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1、SF6断路器课件,一概述,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6070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。,一概述,1.SF6特性 SF6气体比空气重5.135倍，一个大气压时，其沸点为-60。在150以下时，SF6有良好的化学惰性，不与断路
2、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1大气压下，SF6的介电强度约等于空气的23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，在一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。,一概述,2.SF6气体的水份和分解气体 SF6气体的水份
3、必须控制在一定范围内，否则将给SF6电气设备的安全运行带来问题。主要有两个方面：（1）水份引起的化学反应常温下SF6气体是非常稳定的，但水份较多时，200C以上就有可能产生分解，分解的生成物中有氢氟酸（HF），是一种有很强的腐蚀性和剧毒的酸类。水份的危害更主要的是在电弧高温作用下SF6气体分解过程中所起的化学反应，化学反应中最后的生成物也都是随水份含量增大而增加。为了限制有毒物质的生成量，必须限制SF6气体中的水份含量。,一概述,（2）水份对绝缘的影响绝缘件表面出现凝露会对绝缘性能带来不利影响。通常气体中混杂的水份以水蒸气形式在。在温度骤降时，可能冷凝成露水附在绝缘件表面，出现沿面放电事故。下
4、表中给出了国家标准GB767487六氟化硫封闭式组合电器中有关水份含量的规定。,一概述,GB767487中水份含量的允许值 由此可见，SF6电气设备对水份含量的要求是非常严格的。因此，在生产、安装、调试各个环节中都应对水份严格控制。为了控制SF6气体中的水份和电弧分解产生的低氟化合物，在高压电器内放置既能吸水分，又能吸附低氟化合物的吸附剂，一般吸附剂质量为气体充入质量的1/10，特别注意用过的吸附剂不可再进行烘干再生处理。,二、SF6断路器结构原理,（一）结构分类（1）瓷柱式SF6断路器。其灭弧装置在支持瓷套的顶部，由绝缘杆进行操动。这种结构的优点是系列性好，用不同个数的标准灭弧单元和支柱瓷套
5、，即可组成不同电压等级的产品；其缺点是稳定性差，不能加装电流互感器。,二、SF6断路器结构原理,（2）落地罐式SF6断路器。其总体结构类似于箱式多油断路器，它的灭弧装置用绝缘件支撑在接地金属罐的中心，借助于套管引线，基本上不改装就可以用于全封闭组合电器之中。这种结构便于加装电流互感器，抗震性好，但系列性差，且造价昂贵。（3）335KV六氟化硫断路器。有旋弧式、气自吹式和压气式三种，用于配电开关柜中，常常做成小车式。,二、SF6断路器结构原理,常见型式,二、SF6断路器结构原理,二、SF6断路器结构原理,（二）基本组成三个垂直瓷瓶单元，每一单元有一个气吹式灭弧室；液压操作机构（弹簧操作机构）及其
6、单箱控制设备；一个支架及支持结构。每个灭弧室通过与三个灭弧室共连的管子填充SF6气体。,二、SF6断路器结构原理,（三）灭弧单元1.灭弧室分类（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0.30.6MPa的压力系统。（主要用于内间的绝缘），另一个为压力一般约1.41.6MPa的高压系统（用于灭弧）。（2）单压式断路器中，只充有一种压力（0.30.6MPa）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。,二、SF6断路器结构原理,2.单压式灭弧室（1）灭弧室结构 单压式灭弧室又称压气
7、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。,二、SF6断路器结构原理,二、SF6断路器结构原理,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；15M1625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
8、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,二、SF6断路器结构原理,（2）灭弧原理分闸时，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，在压力活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。,二、SF6断路器结构原理,三、SF6断路器的检修、调试,（一）检修周期和项目 1.检修周期检修周期目前是按照设备的类型、技术状况易损件的磨损和老化、设备运行状况及各单位
