸过程从操动机构接到分闸命令时起到电弧熄灭时止的时间,也就是固分时间加燃弧时间燃弧时间与起弧相角有关,其下限称短燃弧时间,其上限称长燃弧时间三相断路器在单相试验时,既要求用短燃弧时间验证首相的开断性能,同时还要求一长燃弧时间验证后两相开断的性能后两相的电流过零比首相开断过零的时间滞后一定的电角度(如在三相不接地短路试验中为90)o又考虑三相之间的相位差,故长燃弧时间与短燃弧时间的时间差可认为是
8.33ms(在三相不接地短路试验中),而IEC目前的规定是7ms这只能理解是多种形式短路的综合反映缩短断路器的全开断时间对提高电力系统的稳定性和提高输电线路的输送容量有很大好处对60周交流来说为
33.3ms若考虑现代断路器的长燃弧时间为一周波左右,则此种断路器的固分时间对于50周或60周系统来说,相应地分别要求为20左右或
16.6ms左右
二、合闸线路的正常送电,负荷的倒换,电压的引入等都必须由断路器的合闸动作来完成合闸以后,断路器本身就处于警戒状态,在它所保护的范围内出现任何故障,随时可以受命跳闸断路器在合闸状态下,必须保证具有足够的长期通流能力和经受短路电流和电动力作用能力,而这些性能与机构的设计有密切的联系若机构设计不当,或操动系统不能制锁,则在短路电动力作用下,断路器触头会自行脱开;或因机构的输出力矩不够,触头的轻微熔焊
1.合闸速度合闸速度是指断路器触头以前半波内的平均速度它标志着断路器的运动系统在趋近于合闸时所应具有的动能水平待触头接触以后,由于阻力突然增大,动触头的运动速度受到很大的阻力而降低合闸速度还影响预击穿特性,当合闸速度高时,预击穿距离就小,其阻碍断路器关合的作用也小;反之,影响就大.合闸速度是在合闸装置的动力处于额定参数下所测得的数据,可是在运行中,动力源的特性参数常常偏离其额定值对液压操动机构来说流体输出功有随操作负荷大小而变化的适应性,因而动力额定参数的变化而导致运动系统的功能的差异不很大造成断路器不能开断,均将酿成事故因而合闸状态下的可靠性亦是十分重要的
2.合闸时间合闸时间是指从发合闸令到断路器的主触头刚合时止的这段时间在制造和运行过程中,测定合闸时间往往可以得知断路器的操动系统是否处于正常状态合闸时间由以下几部分组成1启动时间从启动电磁铁的线圈受电到电磁铁刚顶开控制阀门时止的时间2合闸控制时间从合闸控制装置得电到合闸装置触动的时间3合闸寄生时间从合闸装置触动到断路器的主回路动触头触动的时间,此为消耗于机构的间隙和机构传动的弹性变形的时间4逆开距时间从动触头触动到与静触头刚接触的时间上述四部分时间之中,占主要的是逆开距时间,因为动触头触动时,其速度为零,只有在合闸过程中才能得到加速所以刚接触时,往往要经过一段较长的时间在合闸的前一段行程中速度在预击穿距离内才有意义,而这时动触头恰已加速到需要的速度,当代的新型断路器行程都很小,因而合闸时间亦缩短,合闸时间的缩短给断路器的操动带来很大的好处,即合闸的分散性可以缩小,因而电力系统的稳定性可以提高从机构设计的角度去缩短合闸时间,主要从缩短启动时间和控制时间入手采用快速启动装置可以将启动时间从10ms缩短到2ms合理地选择控制系统的结构参数,改善控制阀的运动特性可以获得最短的控制时间但若对合闸时间没有严格的要求,过分地追求的合闸时间,可能不是合理的办法,因为由此可能引入导致操动不可靠的因素
三、合分高压断路器在合闸过程中可能遇到线路故障(如短路)而要求它立即跳闸的情况,因而断路器应具有及时跳闸反应的能力,即当断路器合到底立刻能进行无任何延迟的正常分闸这种反应能力依赖控制系统和机构传动系统的实用性断路器合闸之后,立即进行分闸,则线路接通的时间很短在电力系统中,希望短路合闸时断路器以最快的动作将短路断开,以保证系统运行的稳定性,因而对断路器合分时的接通时间,有一定的要求,而此时间成为金属短接时间最短的金属短接时间应由下列部分组成
(1)关合超程时间合闸过程中,从触头刚接触开始到合到底停止之间的时间
(2)停顿时间从合到停止到断路器因执行分闸命令而触动时止的这段时间
(3)逆超行程时间分闸过程中,从动触头到与静触头脱离时止的这段时间断路器的金属短接时间与运行中的继电保护有相互交叉的关系,因而在合分任务中要确定电力系统承受短路的时间需对设备和保护作详细的分析才能获知,而且设备的调整必须得当
四、重合和重合闸在高压电力系统中常要求断路器在事故跳闸后进行快速重合闸,以获得高的系统稳定性这种重合闸往往能排除系统中的一段偶然性的短路事故而获得成功但当重合后短路仍未消除时,断路器在继电保护装置的作用下又可立即跳闸,这时的操作任务为重合闸,即分闸以后再一个合分,如需再次强送电,则可再设置一个合分,即为分-合分-合分,后一个合分前的时延要长一些,由具体的系统保护确定
