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淺析sf6斷路器的選項(xiàng)及運(yùn)行故障分析處理-在線瀏覽

2024-07-28 21:40本頁(yè)面
  

【正文】 待達(dá)到臨界壓差比后,在適當(dāng)時(shí)刻開(kāi)放噴口氣流吹斷電弧電流。按此原理設(shè)計(jì)的SF6斷路器稱為單壓式斷路器,其設(shè)計(jì)思想已從油或空氣的斷路器構(gòu)思中完全解脫出來(lái),成為現(xiàn)代各種SF6斷路器的基礎(chǔ),這就是所謂“第二代SF6斷路器”。按此原理設(shè)計(jì)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(kuò)展,至此SF6斷路器已形成完整的體系。電網(wǎng)的裝機(jī)容量不斷增加,迫使斷路器的開(kāi)斷容量必須同步增加。(2)操動(dòng)機(jī)構(gòu)不斷改進(jìn)和簡(jiǎn)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(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作功需求大量減少,使SF6斷路器能采用彈簧機(jī)構(gòu)作為操動(dòng)機(jī)構(gòu)。(3) 二次控制技術(shù)的改進(jìn)和智能化技術(shù)的應(yīng)用。傳統(tǒng)的斷路器控制裝置是使用一排硬線連接的機(jī)電式繼電器構(gòu)成的,能實(shí)現(xiàn)分合閘、SF6低氣壓閉鎖和機(jī)構(gòu)貯能不足閉鎖、防跳躍等控制功能,這種傳統(tǒng)的機(jī)電式控制裝置是引發(fā)高故障率的原因。機(jī)電式繼電器的保護(hù)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(jī)電技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮蛹夹g(shù)進(jìn)而成為以微處理機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)字技術(shù)。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(lái),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。(1)SF6的物理和化學(xué)特性SF6分子由一個(gè)硫原子和六個(gè)氟原子構(gòu)成,六個(gè)氟原子以共價(jià)鍵的形式和硫原子結(jié)合成一個(gè)中性分子,其原子量為146,大約是空氣的五倍,也就是說(shuō)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(huì)含有一些雜質(zhì),如水等,此外在斷路器燃弧時(shí)也會(huì)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(huì)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(huì)覆蓋在導(dǎo)體的表面,影響導(dǎo)電性能;而生成的HF、SFSO2會(huì)對(duì)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(qiáng)的腐蝕性,降低這些絕緣件表面的絕緣電阻,所以,在實(shí)際工作中,我們要嚴(yán)格控制SF6氣體中的水分含量,同時(shí),還要在斷路器中盡可能多地采用耐腐蝕的高分子有機(jī)材料,如聚四氟乙烯、聚酯樹(shù)脂的制品;此外,對(duì)那些少量的劇毒物質(zhì)由于它們能長(zhǎng)時(shí)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(lái)提高SF6氣體的純度,同時(shí)確保人身的安全。在均勻電場(chǎng)中,工頻電壓的作用下,SF6氣體、油和氮?dú)庀啾?,SF6氣體的介質(zhì)強(qiáng)度大約是氮?dú)獾奈灞?。氣體導(dǎo)熱性能增強(qiáng),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(shí)有利于恢復(fù)絕緣,大大降低了電弧的復(fù)燃,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(jià)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(wú)論是在起始介質(zhì)強(qiáng)度、介質(zhì)恢復(fù)速度還是最終的介質(zhì)強(qiáng)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(huì)分解,但是,SF6斷路器內(nèi)的情況比較復(fù)雜,如果沒(méi)有電弧的話,SF6氣體基本上不會(huì)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(huì)產(chǎn)生高溫、高壓,在這種情況下,SF6氣體會(huì)發(fā)生分解,生成低氟化物、硫化物和硫、氟的單原子;這時(shí)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(duì)于斷路器的下一次開(kāi)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(kāi)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(jìn)行換油、檢修觸頭等工作,而SF6斷路器的問(wèn)題就要好很多,它可以多次開(kāi)斷短路故障而不用檢修。