二零二三年 优质公开课SF6断路器.pptx

电气设备及运行PART 2.3.2SF6断路器1. SF6气体的性质SF6断路器 1）物理性质：常态下，纯净的SF6 气体为无色、无味、无毒、不燃的惰性气体。SF6气体的比重大，容易液化，液化温度与压力有关，压力升高液化温度也增高。为此，断路器中的SF6气体都不采用过高的压力，以使其保持气态。单压式SF6断路器灭弧室气体压力为0.3 MPa～0.6Mpa，断路器还装有加热器，根据温度和压力确定投入时间，防止气体液化。SF6断路器2）SF6气体的电气性质SF6具有很强的负电性,指SF6气体中的自由电子容易被SF6气体吸附成为负离子(SF6+e→SF6-) ，这种负电性是一般气体所没有的，正、负离子很容易复合成中性质点或原子。因此，在电弧电流接近零值状态时， SF6气体具有较强的灭弧能力。 SF6灭弧能力为空气的100倍。在0.294MPa压力下，SF6的绝缘强度与普通变压器油的绝缘强度相同。因此SF6气体还具有良好的绝缘性能。SF6气体优良的绝缘性能与灭弧性能使其应用于断路器并得到发展，目前SF6气体已被广泛用于高压电器设备中作为绝缘介质和灭弧介质。SF6断路器3）化学性质SF6化学性质非常稳定，在设备的允许运行温度范围内，SF6对设备中常用的铜、钢、铝等金属材料不起化学作用。电弧高温作用下，少量SF6会分解为SOF2、SO2F2、SF4和SOF4等，但电弧过零值后，很快又再结合为SF6。因此，密封完善的SF6断路器，虽经多次开断灭弧，SF6气体也不会减少或变质。电弧的分解物的多少与SF6中所含水分有关，有毒。断路器中常用吸附剂清除水分和电弧分解产物。2. SF6断路器结构SF6断路器SF6断路器结构分为落地罐式和支柱瓷套式两大类。1)落地罐式落地罐式SF6断路器的结构如图所示，在充有SF6气体的金属罐内水平放置有着灭弧室，引出线通过绝缘套管引出，在套管下部装有电流互感器。落地罐式断路器重心低，抗震性能好，特别容易与隔离开关、接地开关和电流互感器等组合成封闭式组合电器。缺点是罐体耗用材料较多,用气量大,系列化较差,因此价格较高。500kV落地罐式户外SF6断路器外形LW8-35kV落地罐式户外SF6断路器外形SF6断路器落地灌式六氟化硫断路器SF6断路器现场运行的落地灌式六氟化硫断路器断路器SF6断路器1．出线帽；2．瓷套；3．电流互感器； 4．互感器连接护管；5．吸附器6. 外壳；7．底架； 8．气体管道；9．分合指示； 10．铭牌；11．传动箱；12．分闸弹簧；13．螺套；14．起吊环；15．弹簧操动机构灭弧室分子筛鼓形瓷套装配支柱瓷套静弧触头液压机构触指喷管动弧触头压气缸逆止阀弹簧装配动触头杆装配接头进气管图2.6一相外形图图2.7灭弧室结构图SF6断路器2)瓷绝缘支柱式支柱瓷套式三相分装结构，每相一个断口，断路器整体呈“I”形布置。左图为LW10B-252断路器一相的结构图和灭弧室的结构图。断路器每相配置一台液压操作机构和一台控制柜，可进行单相操动或三相联动。断路器本体置于液压机构箱上方。灭弧室和绝缘瓷柱内腔相通，充有20℃时表压为0.6Mpa的相同压力的SF6气体。在控制柜中，有密度继电器和压力表进行控制和监视。瓷柱式SF6断路器结构简单，运动部件少，系列性好。而且，瓷柱式断路器中SF6气体的容积比罐式断路器小得多，用气量少，从而降低了费用。虽然由于它的重心高，抗震能力较差，使用场所受到一定限制，但瓷柱式断路器还是得到普遍使用。 SF6断路器SF6断路器220kV瓷绝缘支柱式SF6断路器SF6断路器SF6断路器110kV瓷绝缘支柱式SF6断路器SF6断路器六氟化硫断路器全封闭组合电器----断路器3. 灭弧原理SF6断路器1） SF6气体良好的绝缘性能和灭弧性能（负电性）2） 吹弧（SF6气体和电弧之间形成速度较高的相对运动）视频:SF6断路器灭弧室灭弧过程演示分闸时，操作拉杆带动动触头系统（包括喷嘴、动触头、可动气缸）迅速向下移动，首先静主触指和动主触头脱离接触，然后动静弧触头分离。在动触头系统向下运动过程中，逆止阀关闭，压气缸内腔的SF6气体被压缩，气压增大，动静弧触头分离后，SF6气体经喷嘴向电弧区喷吹，使电弧冷却和去游离而熄灭，并使断口间的介质强度迅速恢复，以达到开断额定电流及各种故障电流的目的。4.根据灭弧方式不同分为压气式SF6断路器和自能吹弧式SF6断路器 压气式SF6断路器开断过程示意图1-静主触头；2-静弧触头；3-动弧触头；4-动主触头；5-压气缸；6-活塞；7-操作拉杆；8-喷嘴；9-压气室SF6断路器1)压气式SF6断路器开断过程-演示在开断大电流时如图所示，主触头分开后，弧动、静触头随后分开产生电弧。电弧能量加热贮气室中的气体使压力升高，建立灭弧所需的压力。贮气室中的高压力气体经绝缘喷口吹