5、高压断路器对操作机构的要求对操动机构的要求很严格作为电网主要保护和控制元件的高压断路器,其动作可靠性是极为重要的断路器该动时不动,不该动时乱动,都会造成线路事故,给电力系统带来巨大的损失在电力设备中,断路器及其操动机构的机械故障比之其它设备要多这主要是1)操动机构的润滑系统差,动作环节多故出现故障的可能性就大2)高压断路器工作条件比较恶劣3)断路器工作状态是非连续性的,有时甚至一年也动不了几次,这样,隐患不易及时发现4断路器及其操动机构类型多,结构差异大,因此,在制造和维修方面积累经验比较困难因此,在设计操动机构时,必须特别注意下述几个动作的性能及其动作的可靠性.合闸在电网正常工作时,用操动机构使断路器关合,这时电路中流过的是工作电流,关合是比较容易的但在电网事故情况下,如断路器关合到有预伏短路故障的电路上时,电路中出现短路电流,断路器导电回路将受到较大电动力的作用,电动力F可用下式表示F=l.02X10-7CI2max式中c——回路系数,数值在几十至几百之间;Imax短路电流最大值Ao由式可见,当电流Imax在几千安以下时,断路器导体间的电动力通常可以略而不计而在短路故障时,电流可达几万安以上,此时,电动力的数值就很可观了,有时可达几千牛顿以上另一方面,从断路器导电回路的布置以及触头的结构来看,电动力的方向又常常是妨碍断路器关合的因此,在关合有预伏短路故障的电器时,由于电动力过大,断路器有可能出现不能可靠关合,如触头合不到底,则会引起触头严重烧伤,甚至断路器爆炸等严重事故因此,操动机构必须是以克服短路电动力的阻碍,也就是具有关合短路故障的能力.保持合闸由于在合闸过程中,合闸命令的持续时间很短,而且操动机构的操作功也只在短时间内提供,因此操动机构中必须有保持合闸状态的装置,以保证在合闸命令和操动功能消失后使断路器保持在合闸位置.分闸操动机构要能够进行电动或手动分闸为满足灭弧性能的要求,断路器还应具有一定的分断速度使分断时间尽可能缩短,以减少短路故障存在的时间.自由脱扣与防跳跃自由脱扣的含义是在断路器合闸过程中如操动机构又接到分闸命令则操动机构不应继续执行合闸命令而应立即分闸当断路器关合有预伏短路故障的电路时,若操动机构没有自由脱扣能力,则必须等到断路器的触头关合到底后才能分闸这样有可能使断路器连续多次合、分短路电流,这一现象称为“跳跃二出现“跳跃”现象时,会造成触头严重烧伤乃至爆炸事故对具有自由脱扣的操动机构,则不管触头关合到什么位置,也不管合闸命令是否解除,只要接到分闸命令,断路器触头即执行分闸动作所以操动机构中必须要有自由脱扣装置高压断路器操动机构有弹簧操动机构、液压操动机构、电磁操动机构、手动操动机构、气动操动机构、电动机操动机构、永磁操动机构等
六、高压断路器的运行规定
1、各类型高压断路器,允许其按额定电压和额定电流长期运行
2、断路器的负荷电流一般不应超过其额定值在事故情况下,断路器过负荷也不得超过10%时间不得超过4h
3、断路器安装地点的系统短路容量不应大于其铭牌规定的开断容量当有短路电流通过时,应能满足热、动稳定性能的要求
4、严禁将拒绝跳闸的断路器投入运行
5、断路器分闸后,若发现绿灯不亮而红灯已熄灭,应即刻取下断路器的控制熔断器,以防跳闸线圈烧毁
6、严禁对运行中的高压断路器施行慢合慢分试验
7、断路器在事故跳闸后,应进行全面详细的检查对切除短路电流跳闸次数达到一定数值的高压断路器,应视具体情况,进行解体检修,未能及时停电检修应申请停用重合闸对于SF6断路器和真空断路器应视故障程度和现场运行情况来决定是否进行检修
8、断路器元论是什么类型的操动机构(电磁式、弹簧式、气动式、液压式),均应经常保持足够的操作能源
9、采用电磁式操动机构的断路器禁止用手动杠杆或千斤顶的办法带电进行合闸操作采用液压(气压)式操动机构的断路器,如因压力异常导致断路器分、合闸闭锁时,不准擅自解除闭锁进行操作
10、断路器的金属外壳及底座、机构应有明显的接地标志并可靠接地
11.当巡视检查发现下列情况之一时,应立即停用故障断路器(或用上一级断路器断开连接该断路器的电源进行处理1多油断路器套管接地或有放电现象,瓷套爆炸⑵油断路器冒烟、起火;油断路器内部有放电声,或内部有异常声响3油断路器严重漏油缺油,可能导致消弧室无油位时4液压、气动机构严重泄漏,压力下降到发出操作闭锁信号时5SF6断路器漏气发出闭锁信号6真空断路器出现真空损坏的丝丝声
12、断路器运行中发生拒绝跳闸故障的判别与处理断路器的“拒跳”对系统安全运行威胁很大,一旦某一单元发生故障时,断路器拒动,将会造成上一级断路器跳闸,称为“越级跳闸二这将扩大事故停电范围甚至有时会导致系统解列,造成大面积停电的恶性事故因此“拒跳”比拒合”带来的危害性更大对“拒跳”故障的处理方法如下
1、根据事故现象,可判别是否属断路器拒跳事故拒跳故障的特征为信号掉牌显示保护动作,但该回路红灯仍亮,上一级的后备保护如主变压器复合电压过流、断路器失灵保护等动作在个别情况下后备保护不能及时动作,元件会有短时电流表指示值剧增,电压表指示值降低,功率表指针晃动,主变压器发出沉重嗡嗡异常响声,而相应断路器仍处在合闸位置确定断路器故障后,应立即手动拉开故障线路开关或主变开关
2、当上级后备保护动作造成停电时,若查明有分路保护动作,但断路器未跳闸,应拉开拒动的断路器,恢复上级电源断路器;若查明各分路保护均未动作也可能为保护拒掉牌,则应检查停电范围内设备有无故障,若无故障应拉开所有分路断路器,合上电源断路器后,逐一试送各分路断路器当送到某一分路时电源断路器又再跳闸,则可判明该断路器为故障“拒跳”断路器这时应隔离之,同时恢复其他回路供电3对拒跳断路器的电气及机械方面故障的分析判断方法1断路器拒跳故障查找方法首先应判断是电气回路故障还是机械方面故障,通过检查分闸线圈判断2电气方面原因,有