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是系列性好,用不同個(gè)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(jí)的產(chǎn)品;其缺點(diǎn)是穩(wěn)定性差,不能加裝電流互感器。每相由兩個(gè)支柱瓷套的四個(gè)滅弧室(斷口)串聯(lián)而成。夾角V形布置,兩個(gè)均壓并聯(lián)電容器為水平布置。滅弧室和支柱瓷套內(nèi)均充有額定壓力的 SF6氣體,瓷柱式斷路器使用液壓操作機(jī)構(gòu),液壓機(jī)構(gòu)的控制和操作元件以及線路均設(shè)于控制柜內(nèi),每相斷路器的下部裝有一套液壓機(jī)構(gòu)的動(dòng)力元件,如液壓工作缸等。支柱瓷套內(nèi)裝有絕緣操作桿,操作桿與液壓工作缸相連接。這種結(jié)構(gòu)便于加裝電流互感器,抗震性好,但系列性差,且造價(jià)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(shí),通過(guò)拐臂箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu),帶動(dòng)氣缸及動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)。(3)3—35KV六氟化硫斷路器。 SF6斷路器基本結(jié)構(gòu)SF6斷路器的基本結(jié)構(gòu)由導(dǎo)電回路,滅弧裝置,絕緣部件,操動(dòng)機(jī)構(gòu)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(gè)部分和其他斷路器大致類似。定觸頭制成管形,動(dòng)觸頭是插座式,動(dòng)、定觸頭的端部都鑲有銅鎢合金。開(kāi)關(guān)進(jìn)行分閘時(shí),動(dòng)觸頭、活塞一起向右運(yùn)動(dòng),動(dòng)、定觸頭分開(kāi)后產(chǎn)生電弧,活塞向右迅速移動(dòng)時(shí)使右側(cè)的氣體受壓縮,產(chǎn)生氣流通過(guò)噴嘴,對(duì)電弧進(jìn)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(guò)程中,電弧靠開(kāi)斷時(shí)與觸頭同時(shí)運(yùn)動(dòng)的壓氣活塞形成高壓力SF6氣流來(lái)滅弧。單壓式滅弧室又稱壓氣式滅弧室,它只有一個(gè)氣壓系統(tǒng),即常態(tài)時(shí)只有單一的SF6氣體。觸頭分離后,電弧即受到高速氣流吹動(dòng)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(guò)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(fù)電性,它的分子能迅速捕捉自由電子而形成負(fù)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(zhì),可重復(fù)使用。在高壓我中應(yīng)用越來(lái)越多。因此對(duì)于頻繁操作的低壓電器不適宜用SF6作滅弧介質(zhì)。若把SF6和N2混合使用,當(dāng)SF6含量超過(guò)20%~30%時(shí),其絕緣強(qiáng)度已和全充SF6時(shí)絕緣強(qiáng)度相同,而腐蝕性又大大減少,因此SF6?;旌螻2使用。水會(huì)與電弧分解物中的SF4產(chǎn)生氫氟酸而腐蝕材料。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及論析都表明:SF6斷路器由于絕緣結(jié)構(gòu)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(yùn)行中易發(fā)生損壞或爆炸事故。4. SF6斷路器常見(jiàn)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(duì)處理。 (2)當(dāng)SF6氣體正常滲漏至密度繼電器發(fā)信號(hào)時(shí),可按SF6氣體壓力—溫度曲線進(jìn)行補(bǔ)氣,使其達(dá)到額定壓力;補(bǔ)氣時(shí)可在帶電運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行。 (3)當(dāng)SF6氣體壓力迅速下降或出現(xiàn)零表壓時(shí),應(yīng)立即退出運(yùn)行;并分析是否是由于下列原因造成漏氣: ① 焊接件質(zhì)量有問(wèn)題,焊縫漏;② 鑄件表面漏氣(有針孔或砂眼);③
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