試析六氟化硫斷路器的特性及日常維護(hù)策略

1、    試析六氟化硫斷路器的特性及日常維護(hù)策略    張暉摘 要：近年來(lái)，隨著我國(guó)輸變電設(shè)備逐漸趨向大容量、高電壓和高開(kāi)斷性能的發(fā)展，利用六氟化硫氣體取代原有的油或空氣作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)，具有獨(dú)特的優(yōu)越性能和現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞：六氟化硫斷路器；工作特性；高電壓；變電設(shè)備：tm561.3 ：a doi：10.15913/ki.kjycx.2015.12.1141 六氟化硫斷路器主要工作特性分析1.1 六氟化硫斷路器的分類根據(jù)滅弧室結(jié)構(gòu)形式的不同，主要可將六氟化硫斷路器分為單壓式、雙壓式和旋弧式三種。其中，單壓式滅弧室的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在六氟化硫斷路器的內(nèi)部只會(huì)

2、形成一種壓力（通常為0.30.6 mpa），開(kāi)斷電弧過(guò)程中的吹弧壓力通過(guò)壓氣活塞生成，單壓式斷路器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作能量少和機(jī)電磨損小的特點(diǎn)，是目前應(yīng)用最普遍的一種結(jié)構(gòu)形式，比如ln1型、ln2型和lw6型均為單壓式；雙壓室滅弧室為早期發(fā)展的一種滅弧室，這種斷路器內(nèi)部具有2種壓力區(qū)，其中，高壓力區(qū)主要用于吹弧，低壓力區(qū)主要用于斷路器內(nèi)部的絕緣，由于這種形式的斷路器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作能量大，現(xiàn)已逐漸被淘汰；旋弧式滅弧室通過(guò)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電弧，使六氟化硫氣體在室內(nèi)以旋轉(zhuǎn)的方式滅弧，這種形式的斷路器合閘功較小。1.2 六氟化硫斷路器的結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)以lw6-500型六氟化硫斷路器為例，其為三相分裝結(jié)構(gòu)，并由3

3、個(gè)獨(dú)立的單極所構(gòu)成。其中，每個(gè)單極都設(shè)有雙柱4斷口，并共用1臺(tái)液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)分相操作或三相聯(lián)動(dòng)操作。每個(gè)斷路器的單極結(jié)構(gòu)主要由滅弧單元、支架和支柱所構(gòu)成。每個(gè)滅弧單元主要包括2個(gè)滅弧室、2個(gè)電容器、2個(gè)合閘電阻和1個(gè)五聯(lián)箱。其中，滅弧室與斷口并聯(lián)，可起到均壓的作用，合閘電阻主要起到降低電力線路合閘時(shí)過(guò)電壓的作用。lw6-500型六氟化硫斷路器的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。表1 lw6-500型六氟化硫斷路器技術(shù)參數(shù)表額定電壓/kv 500 3 s熱額定電流/ka 50額定電流/ka 3 150 固有分閘時(shí)間/ms 28額定壓力（表壓，20 ）/mpa 0.6，0.4 全斷開(kāi)時(shí)間/ms 50斷

4、開(kāi)并聯(lián)電容/pf 2 500 合閘時(shí)間/ms 90額定開(kāi)斷電流/ka 50/63，40 金屬短接時(shí)間/ms 60±5首相開(kāi)斷系數(shù) 1.5/1.3，1.5 斷路器內(nèi)sf6含水量 150×10-6近區(qū)故障開(kāi)斷電流/ka 45/57，36 斷路器sf6年漏氣量 1%額定失步開(kāi)斷電流/ka 15，10 機(jī)械壽命/次 3 0001.3 六氟化硫斷路器的技術(shù)特點(diǎn)1.3.1 通流能力強(qiáng)由于六氟化硫氣體的熱導(dǎo)效率較高，對(duì)斷路器的導(dǎo)體和觸頭都有著良好的冷卻效果。在六氟化硫氣體工作中的觸頭不會(huì)與氧氣發(fā)生接觸，可避免觸頭養(yǎng)護(hù)，保證了接觸電阻的穩(wěn)定性。1.3.2 開(kāi)斷性能優(yōu)異由于六氟化硫氣體的絕緣

5、能力強(qiáng)，當(dāng)氣體壓力超過(guò)294.2 pa時(shí)，氣體的絕緣強(qiáng)度高于變壓器油類，且由于氣體自身具有良好的強(qiáng)負(fù)電性和熱化學(xué)性，使六氟化硫斷路器具有很強(qiáng)的滅弧性能，有利于實(shí)現(xiàn)大短路電流的開(kāi)斷。1.3.3 使用壽命長(zhǎng)，維修量小由于六氟化硫氣體在電弧作用下不會(huì)生成碳等影響絕緣水平的物質(zhì)，且在六氟化硫氣體中觸頭的燒損非常輕微，即使氣體分解后也可以還原。因此，與其他類型的斷路器相比，六氟化硫斷路器不僅允許開(kāi)斷的次數(shù)更多，且檢修間隔時(shí)間更長(zhǎng)、維護(hù)工作量更小。2 六氟化硫斷路器的日常維護(hù)策略2.1 巡視檢查巡視檢查工作主要是檢查斷路器有無(wú)異常聲響和氣味；端子部分有無(wú)過(guò)熱或變色現(xiàn)象；分、合閘指示燈和信號(hào)燈的顯示是否正常

6、；絕緣子有無(wú)污損和龜裂現(xiàn)象，外殼和底座有無(wú)損壞現(xiàn)象；漏氣、漏油和排水情況等。對(duì)于巡視檢查中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)檢修、清理，必要時(shí)可更換元器件。2.2 氣體濕度的監(jiān)測(cè)和管理斷路器中產(chǎn)生的水分是有害的，它會(huì)與電弧分解物中的四氟化硫反應(yīng)產(chǎn)生氫氟酸，進(jìn)而腐蝕材料。當(dāng)水分含量達(dá)到飽和時(shí)，會(huì)在絕緣件表面形成凝露，導(dǎo)致斷路器絕緣強(qiáng)度降低，甚至引發(fā)放電現(xiàn)象。因此，對(duì)六氟化硫斷路器在運(yùn)行過(guò)程中氣體濕度的監(jiān)測(cè)是非常必要的，并嚴(yán)格控制斷路器中的水分。斷路器在充入六氟化硫氣體24 h后應(yīng)進(jìn)行氣體濕度的監(jiān)測(cè)工作，其測(cè)量值為交接驗(yàn)收值。當(dāng)斷路器運(yùn)行半年后，應(yīng)再次測(cè)量氣體濕度值，并每隔13年測(cè)量一次。同時(shí)，為了有效控制六氟化硫斷路器的水分含量，通常在氣流通道或容器上方設(shè)置吸附劑（活性氧化鋁、分子篩等），其用量應(yīng)大于六氟化硫氣體總量的10%.吸附劑從烘箱中取出后，應(yīng)盡快裝入斷路器內(nèi)，避免其在大氣中的暴露時(shí)間超過(guò)15 min。在使用過(guò)程中，當(dāng)吸附劑的重量超過(guò)15%后應(yīng)更換，通常吸附劑的更換周期為5年。3 結(jié)束語(yǔ)本文主要分析了六氟化硫斷路器的分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)參數(shù)和技術(shù)特點(diǎn)等方面的應(yīng)用特性，并就斷路器的日常維護(hù)策略進(jìn)行