SF6断路器的结构、原理教材课程.ppt

SF6断路器课件 一﹑概述 利用六氟化硫 (SF6)气体作为灭弧介质和绝缘介质的一种断路器。简称 SF6断路器。六氟化硫用作断路器中灭弧介质始于20世纪50年代初。由于这种气体的优异特性，使这种断路器单断口在电压和电流参数方面大大高于压缩空气断路器和少油断路器，并且不需要高的气压和相当多的串联断口数。在60～70年代，SF6断路器已广泛用于超高压大容量电力系统中。80年代初已研制成功363千伏单断口、550千伏双断口和额定开断电流达80、100 千安的SF6断路器。 一﹑概述 1.SF6特性 SF6气体比空气重5.135倍，一个大气压时，其沸点为-60℃。在150℃以下时，SF6有良好的化学惰性，不与断路器中常用的金属、塑料及其他材料发生化学作用。在大功率电弧引起的高温下分解成各种不同成分时，电弧熄灭后的极短时间内又会重新合成。 SF6中没有碳元素，没有空气存在，可避免触头氧化。SF6的介电强度很高，且随压力的增高而增长。在1大气压下，SF6的介电强度约等于空气的2～3倍。绝对压力为3大气压时，SF6的介电强度可达到或超过常用的绝缘油。SF6 灭弧性能好，在一个简单开断的灭弧室中，其灭弧能力比空气大100倍。在SF6中，当电弧电流接近零时，仅在直径很小的弧柱心上有很高的温度，而其周围是非导电层。这样，电流过零后，电弧间隙介电强度将很快恢复。 一﹑概述 2. SF6气体的水份和分解气体 SF6气体的水份必须控制在一定范围内，否则将给SF6电气设备的安全运行带来问题。主要有两个方面： （1）水份引起的化学反应 常温下SF6气体是非常稳定的，但水份较多时，200°C以上就有可能产生分解，分解的生成物中有氢氟酸（HF），是一种有很强的腐蚀性和剧毒的酸类。水份的危害更主要的是在电弧高温作用下SF6气体分解过程中所起的化学反应，化学反应中最后的生成物也都是随水份含量增大而增加。为了限制有毒物质的生成量，必须限制SF6气体中的水份含量。 一﹑概述 （2）水份对绝缘的影响 绝缘件表面出现凝露会对绝缘性能带来不利影响。通常气体中混杂的水份以水蒸气形式在。在温度骤降时，可能冷凝成露水附在绝缘件表面，出现沿面放电事故。下表中给出了国家标准GB7674—87六氟化硫封闭式组合电器中有关水份含量的规定。 一﹑概述 GB7674—87中水份含量的允许值 由此可见，SF6电气设备对水份含量的要求是非常严格的。因此，在生产、安装、调试各个环节中都应对水份严格控制。 为了控制SF6气体中的水份和电弧分解产生的低氟化合物，在高压电器内放置既能吸水分，又能吸附低氟化合物的吸附剂，一般吸附剂质量为气体充入质量的1/10，特别注意用过的吸附剂不可再进行烘干再生处理。 隔 室 交接验收值 运行允许值 有电弧分解物的隔室 ≤150 ≤300 无电弧分解物的隔室 ≤500 ≤1000 二、SF6断路器结构原理 （一）结构分类 （1）瓷柱式SF6断路器。其灭弧装置在支持瓷套的顶部，由绝缘杆进行操动。这种结构的优点是系列性好，用不同个数的标准灭弧单元和支柱瓷套，即可组成不同电压等级的产品；其缺点是稳定性差，不能加装电流互感器。 二、SF6断路器结构原理 二、SF6断路器结构原理 （二）基本组成 三个垂直瓷瓶单元，每一单元有一个气吹式灭弧室；液压操作机构（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。 二、SF6断路器结构原理 （三）灭弧单元 1.灭弧室分类 （1）双压式灭弧室。它的灭弧室有两个压力系统，一个为压力约0.3—0.6MPa的压力系统。（主要用于内间的绝缘），另一个为压力一般约1.4—1.6MPa的高压系统（用于灭弧）。 （2）单压式断路器中，只充有一种压力（0.3—0.6MPa）的SF6气体，在分段过程中，电弧靠开断时与触头同时运动的压气活塞形成高压力SF6气流来灭弧。目前一般采用单压式，而双压式结构工艺复杂，现已被淘汰。