①控制回路熔断器熔断或跳闸回路各元件接触不良,如控制开关触点、开关操作机构辅助接点、防跃继电器和保护回路等接触不良;
②液压气动机构压力降低导致跳闸回路被闭锁;
③SF6气体压力过低,密度继电器闭锁开关操作回路;
④分闸线圈故障
七、高压断路器相关反措选用高压开关设备的技术措施所选用的高压开关设备除应满足相关国家标准外,还应符合XXXX公司《交流高压断路器技术标准》、《交流高压隔离开关和接地开关技术标准》、《气体绝缘技术封闭开关设备技术标准》(XXXX生
[2004]634号)及《关于高压隔离开关订货的有关规定(试行)》(生产输电
[2004]4号),不得选用已明令停止生产、使用的各种型号开关设备断路器应选用无油化产品,其中真空断路器应选用本体和机构一体化设计制造的产品3投切电容器组的开关应选用开断时无重燃及适合频繁操作的开关设备隔离开关和接地开关应选用符合XXXX公司《关于高压隔离开关订货的有关规定(试行)》完善化技术要求的产品高压开关柜应选用“五防”功能完备的加强绝缘型产品,其外绝缘应满足以下条件1)空气绝缘净距离三125nlm(对12kV)三360nlm(对
40.5kV);2)爬电比距^18mm/kV(对瓷质绝缘),220mm/kV(对有机绝缘)2新装和检修后开关设备的有关技术措施设备的交接验收必须严格执行国家和电力行业有关标准,不符合交接验收标准的设备不得投运新装及检修后的开关设备必须严格按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》、《电力设备预防性试验规程》、产品技术条件及有关检修工艺的要求进行试验与检查,不合格者不得投运3断路器在新装和大修后必须测量机械行程特性,并符合有关技术要求3预防开关设备运行操作故障的措施断路器运行中,由于某种原因造成油断路器严重缺油,SF6断路器气体压力异常、液压(气动)操动机构压力异常导致断路器分合闸闭锁时,严禁对断路器进行操作严禁油断路器在严重缺油情况下运行油断路器开断故障电流后应检查其喷油及油位变化情况,当发现喷油时,应查明原因并及时处理在对故障掉闸线路实施强送后,无论成功与否,均应对实施强送的断路器进行仔细检查3断路器在开断故障电流后,值班人员应对其进行巡视检查
3.4断路器发生拒分时,应立即采取措施将其停用,待查明拒动原因并消除缺陷后方可投入.5加强高压断路器分合闸操作后的位置核查,尤其是发电机变压器组断路器以及起联络作用的断路器,在并网前和解列后应到运行现场核实其机械位置,并根据电压、电流互感器或带电显示装置确认断路器触头状态,防止发生非全相并网和非全相解列事故.6室外SF6开关设备发生爆炸或严重漏气等故障时,值班人员应穿戴防毒面具和穿防护服,从上风侧接近设备如室内安装运行SF6开关设备,在进入室内前必须先行强迫通风15min以上,待含氧量和SF6气体浓度符合标准后方可进入7在运行巡视时,应注意隔离开关、母线支柱绝缘子瓷件及法兰有无裂纹夜间巡视时应注意瓷件有无异常电晕现象
3.8在隔离开关倒闸操作过程中,应严格监视隔离开关动作情况,如发现卡高压断路器高压断路器是电力系统的最重要的工作和保护设备,它对维持电力系统的安全、经济和可靠运行起着非常重要的作用在负荷投入或转移时,它应该准确地开、合在设备如发电机、变压器、电动机等出现故障或母线、输配电线路出现故障时,它能自动地将故障切除,保证非故障点的安全连续运行
一、对高压断路器的要求
1、在正常情况下能开断和关合负载电流,能开断和关合空载长线或电容器组等电容性负荷电流,以及能开断空载变压器或高压电动机等电感性小负荷电流
2、在电网发生故障时能将故障从电网上切除
3、要尽可能缩短断路器切除故障的时间,以减轻电力设备的损坏和提高电网的稳定性
4、能配合自动重合闸进行多次合闸和断开
二、高压断路器的铭牌数据意义
1、高压断路器基本技术参数
1、额定电压是指断路器正常工作时的工作电压,以kV为单位
2、最高工作电压在实际运行中,由于系统调压的需要,电网的电压允许在一定范围内变动,因此断路器的实际工作电压可能比额定高出10%~15虬断路器应能在最高工作电压下长期运行,这一电压称为断路器的最高工作电压
3、额定电流是指断路器可以长期通过的工作电流
4、额定开断电流又称额定短路开断电流是指在额定电压下断路器能开断而不妨碍其继续正常工作的最大短路电流,以KA为单位
5、热稳定电流又称短时耐受电流是指在某一规定的短时间t内断路器能承载的电流有效值,用KA表示短时耐受电流通过的时间,通常规定为
1、
2、
3、5秒一般规定取3s为标准
6、动稳定电流又称峰值耐受电流是指断路器在合闸位置时所能耐受的最大峰值电流,以KA表示一般规定其值应为额定开断电流的
2.5倍
7、额定短路关合电流又称额定短路接通电流是指断路器在额定电压下能正常接通的最大短路电流峰值,以KA表示断路器在接通此电流时,不应发生触头的熔焊或严重烧损断路器的额定短路关合电流应等于其峰值耐受电流
