試析六氟化硫斷路器的特性及日常維護(hù)策略

張暉

摘 要：近年來，隨著我國輸變電設(shè)備逐漸趨向大容量、高電壓和高開斷性能的發(fā)展，利用六氟化硫氣體取代原有的油或空氣作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)，具有獨(dú)特的優(yōu)越性能和現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：六氟化硫斷路器；工作特性；高電壓；變電設(shè)備

中圖分類號：TM561.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.114

1 六氟化硫斷路器主要工作特性分析

1.1 六氟化硫斷路器的分類

根據(jù)滅弧室結(jié)構(gòu)形式的不同，主要可將六氟化硫斷路器分為單壓式、雙壓式和旋弧式三種。其中，單壓式滅弧室的結(jié)構(gòu)簡單，在六氟化硫斷路器的內(nèi)部只會形成一種壓力（通常為0.3～0.6 MPa），開斷電弧過程中的吹弧壓力通過壓氣活塞生成，單壓式斷路器具有結(jié)構(gòu)簡單、操作能量少和機(jī)電磨損小的特點(diǎn)，是目前應(yīng)用最普遍的一種結(jié)構(gòu)形式，比如LN1型、LN2型和LW6型均為單壓式；雙壓室滅弧室為早期發(fā)展的一種滅弧室，這種斷路器內(nèi)部具有2種壓力區(qū)，其中，高壓力區(qū)主要用于吹弧，低壓力區(qū)主要用于斷路器內(nèi)部的絕緣，由于這種形式的斷路器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作能量大，現(xiàn)已逐漸被淘汰；旋弧式滅弧室通過磁場驅(qū)動電弧，使六氟化硫氣體在室內(nèi)以旋轉(zhuǎn)的方式滅弧，這種形式的斷路器合閘功較小。

1.2 六氟化硫斷路器的結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)

以LW6-500型六氟化硫斷路器為例，其為三相分裝結(jié)構(gòu)，并由3個獨(dú)立的單極所構(gòu)成。其中，每個單極都設(shè)有雙柱4斷口，并共用1臺液壓操動機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)分相操作或三相聯(lián)動操作。每個斷路器的單極結(jié)構(gòu)主要由滅弧單元、支架和支柱所構(gòu)成。每個滅弧單元主要包括2個滅弧室、2個電容器、2個合閘電阻和1個五聯(lián)箱。其中，滅弧室與斷口并聯(lián)，可起到均壓的作用，合閘電阻主要起到降低電力線路合閘時過電壓的作用。LW6-500型六氟化硫斷路器的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 LW6-500型六氟化硫斷路器技術(shù)參數(shù)表

額定電壓/kV 500 3 s熱額定電流/kA 50

額定電流/kA 3 150 固有分閘時間/ms ≤28

額定壓力（表壓，20 ℃）/MPa 0.6，0.4 全斷開時間/ms ≤50

斷開并聯(lián)電容/pF 2 500 合閘時間/ms ≤90

額定開斷電流/kA 50/63，40 金屬短接時間/ms 60±5

首相開斷系數(shù) 1.5/1.3，1.5 斷路器內(nèi)SF6含水量 ≤150×10-6

近區(qū)故障開斷電流/kA 45/57，36 斷路器SF6年漏氣量 ≤1%

額定失步開斷電流/kA 15，10 機(jī)械壽命/次 3 000

1.3 六氟化硫斷路器的技術(shù)特點(diǎn)

1.3.1 通流能力強(qiáng)

由于六氟化硫氣體的熱導(dǎo)效率較高，對斷路器的導(dǎo)體和觸頭都有著良好的冷卻效果。在六氟化硫氣體工作中的觸頭不會與氧氣發(fā)生接觸，可避免觸頭養(yǎng)護(hù)，保證了接觸電阻的穩(wěn)定性。

1.3.2 開斷性能優(yōu)異

由于六氟化硫氣體的絕緣能力強(qiáng)，當(dāng)氣體壓力超過294.2 Pa時，氣體的絕緣強(qiáng)度高于變壓器油類，且由于氣體自身具有良好的強(qiáng)負(fù)電性和熱化學(xué)性，使六氟化硫斷路器具有很強(qiáng)的滅弧性能，有利于實(shí)現(xiàn)大短路電流的開斷。

1.3.3 使用壽命長，維修量小

由于六氟化硫氣體在電弧作用下不會生成碳等影響絕緣水平的物質(zhì)，且在六氟化硫氣體中觸頭的燒損非常輕微，即使氣體分解后也可以還原。因此，與其他類型的斷路器相比，六氟化硫斷路器不僅允許開斷的次數(shù)更多，且檢修間隔時間更長、維護(hù)工作量更小。

2 六氟化硫斷路器的日常維護(hù)策略

2.1 巡視檢查

巡視檢查工作主要是檢查斷路器有無異常聲響和氣味；端子部分有無過熱或變色現(xiàn)象；分、合閘指示燈和信號燈的顯示是否正常；絕緣子有無污損和龜裂現(xiàn)象，外殼和底座有無損壞現(xiàn)象；漏氣、漏油和排水情況等。對于巡視檢查中發(fā)現(xiàn)的問題，應(yīng)及時檢修、清理，必要時可更換元器件。

2.2 氣體濕度的監(jiān)測和管理

斷路器中產(chǎn)生的水分是有害的，它會與電弧分解物中的四氟化硫反應(yīng)產(chǎn)生氫氟酸，進(jìn)而腐蝕材料。當(dāng)水分含量達(dá)到飽和時，會在絕緣件表面形成凝露，導(dǎo)致斷路器絕緣強(qiáng)度降低，甚至引發(fā)放電現(xiàn)象。因此，對六氟化硫斷路器在運(yùn)行過程中氣體濕度的監(jiān)測是非常必要的，并嚴(yán)格控制斷路器中的水分。

斷路器在充入六氟化硫氣體24 h后應(yīng)進(jìn)行氣體濕度的監(jiān)測工作，其測量值為交接驗(yàn)收值。當(dāng)斷路器運(yùn)行半年后，應(yīng)再次測量氣體濕度值，并每隔1～3年測量一次。同時，為了有效控制六氟化硫斷路器的水分含量，通常在氣流通道或容器上方設(shè)置吸附劑（活性氧化鋁、分子篩等），其用量應(yīng)大于六氟化硫氣體總量的10%.吸附劑從烘箱中取出后，應(yīng)盡快裝入斷路器內(nèi)，避免其在大氣中的暴露時間超過15 min。在使用過程中，當(dāng)吸附劑的重量超過15%后應(yīng)更換，通常吸附劑的更換周期為5年。

3 結(jié)束語

本文主要分析了六氟化硫斷路器的分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)參數(shù)和技術(shù)特點(diǎn)等方面的應(yīng)用特性，并就斷路器的日常維護(hù)策略進(jìn)行了研究和探討，希望對六氟化硫斷路器的實(shí)際應(yīng)用和日常維護(hù)工作能提供一定的幫助和借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]李喜貴，秦紅三.交流高壓SF6斷路器檢修工藝[M].北京：中國電力出版社，2009.

〔編輯：張思楠〕