淺析SF6開關設備在電網中的應用及維護要點

梁鴻華

（天生橋水力發電總廠，貴州 興義 562400）

1 概述

負荷開關是介于斷路器和隔離開關之間的一種開關電器，具有簡單的滅弧裝置，能切斷額定負荷電流和一定的過載電流。使用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質的負荷開關稱為SF6負荷開關，它既可以關合和開斷負荷電流及過載電流，亦可以作為關合和開斷空載線路、空載變壓器及電容器組的開關使用。凡具有接通、斷開和接地功能的三工作位負荷開關，都具有結構簡單、價格便宜的特點，但是負荷開關不能開斷短路電流。SF6負荷開關+熔斷器組合電器是由SF6負荷開關來承擔過載電流 (此過載電流對SF6負荷開關來說仍在負荷開關額定開斷電流的范圍以內)和正常工作電流的關合和開斷，并且還要求承擔“轉移電流”的開斷。而變壓器高壓側的短路保護和過載保護由高壓限流熔斷器來承擔。這時一組SF6負荷開關及三個帶觸發器的熔斷器，只要任何一個觸發器動作，其聯動機構會使負荷開關三相同時自動分閘。兩者有機的結合起來，就可滿足配電系統各種正常和故障情況下運行操作及保護的要求。

2 SF6負荷開關的性能特點

全國各地都在進行中的農網改造，為使配電網安全可靠，在配電裝置中使用SF6負荷開關與高壓限流熔斷器組合，是經濟實惠又安全可靠的電器。根據SF6負荷開關的性能和實際使用的效果，如果廣泛使用SF6負荷開關+高壓限流熔斷器組合電器，可以明顯降低電網投資，也達到安全運行的目的。SF6負荷開關的性能良好，已普遍得到用戶的認可，其具有電氣壽命長、開斷力強等與真空負荷開關有共同的優點。開關有“閉合、斷開、接地”三種位置，具有閉鎖功能，可防止誤操作，由彈簧儲能機構驅動觸頭轉動，不受人為操作因素影響；事故情況下，SF6氣體沖破安全隔膜后壓力下降，氣體直接噴向柜體后部，保證人身安全。SF6氣體具有優良的滅弧性能，分閘時，其電弧和氣體之間產生相對運動熄滅電弧。當動靜觸頭分離時，電弧出現在永久磁鐵所產生的電磁場中，并和電弧作用使用電弧靜觸頭旋轉，電弧拉長并依靠SF6氣體使其在電流過零時熄滅。動靜觸頭間的距離足以承受恢復過電壓。

3 SF6負荷開關在配電網中的應用

一般樞紐變電所用的中壓開關，都采用斷路器作為控制和保護裝置，而且要具有自動重合閘。而環網中各配電所的供電容量一般不大，其額定電流小于環網的額定電流，也不要求重合閘，所以環網配電所的供電單元可以采用結構簡單、價格低廉而性能又能滿足要求的負荷開關與熔斷器的組合電器。用負荷開關與熔斷器組合來代替傳統的斷路器，在國外已推行了半個世紀，在我國也已有使用。據有關資料介紹，工業發達國家負荷開關與斷路器產量之比為7∶1，而我國據1993年的初步統計，負荷開關與斷路器產量之比為1：6，2000年負荷開關與斷路器產量之比為1∶2.5，與工業發達國家還有很大差距，同時也說明在我國，SF6負荷開關在中壓配電網中發展大有前途。

4 對SF6負荷開關的維護探討

進行抽真空程序經常會遇到以下5種誤操作,要注意防范。

4.1 抽真空和真空保持時應施加的電壓。SF6開關設備的抽真空屬于粗真空范疇；絕緣擊穿電壓和真空度的關系是處于圖1的右側；在133Pa左右時，擊穿電壓處于最低點。因此，在抽真空和真空保持期間所施加的電壓，即使是低電壓，也是極其危險的。建議:(1)抽真空和保持真空期間切記勿施電壓，即使是低電壓。(2)對于擴建工程，如果新裝產品處于高電壓覆蓋區,將產品進、出線接線端子直接接地。