8、开断时间又称全开断时间是指从断路器的操动机构接到开断指令起滞应停止操作并进行处理,严禁强行操作4预防开关设备拒动、误动故障的措施为防止运行断路器绝缘拉杆断裂造成拒动,应定期检查分合闸缓冲器,防止由于缓冲器性能不良使绝缘拉杆在传动过程中受冲击,同时应加强监视分合闸指示器与绝缘拉杆相连的运动部件相对位置有无变化,并定期做断路器机械特性试验,以及时发现问题对于LW6型等早期生产的、采用“螺旋式连接结构绝缘拉杆的断路器应进行改造2对气动机构宜加装汽水分离装置和自动排污装置,对液压机构应注意液压油油质的变化,必要时应及时滤油或换油,防止压缩空气中的凝结水或液压油中的水份使控制阀体生锈,造成拒动未加装汽水分离装置和自动排污装置的气动机构应定期放水,如放水发现油污时应检修空压机在冬季或低温季节前,对气动机构应及时投入加热设备,防止压缩空气回路结冰造成拒动3断路器在投运前、检修后及运行中,应定期检查操动机构分合闸脱扣器的低电压动作特性,防止低电压动作特性不合格造成拒动或误动在操作断路器时,如控制回路电源电缆压降过大,不能满足规定的操作电压,应将其更换为截面更大的电缆以减少压降,防止由于电源电缆压降过大造成断路器拒动设计部门在设计阶段亦应考虑电缆所造成的线路压降4当断路器大修时,应检查液压(气动)机构分、合闸阀的阀针是否松动或变形,防止由于阀针松动或变形造成断路器拒动.5加强操动机构的维护检查,保证机构箱密封良好,防雨、防尘、通风、防潮及防小动物进入等性能良好,并保持内部干燥清洁.6加强辅助开关的检查维护,防止由于松动变位、节点转换不灵活、切换不可靠等原因造成开关设备拒动预防断路器灭弧室故障的措施根据可能出现的系统最大运行方式,每年定期核算开关设备安装地点的短路电流如开关设备额定开断电流不能满足要求,应采取以下措施1)合理改变系统运行方式,限制和减少系统短路电流2)采取加装电抗器等限流措施限制短路电流3)在继电保护方面采取相应措施,如控制断路器的跳闸顺序等4)更换为短路开断电流满足要求的断路器・
5.2开关设备应按规定的检修周期和实际短路开断次数及状态进行检修,做到“应修必修,修必修好”当断路器液压机构打压频繁或突然失压时应申请停电处理在设备停电前,严禁人为启动油泵,防止因慢分使灭弧室爆炸积极开展真空断路器真空度测试,预防由于真空度下降引发的事故预防开关设备预防绝缘闪络、爆炸的措施.
6.1根据设备现场的污秽程度,采取有针对性的防污闪措施,防止套管、支持瓷瓶和绝缘提升杆闪络、爆炸.
6.2断路器断口外绝缘应满足不小于
1.15倍相对地外绝缘爬电距离的要求,否则应加强清扫工作或采取其他防污闪措施
6.3新装、大修的
72.5kV及以上电压等级断路器,绝缘拉杆在安装前必须进行外观检查,不得有开裂起皱、接头松动和超过允许限度的变形如发现运行断路器绝缘拉杆受潮,应及时烘干处理,不合格者应予更换
6.4充胶(油)电容套管应具有有效的防止进水和受潮措施,发现胶质溢出、开裂、漏油或油箱内油质变黑时应及时进行处理或更换应保证末屏接地良好,防止由于接地不良造成套管放电、爆炸.7预防开关设备载流回路过热的措施
7.1在交接和预防性试验中,应严格按照有关标准和测量方法检查接触电阻.
7.2定期用红外线测温设备检查开关设备的接头部、隔离开关的导电部分(重点部位触头、出线座等),特别是在重负荷或高温期间,加强对运行设备温升的监视,发现问题应及时采取措施.3定期检查开关设备的铜铝过渡接头预防开关设备机械损伤的措施认真对开关设备的各连接拐臂、联板、轴、销进行检查,如发现弯曲、变形或断裂,应找出原因,更换零件并采取预防措施断路器的缓冲器应调整适当,性能良好,防止由于缓冲器失效造成开关设备损坏开关设备基础不应出现塌陷或变位,支架设计应牢固可靠,不可采用悬臂梁结构加强断路器合闸电阻的检测和试验,防止断路器合闸电阻缺陷引发故障在断路器产品出厂试验、交接试验及预防性试验中,应对合闸电阻的阻值、断路器主断口与合闸电阻断口的配合关系进行测试预防断路器合分时间与保护装置动作时间配合不当引发故障的措施解决断路器合-分时间与继电保护装置动作时间配合不当的问题,必须以满足电力系统安全稳定要求为前提,因此不宜通过延长继电保护装置动作时间来解决,而应通过断路器自身采取可靠措施来实现根据《电力系统安全稳定导则》(DL/T755-2001)及有关规定要求,断路器合一分时间的设计取值应不大于60ms推荐采用不大于50mso.3应重视对以下两个参数的测试工作1)断路器合一分时间测试结果应符合产品技术条件中的要求2)断路器辅助开关的转换时间与主触头动作时间之间的配合预防控制回路电源和二次回路引发开关设备故障的措施各种直流操作电源均应保证断路器合闸电磁铁线圈通电时的端子电压不低于标准要求对于电磁操动机构合闸线圈的端子电压,当关合电流小于50kA(峰值)时不低于额定操作电压的80%;当关合电流等于或大于50kA(峰值)时不低于额定操作电压的85%并均不高于额定操作电压值的110%以确保合闸和重合闸的动作可靠性不能满足上述要求时,应结合具体情况予以改进220kV及以上电压等级变电站站用电应有两路可靠电源,新建变电站不得采用硅整流合闸电源和电容储能跳闸电源
11.3定期检查直流系统各级熔丝或直流空气开关配置是否合理,熔丝是否完好
11.412预防隔离开关故障的措施.