9、维护检修情况等因素，综合分析而定的。根据国家电力行业标准和运行单位的维修经验，SF6断路器检修周期，可以参考以下条款确定。,三、SF6断路器的检修、调试,（1）大修：1035KV断路器，10年；110500断路器1215年，进口或合资生产断路器可适当延长周期。根据设备健康状况，可适当延长周期时间。已按大修项目进行临时性检修的断路器，其大修周期可按该次临时性检修日期起算。（2）小修：每年一次，只检修机构或其他外部设施。（3）临时性检修：1）正常操作次数达到厂家规定值。2）满容量开断次数或累计开断短路电流达到厂家规定值。3）SF6气体压力低于最低工作压力或年漏气量大于2%时。4）断路器本体或操动机
10、构出现严重故障，影响到其安全运行时。,三、SF6断路器的检修、调试,2、检修项目（1）大修项目：1)SF6气体回收处理和吸附剂更换。2）灭弧室及导电部分解体检修。3）支柱装配解体检修，密封垫更换。4）传动部件检查、处理。5）操动机构解体检修，密封垫更换（液压机构）。,6）并联电容、并联电阻检查试验。7）电流互感器检查、试验。8）本体及操动机构表计校验。9）电气及机械特性试验。10）去锈、喷漆及现场清理。,三、SF6断路器的检修、调试,（2）小修项目1）外观全面检查、清扫、重点项目是瓷件、瓷套管是否破损或出现裂纹；传动机构可见部分是否生锈、松动、变形；液压机构部件、接头是否渗漏油。2）检查SF6
11、气体压力，必要时检漏和补气。3）SF6气体微水测量（根据规程规定）。4）局部放电测试（根据规程规定）。,三、SF6断路器的检修、调试,5）操动机构、传动部分、紧固螺栓（销钉）检查及润滑可动部位。6）检查、清扫辅助开关触头。7）检查、清扫控制回路的端子。8）消除运行中的缺陷。（3）临时检修可根据具体情况决定检修项目。,三、SF6断路器的检修、调试,（二）检修的准备工作1、检修应具备的条件（1）检修人员必须了解SF6气体的特征和管理知识。熟悉断路器的结构、动作原理及操作方法，应有一定的电工安全知识，机械维修经验。（2）检修应在清洁的装配场所。（3）检修所需配备的主要仪器、设备和材料。,三、SF6断
12、路器的检修、调试,2、检修前的准备工作 1）制定安全、组织、技术措施，做好技术交底工作，使每个参加工作的人员都了解检修项目和内容。2）编写检修方案，确定检修内容，编排工期进度。3）编写六氟化硫断路器标准化作业指导书。4）设备使用说明书；设备图纸；设备安装记录；设备运行记录；故障情况记录；缺陷情况记录；检测、试验纪录；其它资料。,三、SF6断路器的检修、调试,3、检修人员要求1）检修人员必须了解熟悉断路器的结构、动作原理及操作方法,并经过专业培训合格。2）现场解体大修需要时，应有制造厂的专业人员指导。3）对各检修项目的责任人进行明确分工，使负责人明确各自的职责内容。,三、SF6断路器的检修、调试
13、,4、检修环境的要求断路器的解体检修，尤其是SF6断路器的本体检修对环境的清洁度、湿度的要求十分严格，灰尘、水份的存在都影响断路器的性能，故应加强对现场环境的要求，具体要求如下：1)大气条件：温度：5以上 湿度：80%（相对）；2)重要部件分解检修工作尽量在检修间进行。现场应考虑采取防雨、防尘保护。3)有充足的施工电源和照明措施。4)有足够宽敞的场地摆放器具、设备和已拆部件。,三、SF6断路器的检修、调试,5、废气等的处理措施准备1）使用过的SF6气体应用专业设备回收处理。2）六氟化硫电气设备内部含有有毒的或腐蚀性的粉末，有些固态粉末附着在设备内及元件的表面，要仔细地将这些粉末彻底清除干净。应
14、用吸尘器进行清理，用于清理的物品需要用浓度约20的氢氧化钠水溶液浸泡后深埋。3）所有溢出的油脂应用吸附剂覆盖按化学废物处理。,三、SF6断路器的检修、调试,（三）检修前的检查和试验1、断路器修前的检查项目：(1)外观检查(2)渗漏检查(3)瓷套检查(4)压力指示(5)动作次数(6)储能器检查等,三、SF6断路器的检修、调试,2、断路器检修前的试验项目：(1)断路器开距接触行程（超行程）测量。(2)断路器主回路电阻测量。(3)断路器机械特性试验。在额定操作压力和额定操作电压下，分别测量断路器三相的合闸时间、合闸速度、分闸时间、分闸速度、同相断口间的同期及三相间的同期以及辅助开关动作时间与主断口的
15、配合等。(4)断路器的低电压动作试验。在额定操作压力状态下，分别测量并记录断路器合闸、分闸最低动作电压。(5)断路器液压（气动）机构的零起打压时间及补压时间试验。,三、SF6断路器的检修、调试（四）检修项目及技术要求1.瓷套（柱式断路器）或套管（罐式断路器）检修,检修项目（1）均压环（2）检查瓷件内外表面（3）检查主接线板。（4）检查法兰密封面。（5）对柱式断路器并联电容器进行检查,技术要求（1）均压环应完好无变形。（2）瓷套内外无可见裂纹，浇装无脱落，裙边无损坏。（3）接线板（4）密封面沟槽平整无划伤。（5）电容器应无渗漏油现象，电容量和介损值符合要求。,三、SF6断路器的检修、调试（四）检