4.2 讀取真空度時不停泵和不與泵隔離。標準規定應停泵并與泵隔離。但操作時，有時因圖方便或不理解，出現不停泵和不與泵隔離的情況下讀取真空度的現象。其后果往往是讀取值為虛假值。

4.3 返油現象。返油是指真空泵處于抽真空運行期間，因失電而引起泵油倒灌進入產品的事故。當前，抽真空配用的泵大多是葉片泵或柱塞泵。將它與SF6氣瓶等原件組合在一起成為“充氣裝置”。將它與壓縮機、儲氣罐等元件組合在一起成為“充放氣裝置”。正規的“裝置”都配有防返油、防破真空裝置。

5 SF6負荷開關水分超標后的處理方法

水分超標后的處理是指通過上述控制方法仍舊出現水分超出國家標準時的應急補救措施。通過此前的控制方法仍舊可能出現個別產品水分含量超標的現象，這可能是因為上述的某個控制環節沒有做到位的結果。為了盡量小的減少因水分含量超標而造成的返修費用，制定一個合理的應急返修方案是必不可少的：首先應確定水分含量的超標數值，此環節是為了對后續的處理方式確定數據依據。如果測量的水分含量＞150×10-6但≤200×10-6，此時可以回收SF6氣體（水分測量要求內充氣體達到額定工作壓力）并重新對氣室進行抽真空處理，抽真空的過程仍舊按照前述方式進行，即真空度達到100Pa后繼續抽40分鐘，然后停止真空泵并使產品靜置2小時；然后再進行抽真空至100Pa并馬上充入額定壓力的SF6氣體，靜置24小時后重新進行水分測量。通過實際檢驗，經過上述兩輪的抽真空加上靜置處理過程基本上能夠使氣室內的水分含量回落到國家標準的要求范圍以內。如果測量的水分含量＞200×10-6就需要對產品進行解體并對零部件重新烘干處理并嚴格按照裝配過程中的水分控制措施進行產品的裝配。將處理方法用水分含量為200×10-6界定的原因是從處理效率及成本節約方面考慮的。水分含量≤200×10-6此時水分超標不大，通過簡單的抽真空及靜置處理就能解決問題，如此處理不必承擔解體所造成的重新裝配的人員費用和重新裝配的漏氣風險，是一個容易且經濟的操作手段。

6 其它注意事項

在對產品進行充氣時應提前對充氣管路進行干燥處理。長時間未使用的充氣管路應進行烘干處理，短時間不用的充氣管路應用干燥的氣體進行吹拂處理，每次對產品進行充氣前都應先對充氣管路進行1分鐘的干燥氣體吹拂處理后再與產品連接，特別是對現場安裝的產品進行充氣時更應注意對充氣管路及接頭的干燥處理。用SF6氣瓶直接對產品充氣時應注意充氣速度，以防止充氣速度過快造成充氣管路及充氣接頭結霜而造成凝結水進入產品氣室內。

結束語

通過對SF6開關的應用和維護介紹，在量配電網中SF6負荷開關與斷路器的應用，可得出如下結論：斷路器與繼電保護組合，具有所有保護功能與操作功能，性能安全可靠；除不能開斷短路（也不要求）外，SF6負荷開關與斷路器作用基本相同；SF6開關也可作為大容量油浸變壓器的保護；SF6負荷開關+限流熔斷器可一次性開斷短路，這與斷路器作用幾乎一樣；SF6負荷開關+限流熔斷器不比斷路器效果差，但費用要低得多；大量推廣應用SF6負荷開關+限流熔斷器,可以降低配電網的投資，促進農網改造進程。要有效的控制SF6開關設備氣室中的水分含量除了需要好的有效的裝配工藝外，裝配員工的工作責任心也是非常重要的環節，只有責任心強的員工配合上好的工藝流程才能裝配出優良的產品。

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