12.1应对不符合XXXX公司《关于高压隔离开关订货的有关规定(试行)》完善化技术要求的
72.5kV及以上电压等级隔离开关应进行完善化改造2新安装或检修后的隔离开关必须进行回路电阻测试,另外应积极开展瓷绝缘子探伤和触指压力测试3加强对隔离开关导电部分、转动部分、操动机构、瓷绝缘子等的检查与润滑,防止机械卡涩、触头过热、绝缘子断裂等故障的发生隔离开关各运动部位用润滑脂宜采用性能良好的锂基润滑脂4应在绝缘子金属法兰与瓷件的胶装部位涂以性能良好的防水密封胶5与隔离开关相连的导线弛度应调整适当,避免产生太大的拉力6为预防GW6型隔离开关运行中“自动脱落分闸”,在检修中应检查操动机构蜗轮、蜗杆的啮合情况,确认没有倒转现象;检查并确认刀闸主拐臂调整是否过死点;检查平衡弹簧的张力是否合适预防高压开关柜故障的措施新建、扩建和改造工程宜选用加强绝缘型金属封闭式高压开关柜,特别是发电厂和潮湿污秽地区必须选用加强绝缘型且母线室封闭的高压开关柜高压开关柜内的绝缘件(如绝缘子、套管、隔板和触头罩等)应采用阻然绝缘材料(如环氧或SMC材料),严禁采用酚醛树脂、聚氯乙烯及聚碳酸脂等有机绝缘材料应在开关柜配电室配置通风、防潮设备和湿度计,并在梅雨、多雨季节或运行需要时启动,防止凝露导致绝缘事故为防止开关柜火灾蔓延,在开关柜的柜间、母线室之间及与本柜其它功能隔室之间应采取有效的封堵隔离措施手车开关每次推入柜内后,应保证手车到位和隔离插头接触良好,防止由于隔离插头接触不良、过热引发开关柜内部故障高压开关柜内母线及各支引线宜采用可靠的绝缘材料包封,以防止小动物或异物造成母线短路应尽快淘汰柜体为网门结构的开关柜预防SF6断路器及GIS故障的措施SF6开关设备应定期进行微水含量和泄漏检测,如发现不合格情况应及时进行处理在处理过程中,设备内的SF6气体应予回收,不得随意向大气排放以防止污染环境及造成人员中毒事故2室内安装运行的SF6开关设备,应设置一定数量的氧量仪和SF6浓度报警仪应充分发挥SF6气体质量监督管理中心的作用,做好新气管理、运行设备的气体监测和异常情况分析基建、生产用SF6气体必须经SF6气体质量监督管理中心检测合格,并出据检测报告后方可使用
14.4SF6压力表和密度继电器应定期进行校验到三相电弧完全熄灭为止的一段时间开断时间可划分为分闸时间和燃弧时间两部分
(9)、机械寿命及电寿命机械寿命即允许空载或正常负荷的分合次数,电寿命指连续分合额定短路电流的次数检修周期期间若开关切断故障电流次数越多,则机械寿命次数越少开关电瓠的形成和熄灭电弧的形成电弧的形成是触头间中性质点(分子和原子)被游离的过程,这一过程很复杂产生电弧放电和维持电弧的主要原因和过程如下
(1)高电场发射当通过电流的开关触头刚分离时,触头间距离很小,由于外加电压的作用,在这很小的间隙中,形成很高的电场强度(可超过100(n0000kV/cm)足以从阴极表面拉出电子,这就是高电场发射随着触头间的距离增大,电场强度减小,高电场发射的作用将减弱
(2)热电子发射当触头刚分离时,由于触头间的压力和接触点减少,使触头接触电阻迅速增大,在电极表面出现局部集中的电流,使电极上出现炽热点,阴极中的电子因此获得足够的动能逸出到空间这种因炽热使电极表面向周围空间发射电子现象,称为热电子发射
(3)碰撞游离从阴极表面发射出来的自由电子,在电场的作用下,向阳极做加速运动,并不断地与触头间介质的中性质点碰撞当自由电子在加速运动过程中所积累起来的动能大于中性质点的游离能(使电子释放出来的能量)时,中性质点被碰撞分离为电子和正离子,称为碰撞游离新产生的电子和原来的电子一起向阳极做加速运动当他们和其他中性质点碰撞时又再一次发生碰撞游离,碰撞游离连续进行的结果,将在触头间产生了大量的电子和正离子,使介质击穿,引起电弧
(4)热游离介质在高温作用下产生游离称为热游离在电弧产生后,弧隙温度很高,此时在高温下的介质分子和原子的无规则热运动将更严重加剧,中性质点间也会因此碰撞而发生碰撞游离,游离出电子和正离子电弧稳定燃烧时,弧柱温度很高,电弧电压和弧柱的电场强度很低,碰撞游离作用减弱,此时弧柱的游离作用由热游离维持当电弧温度很高时,一方面阴极表面发射电子,另一方面会引起金属触头熔化、蒸发,以致介质中混有金属蒸气使弧隙电导增加,电弧将继续炽热燃烧电弧的熄灭游离是在外加电压和电弧电流作用下,电子和离子不断产生的过程,也就是电弧的产生和维持的过程Q与此同时,在弧柱中还存在着电子和离子消失(减少)的过程,使电弧电流减少,以致使电弧熄灭,称为去游离在稳定燃烧的电弧中,这两个过程处于动态平衡如果游离现象大于去游离现象,电弧将继续炽热燃烧;如果去游离大于游离,电弧越来越弱,最后熄灭因此使去游离大于游离就是电弧熄灭的基本原理去游离的方式主要是复合与扩散1复合弧隙中带正电或带负电的质点,在运动中彼此结合