六氟化硫斷路器的作用

采用具有優(yōu)良滅弧性能和絕緣性能的西安六氟化硫氣體作為滅弧介質(zhì)的斷路器，稱為SF6斷路器，在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。適用于頻繁操作及要求高速開斷的場合，在我國推薦在7.2—40.5選用SF6斷路器，特別是126KV以上幾乎全部選用SF6斷路器。但不適用于高海拔地區(qū)。
SF6斷路器不僅在系統(tǒng)正常運行時能切斷和接通高壓線路及各種空載和負(fù)荷電流，而且當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過繼電保護(hù)裝置的作用能自動、迅速、可靠地切除各種過負(fù)荷電流和短路電流，防止事故范圍的發(fā)生和擴(kuò)大。
利用六氟化硫 (SF6)氣體作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)的一種斷路器，簡稱 SF6斷路器。它與空氣斷路器同屬于氣吹斷路器，不同之處在于：①工作氣壓較低；②在吹弧過程中，氣體不排向大氣，而在封閉系統(tǒng)中循環(huán)使用。六氟化硫用作斷路器中滅弧介質(zhì)始于20世紀(jì)50年代初。由于這種氣體的優(yōu)異特性，使這種斷路器單斷口在電壓和電流參數(shù)方面大大高于壓縮空氣斷路器和少油斷路器，并且不需要高的氣壓和相當(dāng)多的串聯(lián)斷口數(shù)。在60～70年代,SF6斷路器已廣泛用于超高壓大容量電力系統(tǒng)中。80年代初已研制成功363千伏單斷口、550千伏雙斷口和額定開斷電流達(dá)80、100 千安的SF6斷路器。
SF6斷路器是利用六氟化硫密度繼電器來監(jiān)視氣體壓力的變化的。當(dāng)六氟化硫氣體壓力下降到第一報警值時，密度繼電器動作，報出補(bǔ)氣壓力的信號。當(dāng)六氟化硫氣體壓力下降到第二報警值時，密度繼電器動作，報出閉鎖壓力的信號，同時把開關(guān)的跳合閘回路斷開，實現(xiàn)分、合閘閉鎖。
在150℃以下時,SF6有良好的化學(xué)惰性，不與斷路器中常用的金屬、塑料及其他材料發(fā)生化學(xué)作用。在大功率電弧引起的高溫下分解成各種不同成分時，電弧熄滅后的極短時間內(nèi)又會重新合成。SF6中沒有碳元素，沒有空氣存在,可避免觸頭氧化。SF6的介電強(qiáng)度很高,且隨壓力的增高而增長。在1大氣壓下,SF6的介電強(qiáng)度約等于空氣的2～3倍。絕對壓力為3大氣壓時，西安六氟化硫氣體的介電強(qiáng)度可達(dá)到或超過常用的絕緣油。SF6 滅弧性能好，在一個簡單開斷的滅弧室中，其滅弧能力比空氣大100倍。在SF6中，當(dāng)電弧電流接近零時，僅在直徑很小的弧柱心上有很高的溫度，而其周圍是非導(dǎo)電層。這樣，電流過零后，電弧間隙介電強(qiáng)度將很快恢復(fù)。
SF6斷路器有兩種結(jié)構(gòu)布置形式，一是瓷柱式結(jié)構(gòu)。斷路器由三個獨立的單相和一個液壓、電氣控制柜組成。每相由兩個支柱瓷套的四個滅弧室（斷口）串聯(lián)而成。滅弧室和支柱瓷套內(nèi)均充有額定壓力的 SF6氣體。二是罐式結(jié)構(gòu)。該斷路器采用雙向縱吹式滅弧室,分閘時,通過拐臂箱傳動機(jī)構(gòu)，帶動氣缸及動觸頭運動。滅弧室充有額定氣壓為6表壓(20℃)的SF6氣體。
SF6的分子和自由電子有非常好的混合性。當(dāng)電子和SF6分子接觸時幾乎100%的混合而組成重的負(fù)離子，這種性能對剩余弧柱的消電離及滅弧有極大的的使用價值。即SF6具有很好的負(fù)電性，它的分子能迅速捕捉自由電子而形成負(fù)離子。這些負(fù)離子的導(dǎo)電作用十分遲緩，從而加速了電弧間隙介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)率，因此有很好的滅弧性能。在1.01×105Pa氣壓下，SF6的滅弧性能是空氣的100倍，并且滅弧后不變質(zhì)，可重復(fù)使用。SF6氣體優(yōu)良的絕緣和滅弧性能，使SF6斷路器具有如下優(yōu)點：開斷能力強(qiáng)，斷口電壓使于做得較高，允許連續(xù)開斷次數(shù)較多，適用于頻繁操作，噪音小，無火災(zāi)危險，機(jī)電磨損小等，是一種性能優(yōu)異的“無維修”斷路器。
隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，各行各業(yè)的用電需求量也急劇增加，電力系統(tǒng)負(fù)荷日益增長，供電可靠性要求逐步提高；變電站的開關(guān)也逐漸由油開關(guān)換代成新型的SF6斷路器，SF6斷路器已經(jīng)在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。