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淺析sf6斷路器的選項及運行故障分析處理-在線瀏覽

2024-07-28 21:40本頁面
  

【正文】 待達到臨界壓差比后,在適當時刻開放噴口氣流吹斷電弧電流。按此原理設計的SF6斷路器稱為單壓式斷路器,其設計思想已從油或空氣的斷路器構思中完全解脫出來,成為現代各種SF6斷路器的基礎,這就是所謂“第二代SF6斷路器”。按此原理設計的產品稱為“第三代SF6斷路器”,使SF6斷路器的使用領域向中壓系統(tǒng)擴展,至此SF6斷路器已形成完整的體系。電網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。(2)操動機構不斷改進和簡化。主要是它能夠提供較大的輸出功,隨著電弧能量的利用,對操動機構操作功需求大量減少,使SF6斷路器能采用彈簧機構作為操動機構。(3) 二次控制技術的改進和智能化技術的應用。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成的,能實現分合閘、SF6低氣壓閉鎖和機構貯能不足閉鎖、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。機電式繼電器的保護功能逐漸由靜態(tài)繼電器、隨后又被數字式繼電器所取代、使控制技術由最初的機電技術轉變?yōu)殡娮蛹夹g進而成為以微處理機為基礎的數字技術。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在電氣設備上的應用有了很大的發(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。(1)SF6的物理和化學特性SF6分子由一個硫原子和六個氟原子構成,六個氟原子以共價鍵的形式和硫原子結合成一個中性分子,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。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,如水等,此外在斷路器燃弧時也會產生一些觸頭材料的金屬蒸汽,這些物質在電弧的作用下會同SF6氣體發(fā)生化學反應,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,生成的金屬氟化物大都是一些白色的粉狀物質,它們會覆蓋在導體的表面,影響導電性能;而生成的HF、SFSO2會對斷路器內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。在均勻電場中,工頻電壓的作用下,SF6氣體、油和氮氣相比,SF6氣體的介質強度大約是氮氣的五倍。氣體導熱性能增強,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迅速降溫,有利于低氟化物復合成SF6,同時有利于恢復絕緣,大大降低了電弧的復燃,有利于熄弧。③ 此外,SF6氣體的負電性(吸附自由電子的特性)和二次復合特性(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強度、介質恢復速度還是最終的介質強度都是比較高的。SF6氣體的穩(wěn)定性比較好,在一般情況下不會分解,但是,SF6斷路器內的情況比較復雜,如果沒有電弧的話,SF6氣體基本上不會與其他物質發(fā)生反應,但是由于斷路器內不可能不發(fā)生電弧,而電弧又會產生高溫、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在電弧熄滅以后一般都能夠重新結合成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。這種結構的優(yōu)點是系列性好,用不同個數的標準滅弧單元和支柱瓷套,即可組成不同電壓等級的產品;其缺點是穩(wěn)定性差,不能加裝電流互感器。每相由兩個支柱瓷套的四個滅弧室(斷口)串聯(lián)而成。夾角V形布置,兩個均壓并聯(lián)電容器為水平布置。滅弧室和支柱瓷套內均充有額定壓力的 SF6氣體,瓷柱式斷路器使用液壓操作機構,液壓機構的控制和操作元件以及線路均設于控制柜內,每相斷路器的下部裝有一套液壓機構的動力元件,如液壓工作缸等。支柱瓷套內裝有絕緣操作桿,操作桿與液壓工作缸相連接。這種結構便于加裝電流互感器,抗震性好,但系列性差,且造價昂貴。此種斷路器為三相分裝式,單相由基座、絕緣瓷套管、電流互感器和裝有單斷口滅弧室的殼體組成。斷路器采用雙向縱吹式滅弧室,分閘時,通過拐臂箱傳動機構,帶動氣缸及動觸頭運動。(3)3—35KV六氟化硫斷路器。 SF6斷路器基本結構SF6斷路器的基本結構由導電回路,滅弧裝置,絕緣部件,操動機構及附屬部件等5部分組成,其中的滅弧裝置和其他斷路器比較有大的差異,其余幾個部分和其他斷路器大致類似。定觸頭制成管形,動觸頭是插座式,動、定觸頭的端部都鑲有銅鎢合金。開關進行分閘時,動觸頭、活塞一起向右運動,動、定觸頭分開后產生電弧,活塞向右迅速移動時使右側的氣體受壓縮,產生氣流通過噴嘴,對電弧進行縱吹,使電弧熄滅。滅弧室分類:(1)雙壓式滅弧室。(2)單壓式斷路器中,只充有一種壓力()的SF6氣體,在分段過程中,電弧靠開斷時與觸頭同時運動的壓氣活塞形成高壓力SF6氣流來滅弧。單壓式滅弧室又稱壓氣式滅弧室,它只有一個氣壓系統(tǒng),即常態(tài)時只有單一的SF6氣體。觸頭分離后,電弧即受到高速氣流吹動而熄滅。它與空氣斷路器同屬于氣吹斷路器,不同之處在于:①工作氣壓較低;②在吹弧過程中,氣體不排向大氣,而在封閉系統(tǒng)中循環(huán)使用。即SF6具有很好的負電性,它的分子能迅速捕捉自由電子而形成負離子。105Pa氣壓下,SF6的滅弧性能是空氣的100倍,并且滅弧后不變質,可重復使用。在高壓我中應用越來越多。因此對于頻繁操作的低壓電器不適宜用SF6作滅弧介質。若把SF6和N2混合使用,當SF6含量超過20%~30%時,其絕緣強度已和全充SF6時絕緣強度相同,而腐蝕性又大大減少,因此SF6?;旌螻2使用。水會與電弧分解物中的SF4產生氫氟酸而腐蝕材料。運行經驗及論析都表明:SF6斷路器由于絕緣結構體積較小,若SF6氣體的含水量較高,則將使絕緣水平大大下降,接觸電阻急劇增加,在運行中易發(fā)生損壞或爆炸事故。4. SF6斷路器常見故障的分析及檢修 漏氣分析及處理(1)斷路器本體漏氣,找出漏氣原因,再作針對處理。 (2)當SF6氣體正常滲漏至密度繼電器發(fā)信號時,可按SF6氣體壓力—溫度曲線進行補氣,使其達到額定壓力;補氣時可在帶電運行狀態(tài)下進行。 (3)當SF6氣體壓力迅速下降或出現零表壓時,應立即退出運行;并分析是否是由于下列原因造成漏氣: ① 焊接件質量有問題,焊縫漏;② 鑄件表面漏氣(有針孔或砂眼);③
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