形成中性质点的过程,称为复合电子的运动速度约为离子运行速度的1000倍,因此,电子和离子的直接复合可能性很小但是,电子在碰撞时先附着在中性质点上形成负离子,然后与运动速度大致相等的正离子相互吸引、接触而形成中性质点中性分子复合过程的快慢,主要决定于离子运动的速度使弧柱场强减小,降低电弧温度,增大气体压力,升高气体密度等,均可减小离子运动速度,增加离子间接触机会,加强复合2扩散扩散是弧柱中的自由电子及正离子由于热运动从弧柱内逸出进入周围介质的一种现象电弧中的高温自由电子和正离子由密集的空间向周围密度小、温度低的介质扩散,并与介质中带异性电的质点结合,形成中性分子电弧与周围介质温度差以及离子浓度差愈大,扩散作用愈强采用冷的、新鲜的、未游离的气体吹动电弧,可使电弧在周围介质中移动,加强与新鲜介质接触,一方面带走电弧的热量,另一方面增大电弧与周围介质的温差加强扩散,有利于灭弧电弧熄灭与否,取决于游离与去游离两个因素作用的结果当弧柱中去游离大于游离时,电弧中离子减小,电弧电阻增加,电流减小,最后电弧趋于熄灭交流电弧的熄灭交流电流每半个周期经过一次零值此时,电源停止向弧隙输入能量,而弧隙由于不断散出热量,温度下降,热游离作用迅速减弱,电弧暂时熄灭但是由于弧隙的温度很高,热游离尚在继续,在弧隙电压的作用下,弧隙仍有电流通过,电源仍向弧隙输入能量,使弧隙温度升高,热游离加强若输入能量大于散出能量,即弧隙中游离过程大于去游离过程,电弧将重燃这种由于热游离而引起电弧的重燃称热击穿反之,如果电流过零后,输入能量小于散出能量,弧隙温度将继续下降,热游离基本停止,弧隙由导电状态向介质状态转变,电弧即熄灭电流过零时,电弧暂时熄灭,但弧隙介质绝缘能力要恢复到正常情况需要一定时间,称为介质强度恢复过程在此过程中,弧隙所承受而不致使弧隙击穿重燃的临界电压称为介质的击穿电压ujto与此同时,弧隙电压由熄弧电压,经一定时间,逐渐恢复到电源电压,这是弧隙电压的恢复过程随着电压的升高,游离因素加强,可能引起间隙再击穿,称为电击穿,电弧重燃交流电流过零后,电弧熄灭是否会重熄,取决于介质强度恢复过程与弧隙电压恢复过程相互作用的结果只要电流过零后,弧隙的介质击穿电压uj永远大于弧隙恢复电压uhf弧隙不被击穿,电弧即熄灭否则,电弧将重燃,如图
6.1-1因此交流电弧的熄灭条件是电流自然过零后,弧隙介质强度恢复曲线高于电压恢复曲线,ujtuhfto
3、熄灭电弧的方法加强弧隙的去游离,或减小弧隙电压的恢复速度,都可以促进电弧熄灭广泛采用的灭弧方法,有以下几种吹弧温度对熄弧影响很大,温度愈低,热游离愈不易发生,能加快去游离,而且介质的绝缘强度随温度的降低而增加介质强度恢复的快慢,在很大程度上决定于弧隙温度降低的速度因此,冷却电弧是熄弧的重要方法之一用气体或液体介质吹弧,既能起到对流换热、强烈冷却弧隙的作用,也可以部分取代原弧隙中游离气体或高温气体气体流速大,对流换热的能力强,能使电弧散热加剧,对弧隙的冷却作用更大在断路器中,常制成各种形式的吹弧室,使气体或液体产生较高的压力,有力地吹向弧隙吹动电弧的方法有纵吹和横吹,如图
6.1-2吹动方向与弧柱轴线平行的叫纵吹;吹动方向与轴线垂直的叫横吹纵吹主要是使电弧冷却变细,最后熄灭;而横吹则将电弧拉长,表面积增大并加强冷却,熄弧效果较好采用纵横混合吹弧方法,熄弧效果更好
三、断路器分类断路器主要依据它使用的灭弧介质来分,可分为
(1)油断路器(包括多油断路器和少油断路器),它是用变压器油作灭弧介质,多油断路器的抽除灭弧外还作为对地绝缘使用
(2)真空断路器,它具有真空灭弧室装配、触头在真空泡中开、合
(3)空气断路器,它使用压缩空气进行吹弧使电弧熄灭
(4)六氟化硫断路器,它使用具有优异的绝缘性能和灭弧性能的SF6气体作为灭弧介质和绝缘介质可发展成组合电器,技术性能和经济效果都非常好随着电力工业和科学技术的迅猛发展,电力系统的容量越来越大,电网输电电压越来越高,复盖面越来越广,所以对断路器的要求也越来越高由于油断路器、空气断路器使用的历史较长,较普遍,技术也较普及,因此本节不再叙述,只对真空断路器和SF6断路器以及SF6全封闭组合电器加以介绍
四、真空断路器
(一)真空断路器的结构真空断路器它由真空灭弧室(真空泡)、保护罩(屏蔽罩)、动触头、静触头、导电杆、开合操作机构、支持绝缘子、支持套管、支架等构成,其核心是真空灭弧室(真空泡)
(二)真空灭弧室的构造真空灭弧室的结构、制作方法、触头形状等,在很大程度上支配着真空断路器的各种性能所以对真空灭弧室的外壳的制造要有严格的要求,否则真空灭弧室无法正常地工作,真空外壳的制造材料一般多用玻璃,而国外也有采用矶土瓷器的真空灭弧室由真空容器(外壳)、动触头、静触头、波形管(不锈钢材料)、保护4)才学叫「上5cC矣2人rI夕c-X——n真空断路器顾名思义是使电路在真空中分、合的电器,即电路在分闸时,电弧在触头间发生,此时形成所谓的真空电弧这是由于刚分瞬间,触头压力逐渐减弱接触电阻急剧增大当触头分开时,即产生金属蒸气,温度可达5000K使阴极产生电子热发射,金属蒸气被游离后形成电弧在电弧电流较小时,阴极表面有很多斑点斑点表面积估计约为10-5cm2斑点电流密度约为105〜107A/cm
