3. SF6断路器（高压供电系统）课件讲解

SF6断路器小组成员：周宏骏、郑鑫洋、陈世康、伍贤书、罗正、张远航、曹卓鸿、吴思辰、刘朝文目录概述结构性能特点灭弧室分类工作原理检修概述六氟化硫断路器是利用六氟化硫(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20世纪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。六氟化硫断路器是利用SF6气体为绝缘介质和灭弧介质的无油化开关设备，其绝缘性能和灭弧特性都大大高于油断路器，由于其价格较高，且对SF6气体的应用、管理、运行都有较高要求，故在中压（35、10kV）应用还不够广，主要应用于110kV以上的电压等级。SF6特性SF6气体比空气重5.135倍，一个大气压时，其沸点为-60°C。在150°C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-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。性能特点阻塞效应充分发挥气流的吹弧效果，灭弧室体积小、结构简单、开断电流大、燃弧时间短，开断电容或电感电流无重燃或无复燃，过电压低。电气寿命长50kA满容量连续开断可达19次，累计开断电流可达4200kA，检修周期长，适于频繁操作。绝缘水平高六氟化硫气体在0.3MPa气压时，通过了各种绝缘试验并有较大裕度。累计开断电流3000kA以后，在0.3MPa气压下每个断口还可耐受工频电压250kV达1min，将六氟化硫气体减至零表压仍可耐受工频电压166.4kV5min。密封性能好六氟化硫气体含水量低；灭弧室、电阻和支柱分成独立气隔，现场安装时不用打开，安装好后用自动接头连通；安装检修方便，并可防止脏物和水分进入断路器内部。自我保护液压机构内的信号缸可实现对断路器的自我保护：有密度继电器监视六氟化硫气体泄漏；有压力开关和安全阀监视液压机构压力，保护液压系统安全。液压机构采用了可防止“失压慢分”的阀系统，本体上就可进行机构闭锁，保证运行安全。控制回路中采用了两套分闸电磁铁和防跳保护，保证操作准确无误。操作功率小机构工作缸与灭弧动触头的传动比为1：1，机构特性稳定。机构特性稳定性可达3000次，机构寿命研究试验做到10000次，操作噪声小于90dB。

（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。灭弧室分类结构SF6断路器灭弧室装配.1—动弧触头；2—压圈；3—触指弹簧；4—触指弹簧；5—分子筛筐；6—静弧触头；7—均压罩；8—触指；9—触座；.10—喷管；11—护套；12—阀挡环；13—滑动触头；14—压气缸；15—M16×25内六角螺钉；16—夹板；17—垫圈；18—挡圈；19—触座；.22—接线端子；26—垫圈；27—阀座；28—阀片；.31—塞子装配；32—动触头；33—缸体；34—接头；35—导轨；36—充气接头；37—接头；40—静弧触头座；43—拉杆；44—鼓形瓷套；46—接线端子；G1、G2、G14、G15、G16、G17、G18—密封圈SF6断路器结构原理单压式灭弧室又称压气式灭弧室，它只有一个气压系统，即常态时只有单一的SF6气体。灭弧室的可动部分带有压气装置，分闸过程中，压气缸与触头同时运动，将压气室内的气体压缩。触头分离后，电弧即受到高速气流吹动而熄灭。分闸时，操动机构通过拉杆使动触头、动弧触头、绝缘喷嘴和压气缸运动，在压力塞与压气缸之间产生压力；当动静触头分离触头间产生电弧，同时压气缸内SF6气体在压力作用下，使电弧熄灭；当电弧熄灭后，触头在分闸位置。单压式SF6断路器又被分为定开距SF6断路器和变开距SF6断路器。检修应先将断路器分闸，切断操作电源，释放操作机构的能量，用SF6气体回收装置将断路器内的气体回收，残存气体必须用真空泵抽出，使断路器内真空度低于133.33Pa。断路器内充入合适压力的高纯度的氮气（纯度在99.99%以上），然后放空，反复两次，以尽量减少内部残留的SF6气体及其生物。解体检修时，环境的空气相对湿度不得大于80%，工作场所应干燥、清洁，并应加强通风；检修人员应穿尼龙工作衣帽，戴防毒口罩、风镜，使用乳胶薄膜手套；工作场所严禁吸烟工作间隙应清洗手如面部，重视个人卫生。断路器解体中发现容器内有白色粉末状的分解物时，应用吸尘或柔软卫生纸拭净，并收集在密封的容器中深埋，以防扩散。切不可用压缩空气吹或用其他使粉末飞扬的方法清除。断路器的金属部件可用清洗剂或汽油清洗。绝缘件应用无水酒精或丙酮清洗。密封件不能用汽油或氯仿清洗。一般应全部换用新的。与SF6气体接触的零部件及密封圈可涂一薄层聚四氟乙烯润滑脂，密封圈外侧应涂中性凡土林或防冻脂。引进的国外产品应根据使用说明书的要求选用适当油脂。缝隙及连接螺丝等处应涂密封胶密封。断路器容器内的吸附剂应在解体检修时更换，换下的吸附