SF6環(huán)網(wǎng)柜結(jié)構(gòu)原理及其優(yōu)缺點(diǎn)概述

2020-08-30 11:55:38

六氟化硫（SF6）環(huán)網(wǎng)柜斷路器：

在 SF6環(huán)網(wǎng)柜斷路器中，六氟化硫（SF6）氣體用作滅弧介質(zhì)。SF6是一種負(fù)電氣體，具有很強(qiáng)的吸收自由電子的趨勢(shì)。斷路器的觸點(diǎn)在SF6氣體的高壓流中斷開，并在它們之間產(chǎn)生電弧。電弧中的導(dǎo)電自由電子被氣體迅速捕獲，形成相對(duì)不動(dòng)的負(fù)離子。電弧中導(dǎo)電電子的損失會(huì)迅速積累足夠的絕緣強(qiáng)度來熄滅電弧。SF6斷路器已被發(fā)現(xiàn)對(duì)大功率和高壓服務(wù)非常有效。

SF6環(huán)網(wǎng)柜斷路器的構(gòu)造：

典型SF6斷路器的部件。它由固定和移動(dòng)的觸點(diǎn)組成，封閉在含有SF6氣體的腔室（稱為電弧中斷室）中。該腔室連接到SF6氣藏。當(dāng)斷路器的觸點(diǎn)打開時(shí)，閥門機(jī)構(gòu)允許來自儲(chǔ)層的高壓SF6氣體流向電弧中斷室。

固定觸點(diǎn)是裝有電弧喇叭的空心圓柱形載流觸點(diǎn)。移動(dòng)觸點(diǎn)也是一個(gè)空心圓柱體，側(cè)面有矩形孔，允許SF6氣體在沿電弧流動(dòng)并穿過電弧后通過這些孔排出。固定觸點(diǎn)、動(dòng)觸點(diǎn)和電弧喇叭的尖端涂有銅鎢耐電弧材料。由于SF6氣體價(jià)格昂貴，因此在斷路器每次運(yùn)行后，都會(huì)通過合適的輔助系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行修復(fù)和回收。

SF6環(huán)網(wǎng)柜斷路器工作原理：

在 SF6 環(huán)網(wǎng)柜斷路器的閉合位置，觸點(diǎn)仍被 SF6 氣體包圍，壓力約為 2.8 kg/cm2。當(dāng)斷路器運(yùn)行時(shí)，移動(dòng)觸點(diǎn)被拉開，觸點(diǎn)之間產(chǎn)生電弧。移動(dòng)觸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)與閥門的打開同步，該閥門允許SF6氣體以14 kg/cm2的壓力從儲(chǔ)液罐進(jìn)入電弧中斷室。

SF6的高壓流迅速吸收電弧路徑中的自由電子，形成不動(dòng)的負(fù)離子，這些負(fù)離子作為電荷載體無效。結(jié)果是觸點(diǎn)之間的介質(zhì)迅速建立高介電強(qiáng)度并導(dǎo)致電弧熄滅。在斷路器操作后（即，在電弧熄滅后），通過一組彈簧的作用關(guān)閉閥門。

SF6環(huán)網(wǎng)柜斷路器優(yōu)點(diǎn)：

由于SF6氣體具有優(yōu)越的滅弧性能，SF6環(huán)網(wǎng)柜斷路器比油或空氣斷路器具有許多優(yōu)點(diǎn)。下面列出了其中一些：

a, 由于SF6具有優(yōu)越的滅弧性能，這種斷路器的電弧時(shí)間非常短。

b,由于SF6氣體的介電強(qiáng)度是空氣的2至3倍，因此這種斷路器可以中斷更大的電流。

c,與空氣鼓風(fēng)斷路器不同，SF6 斷路器由于其封閉的氣體回路且沒有排放到大氣中，因此運(yùn)行無噪音。

d,封閉式氣體外殼保持內(nèi)部干燥，因此沒有水分問題。

e,這種斷路器沒有火災(zāi)的危險(xiǎn)，因?yàn)镾F6氣體是不易燃的。

f,沒有積碳，因此消除了跟蹤和絕緣問題。

g,SF6斷路器維護(hù)成本低，基礎(chǔ)要求輕，輔助設(shè)備最少。

h,由于SF6斷路器是完全封閉和與大氣密封的，因此它們特別適用于存在爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)合，例如煤礦。

SF6斷路器缺點(diǎn)：

a, 由于SF6成本高，SF6斷路器價(jià)格昂貴。

b,由于SF6氣體在斷路器每次運(yùn)行后都必須進(jìn)行修復(fù)，因此需要為此提供額外的設(shè)備。

SF6環(huán)網(wǎng)柜斷路器應(yīng)用：

典型的SF6環(huán)網(wǎng)柜斷路器由滅弧室單元組成，每個(gè)滅弧室單元能夠處理高達(dá)60 kA的電流和50—80 kVA范圍內(nèi)的電壓，根據(jù)系統(tǒng)電壓串聯(lián)多個(gè)單元。SF6 斷路器適用于電壓 115 kV 至 230 kV、額定功率 10 MVA 至 20 MVA 和斷續(xù)時(shí)間少于 3 個(gè)周期。