2.斑点是阴极继续产生金属蒸气和发射电子的场所电弧由于金属蒸气的游离得以维持电弧在灭弧室中扩散成并联的条状电弧每条都有对应的阴极斑点并由此斑点向阳极发射一个圆锥形的弧柱,圆锥顶点就在阴极斑点上这些斑点及各条电弧互相排斥并不停地运动着,同时向磁场力的作用方向扩散,这时的电弧称扩散电弧当交流电流接近零值时,触头上阴极斑点只有一个当电流过零时阴极斑点消失此时电极不再向弧隙提供金属蒸气,使弧隙的带电质点迅速减少,并向外扩散,冷凝在极斑外的触头表面和保护罩屏蔽罩上此时,真空灭弧室中弧隙间的介质绝缘强度得到迅速的恢复,使电流过零后电弧不再重燃在某种条件下,当电流增大到某一范围值,电流在自身磁场作用下,集聚成一条阴极斑点集聚成一团在电弧作用下阴极表面电腐蚀显著增加,此时金属表面不仅出现金属蒸气,而且出现金属颗粒和熔液;同时阳极严重发热而出现阳极斑点并且也蒸发和喷射金属这时的电弧称为集聚型电弧,是断路器最恶劣的工作状态,它造成触头表面熔融,此时电弧也不易熄灭四真空断路器触头的构造及对灭弧效果的影响真空断路器触头的构造对灭弧能力、导通负荷电流、触头的使用寿命、安全可靠地执行分合指令等影响很大因此,触头必须满足如下要求;1导电性能良好2能可靠地遮断大电流3耐弧性、热稳定性好鉴于上述要求,因此触头材料多用铜鸨合金、铜钺合金来制造在机械造形和附属施等采用一些加强灭弧能力的外部设施用于断开10KA以下的电流时,可采用圆盘对接式触头,开断大于10KA的电流时多数采用磁吹触头按吹弧方向可分横吹和纵吹两种10KV常用的有25KA和
31.5KA.圆盘形触头这种触头结构简单,机械强度好触头有一凹坑,经触头的电流路线呈U形,有很轻横吹作用,使电弧沿径向外移,避免局部过热,.内螺旋形槽触头每个触头分为两部分,凸出部分作为工作触头,主要作用是导通负荷电流,是真空断路器接纳负荷电流的场所外面凹下的部分呈环盘形,主要作灭弧用上环盘面和下环盘面尺寸相等,形状相同,同样按一定的要求刻上螺旋槽沟,但螺旋方向相反此触头具有横吹和纵吹性能,横吹是由于触头的特殊构造和磁场与电弧的相互作用产生的纵向吹弧也是由于触头做成正反方向的螺旋沟槽,电弧电流是顺着沟槽方向流动,电流路线有如通电的螺管线圈,因而产生纵向磁场,造成纵向吹弧
3.具有纵向磁吹线圈的触头1外加感应线圈的形式,在真空泡外加一感应线圈,当真空断路器分闸时感应线圈内由于电流的突变,感应一磁场,其磁力线方向与电流平行由于磁场力与电弧的相互作用,使弧隙中的带电质点迅速朝纵向扩散,弧隙中的介质绝缘强度迅速恢复,触头间隙击穿电压抬高,电弧在电流过零后不再重燃
(2)在触头背面安装电流线圈的形式,在触头制造时即在其背面嵌装一电流线圈,使电流从真空断路器的导电杆流入线圈,再通过线圈引线流入线圈圆弧部分然后再流回触头依右手螺旋定律得知流经圆弧的电流,可产生一磁场,其方向与电弧平行该磁场与电弧相互作用,触头间隙的带电质点朝纵向扩散,形成纵吹的灭弧方式在设计时吹弧线圈的电流应与电弧形成一定比例的纵向磁场总之,横向吹弧靠磁场力与电弧的相互作用,使弧柱根部不停地在触头表面的螺旋沟槽移动,从而防止触头表面局部过热而烧损,提高真空断路器触头的使用寿命和开断能力但是,横向吹弧在开断大电流时,在触头表面会由于烧损而出现凹凸不平的熔化斑点,甚至在触头表面上出现金属熔融的针状毛刺,造成电场的局部集中而降低触头间隙的耐压水平,使断路器的寿命缩短,甚至不能工作纵向吹弧可避免横吹方式的缺点
(五)真空断路器的特点.绝缘性能好真空间隙的介质绝缘强度非常高同空气、绝缘油、六氟化硫相比要高得多真空间隙在2〜3mm以下时,其击穿电压超过压缩空气和六氟化硫,而在大的真空间隙下,击穿电压增加不大,所以真空灭弧室的触头开距不宜太大10kV真空断路器的开距通常在8〜12mni之间,35kV的则在30〜40nmi之间开距太小会影响分断能力和耐压水平开距太大,虽然可以提高耐压水平,但会使真空灭弧室的波纹管寿命下降.灭弧性能强真空灭弧室中电弧的点燃是由于真空断路器刚分瞬间,触头表面蒸发金属蒸气,并被游离而形成电弧造成的真空灭弧室中电弧弧柱压差很大,质点密度差也很大,因而弧柱的金属蒸气(带电质点)将迅速向触头外扩散,加剧了去游离作用,加上电弧弧柱被拉长、拉细,从而得到更好地冷却,电弧迅速熄灭,介质绝缘强度很快得到恢复,从而阻止电弧在交流电流过零后重燃.使用寿命长电寿命可大于10000次开合,机械寿命可达12000次动作,满容量开断不少于30次.结构简单,体积小,重量轻,噪音低.因无油,所以火灾的可能性很小,同时对环境没有污染.检修间隔时间长、维护方便当然,真空断路器也有不足之处,反映在如下方面.在满容量开断电流后,真空断路器的冲击电压强度普遍存在下降趋势.国产真空断路器在开断电容器组(特别是串有电抗器时)过程中,由于振荡造成电弧重燃的概率较大.在运行中对真空容器的真空度尚无完善的检测手段因此,只有在运行中通过直观目测来判断,即在真空断路器未接通时,使一侧触头带电,此时真空灭弧室的真空外壳出现红色或乳白色的辉光时,表明真空容器的真空度失常,应立即更换.相比之下真空断路器价格较贵.参数较低,有一定的局限性
