【报资讯】SF6断路器的应用分析


【资料图】

2.SF6气体在燃弧时的导电性能比较好,电弧电压比较低,小电流的情况下也能够稳定的燃弧,所以,在切断小电流时很少发生截流现象,这样就不会造成过电压,给设备造成损坏。 来源:hvsi.cn

3.SF6气体在熄弧后介质强度的恢复速度比较快,能承受比较快的瞬时恢复电压,所以在切断空载线路是不会发生多次重击穿,在切断近区故障时特别有利,就是说它不仅开断短路电流的性能强,在一些特别的开断情况下,SF6断路器的开断性能也是很好的。

4.由于SF6气体中不含氧的成分,而且燃弧时电弧能量小,所以,它对内部金属部件,包括触头、导电杆等的氧化作用就很小,触头在燃弧时的烧蚀也比较轻微,而SF6气体在电弧作用下分解后又能够很快的重新复合,所以整个SF6断路器能满容量开断的次数比其他形式的断路器要大大增加了,相应的检修周期就延长了。

5.由于SF6断路器增大了单个断口的额定电压和开断电流,所以它的体积就相应的减小了,尤其是我们可以把整个变电站集成起来,做成全封闭的气体绝缘变电站,就是现在在很多单位都安装了的GIS;它的结构特别紧凑,占地面积很小,只相当于常规变电站的百分之几到百分之十几,而且电压等级越高,效果越明显,这一点在山区和人口稠密的大城市十分有利;此外,它的噪音和污染小,防污染能力强,又没有爆炸和引起火灾的危险。

从SF6断路器发展的过程来看,它主要经历了这么几个阶段:

1.简单开断:就是说,开断时只通过动、静触头之间距离的不断加长来开断,即没有气吹,也没有通过磁场力让电弧在SF6气体里运动来冷却电弧,这种办法比较简单,效果当然不太理想,现在早已不用了;

2.双压式吹弧:就是在SF6断路器内有两种气压的SF6气体存在,低压的SF6气体只用于内部的绝缘,一般为3—5个大气压,高压的SF6气体一般有十几个大气压,只是在分断过程中,吹气阀才打开,高压的SF6气体从高压区流向低压区,经触头喷口吹向电弧,使电弧熄灭;分断过程结束后,吹气阀关闭,气吹过程结束。这种SF6断路器的优点是灭弧能力强,开断容量大,金属短接时间、固有分闸时间和全开断时间都比单压式的短;但是它的结构比较复杂,辅助设备多,在SF6气体的低压区和高压区之间要有压缩机和管道,此外,高压的SF6气体的压力比较大,很容易液化(如在16个大气压下,SF6气体的液化温度是5℃),因此需要有加热装置。

现在随着单压式SF6断路器的发展,双压式的SF6断路器也已经被淘汰了。

3.单压式吹弧:就是在SF6断路器内只有一种气压的SF6气体存在,一般为5—6个大气压,但是在开断时动触头先要带动一个压气罩运动一段距离,在压气室内集聚一部分较高压力的SF6气体后,才断开触头,电弧燃烧,这时喷口打开,这部分高压SF6气体进行吹唬 来源:hvsi.cn

单压式SF6断路器又叫做压气式SF6断路器,是现在应用最广的SF6断路器;它的结构比较简单,液化温度一般在-30℃左右,除特别严寒的地区外都不需要用加热装置,而且近年来,单压式SF6断路器的性能参数也已经赶上甚至超过了双压式SF6断路器。

单压式SF6断路器又被分为定开距SF6断路器和变开距SF6断路器。 4.自能式吹弧:又有自生压力式和旋弧式。

自生压力式是指依靠电弧自身的能量来分解和加热SF6气体,从而增大气体压力,形成吹唬

这是西安高压开关厂生产的LW25—126型SF6断路器。

1:吸附剂;2:灭弧室瓷套;3:动触头;4:压气缸;5:活塞;6:中间触指;7:下接线端子;8:支柱瓷套;9:绝缘杆;10:上接线端子;11:触头架;12:静弧触头;13:静触头;14:喷口;15:动弧触头;16:活塞杆;17:下法兰;18:操作杆;19:密封。

旋弧式是利用电弧电流在线圈中所产生的磁场,用这个磁场产生的电磁力来驱动电弧,让电弧在SF6气体中快速旋转,使电弧受横向相对气流的吹拂和冷却,来达到熄弧的目的;目前这种方式主要用在中、低压配电系统中。

自能式吹弧的优点在于它能大大减小分闸时机构要提供的操作功。

SF6断路器又可以按照总体布置被分为瓷柱式和落地罐式。这两种SF6断路器内部灭弧室的结构和工作原理都是相同的,在开断性能上没有什么区别,但是,落地罐式SF6断路器重心比较低,抗震性能比较好,它还可以安装套管CT,减少了一次设备,此外,它的外边可以安装加热装置,能够在严寒地区使用。

SF6断路器还可以按照灭弧室的构造分为定开距SF6断路器和变开距SF6断路器;下面分别介绍一下各自的特点。

4.GIS:

GIS是气体绝缘全封闭组合电器的简称,它是由断路器、隔离开关、接地(快速)开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线(三相或单相)、连接管和过渡元件(SF6—电缆头、SF6—套管)等电器元件组成,它用金属筒做外壳,把导电杆和绝缘件封闭在内部,在筒中充入一定压力的SF6气体,SF6气体作为绝缘和灭弧介质。GIS一般在户内布置得比较多,但也有在户外布置的。

GIS与常规变电站相比,它的占地面积和空间显著减少,而且电压等级越高,就越明显;以500kV为例,它的占地面积仅为常规变电站的1.2%—2%,体积只有常规变电站的千分之几。所以它特别适合在山区和人口稠密地区使用。

GIS的带电导体和绝缘件全部被封闭在金属壳内,不受外界环境的影响,适合用于环境条件恶劣和污染严重的地区。 来源:高压开关网

GIS的重心和落地罐式断路器的重心相当,都是比较低的,所以抗震能力强,适合用于高地震烈度地区。

GIS的检修周期比较长,一般在10—20年,也有一些厂家提出不需要检修,这就大大降低了检修的人工和费用。

但是,GIS的一个最大并且是最致命的缺陷是造价昂贵,而且安装和检修时必须要有一个比较清洁的环境,如果SF6气体中含有较多的水分或GIS内夹杂有直径大于30微米的微粒,都会对绝缘强度造成比较大的影响。此外,GIS一旦发生故障,造成的后果也远比常规的变电站严重,而且检修和恢复供电的时间也要长得多。所以,GIS的交接验收试验的项目比较多,而且也比较严。

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