16、修项目及技术要求2.灭弧室的检修,弧触头和喷口的检修检查零部件的磨损和烧损情况 技术要求（1）如弧触头烧损大于制造厂规定值，或有明显碎裂，或触头表面有铜析出现象，应更换新弧触头。（2）喷口和罩的内径大于制造厂规定值或有裂纹、有明显的剥落或清理不干净时，应更换喷口、罩。,三、SF6断路器的检修、调试（四）检修项目及技术要求2.灭弧室的检修,绝缘件的检查 检查绝缘拉杆、绝缘件表面情况 技术要求表面无裂痕、划伤，如有损伤，应更换。,三、SF6断路器的检修、调试（四）检修项目及技术要求2.灭弧室的检修,合闸电阻的检修（1）检查电阻片外观，测量每极合闸电阻阻值。（2）检查电阻动、静触头的情况。技术要求（
17、1）电阻片无裂痕、无烧痕及破损。电阻值应符合制造厂规定。（2）合闸电阻动、静触头无损伤，如损伤情况严重，应予以更换。,三、SF6断路器的检修、调试（四）检修项目及技术要求2.灭弧室的检修,灭弧室内并联电容器的检修（罐式）（1）检查并联电容的紧固件是否松动，（2）进行电容量测试和介损测试。技术要求（1）电容器完好、干净，如有裂纹应整体更换。（2）并联电容值和介损应符合规定。,三、SF6断路器的检修、调试（四）检修项目及技术要求3.SF6气体系统检修,检修项目（1）SF6充放气逆止阀的检修：更换逆止阀密封圈，对顶杆和阀心进行检查。（2）对管路接头进行检查并进行检漏。（3）对SF密度继电器的整定值进
18、行校验，按检修后现场试验项目标准进行。,技术要求（1）顶杆和阀心应无变形，否则应进行更换。（2）SF管接头密封面无伤痕。（3）密度继电器整定值应符合制造厂规定。,三、SF6断路器的检修、调试,（五）断路器检修后的调整及试验 1.灭弧室部分触头行程及插入行程（超行程）技术要求符合制造厂技术条件要求2.储能器氮气预充压力的调整技术要求符合制造厂技术条件要求,三、SF6断路器的检修、调试,3.本体与机构的连接（1）调整、测量机构工作缸行程（2）调整、测量分闸时的A尺寸（3）调整合闸保持弹簧（4）调整分闸缓冲器（5）调整引弧距技术要求符合制造厂技术条件要求,三、SF6断路器的检修、调试,4.SF6气体
19、系统（1）调整并校验密度继电器动作值（2）SF6气体中微水测量（3）SF6气体泄漏检测技术要求（1）符合制造厂技术条件要求（2）微水量150L/L,三、SF6断路器的检修、调试,5.机构压力表与压力开关校验压力表，调整压力开关动作值技术要求符合制造厂技术条件要求6.安全阀调整并校验安全阀技术要求符合制造厂技术条件要求,三、SF6断路器的检修、调试,7.控制线圈（1）合闸线圈直流电阻和绝缘电阻（2）分闸线圈直流电阻和绝缘电阻技术要求符合制造厂技术条件要求,三、SF6断路器的检修、调试,8.机械特性（1）合闸时间(ms)（2）合闸速度 m/s（3）合闸三相不同期(ms)5（4）分闸时间(ms)（5
20、）分闸速度m/s（6）分闸三相不同期(ms)3,（7）合-分时间(ms)（8）辅助开关动作时间（9）合闸弹跳与分闸反弹（10）合闸电阻提前投入时间技术要求符合技术标准要求,三、SF6断路器的检修、调试,9.低电压动作特性分闸线圈、合闸线圈（或合闸接触器）技术要求符合技术标准要求10.主回路 回路电阻测量技术要求符合技制造厂术条件要求,11.操作试验（1）就地操作（额定操作电压下）（2）远方操作（额定操作电压下）（3）机构补压及零起打压时间（4）防止失压慢分试验技术要求（1）可靠动作，各种信号显示正确（2）符合技术标准要求,三、SF6断路器的检修、调试,12.绝缘试验绝缘电阻（M）（1）控制回路
21、对地（2）辅助回路对地电动机线圈对地（3）主回路及绝缘拉杆技术要求符合技术标准要求 电容器的绝缘电阻、电容量及介质损耗测量 技术要求符合技术标准要求,1分钟工频耐压（kV）（1）主回路合闸对地（2）主回路分闸断口间（3）控制回路对地（4）辅助回路对地（5）电动机线圈对地技术要求符合技术标准要求,三、SF6断路器的检修、调试,（六）检修记录及总结报告(1)设备检修前的状况(2)检修的工程组织(3)检修项目及检修方案(4)检修质量情况(5)检修过程中发现的缺陷、处理情况及遗留问题(6)检修前、后的试验和调整记录(7)应总结的经验、教训,三、SF6断路器的检修、调试,（七）检修后断路器的投运(1)对所有紧固件进行紧固。(2)接好断路器引线，接线端子及导线对断路器不应产生附加拉伸和弯曲应力。(3)对所有相对转动、相对移动的零件进行润滑。(4)金属件外表面除锈、着漆。(5)清理现场，清点工具。(6)整体清扫工作现场。(7)安全检查。(8)投运。,