五、SF6断路器及全封闭组合电器
(一).SF6气体特征概述SF6出现于1900年,20世纪40年代才被XX用作静电起电机的气体绝缘,从而引起工业界的极大兴趣,对SF6的研究、使用注入很大的力量,并取得很多实绩60年代已用于复压式的断路器和变压器、电缆的绝缘SF6具有特别好的绝缘性能和物理性能,所以用作高压断路器的灭弧介质是现在使用的变压器油、压缩空气无法比拟的现在SF6断路器的电压已达1000KV并已生产和使用了很有经济价值的SF6全封闭式组合电器我国研究和使用SF6的时间较晚,虽然有些厂家已生产出的500KV及以上断路器,然而目前我国仍需进口国外设备,以满足电力工业发展的需要,相信在不久的将来国产SF6设备将取代国外设备
1.SF6气体的物理特性SF6气体是无色、无味、无毒、不会燃烧、化学性能稳定的气体在常温下不与其它物质产生化学反应,所以在正常条件下是一种很理想的绝缘和灭弧介质SF6是一种比较重的气体,在同样条件下几乎是空气的五倍SF6在正常压力下其临界温度为
45.6C因此在电气设备中使用时,温度和压力不能过低,如低于
45.6C就不一定使SF6气体保持恒定气态,可能出现液化SF6气体的热传导率随温度变化而变化,例如在200(TC时具有极强的热传导能力,而当在500CTC时它的导热能力就很差,正是这种特性对熄灭电弧非常有利SF6气体的化学特性一般情况下SF6气体是很稳定的气体,如果SF6气体脱离稳定状态而分解出氟或硫将造成严重的化学腐蚀SF6气体不溶于水和变压器油中,它与氧、氢、铝及其它许多物质不发生作用.SF6的热稳定性也很高在50CTC时还不会分解,但当温度升到60CTC时,它很快分解成SF2和SF4,当温度升到60CTC以上则形成的低氟化物增加由于气体中的微量水分参与作用,这些低氟化物对金属和绝缘材料都有很大的腐蚀性,并危及人身健康和生命安全但大部分不纯物在极短时间内(10—6-10—7S)能重新合成SF6残留的不纯物经过吸附剂(分子筛、活性炭、活性氧化铝等)过滤后可以除去.以上所述说明了温度低于60(rc以下时,气体是稳定的,因此用于A级、B级绝缘是绝对不会有问题的SF6不会燃烧,因此无火灾之虑;在被电击穿后,SF6能自行复合,同时不会因电弧燃烧而产生无定形炭那样的悬浮物,故介质绝缘强度不会受到影响SF6气体的电特性SF6是一种高电气强度的气体介质,在均匀电场下其介质强度约为同一压力下空气的
2.5-3倍在3个大气压下SF6的介电强度约同变压器油相当,压力越高绝缘性能越好SF6气体是目前知道的最理想的绝缘和灭弧介质它比现在使用的变压器油、压缩空气乃至真空都具有不可比拟的优良特性正是这些特点使它的使用越来越广,发展相当迅速,在大电网、超高压领域里更显示出其不可取代的地位
(二).SF6断路器及全封闭组合电器前文已简要地介绍了SF6气体的绝缘性能和灭弧特性由于SF6气体的特异的物理特性、化学特性对电气的绝缘、灭弧非常有利,所以用它作为绝缘和灭弧介质的电气设备得到迅速发展除单独用于SF6断路器外,还发展到封闭组合电器SF6组合电器组成的变电站具有非常高的经济效益和环境保护效益在这方面,尤其是SF6高压全封闭式组合电器更为突出它结构紧凑,节省大量的场地由它构成的变电站只为常规变电站用地面积的10%—15%;它是全封闭的,分合闸功率很小,所以噪音非常小;它有很好的保护,可防止偶然触及带电体以及防止外界物质进入金属壳内部;它完全无火灾之虑;工作后的气体可以复合还原,不会产生悬浮性炭;介质绝缘强度不受多少影响等由于有这些优越性,所以得到广泛应用,尤其是土地昂贵、人口稠密的地区更显出它的优势现对它们的结构及工作原理选择一些具有通用性的进行介绍
1.SF6断路器分类SF6断路器按其结构可分为瓷瓶支柱式和落地罐式;按压力分可分为双压式(复压式)和单压式;按触头工作方式分可分为定开距式和变开距式定开距式是将两个喷咀固定,保持最佳熄弧距离动触头与压气罩一起动作将电弧引到两个喷咀间燃烧,被压缩的SF6气体的气流强烈吹熄变开距式是随着机械的运动逐渐打开,当运动到最佳熄弧距离时电弧就熄灭,再继续拉开使间。