试析六氟化硫断路器的特性及日常维护策略

张晖

摘 要：近年来，随着我国输变电设备逐渐趋向大容量、高电压和高开断性能的发展，利用六氟化硫气体取代原有的油或空气作为灭弧介质和绝缘介质，具有独特的优越性能和现实意义。

关键词：六氟化硫断路器；工作特性；高电压；变电设备

中图分类号：TM561.3 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.114

1 六氟化硫断路器主要工作特性分析

1.1 六氟化硫断路器的分类

根据灭弧室结构形式的不同，主要可将六氟化硫断路器分为单压式、双压式和旋弧式三种。其中，单压式灭弧室的结构简单，在六氟化硫断路器的内部只会形成一种压力（通常为0.3～0.6 MPa），开断电弧过程中的吹弧压力通过压气活塞生成，单压式断路器具有结构简单、操作能量少和机电磨损小的特点，是目前应用最普遍的一种结构形式，比如LN1型、LN2型和LW6型均为单压式；双压室灭弧室为早期发展的一种灭弧室，这种断路器内部具有2种压力区，其中，高压力区主要用于吹弧，低压力区主要用于断路器内部的绝缘，由于这种形式的断路器结构复杂、操作能量大，现已逐渐被淘汰；旋弧式灭弧室通过磁场驱动电弧，使六氟化硫气体在室内以旋转的方式灭弧，这种形式的断路器合闸功较小。

1.2 六氟化硫断路器的结构和技术参数

以LW6-500型六氟化硫断路器为例，其为三相分装结构，并由3个独立的单极所构成。其中，每个单极都设有双柱4断口，并共用1台液压操动机构，以实现分相操作或三相联动操作。每个断路器的单极结构主要由灭弧单元、支架和支柱所构成。每个灭弧单元主要包括2个灭弧室、2个电容器、2个合闸电阻和1个五联箱。其中，灭弧室与断口并联，可起到均压的作用，合闸电阻主要起到降低电力线路合闸时过电压的作用。LW6-500型六氟化硫断路器的主要技术参数如表1所示。

表1 LW6-500型六氟化硫断路器技术参数表

额定电压/kV 500 3 s热额定电流/kA 50

额定电流/kA 3 150 固有分闸时间/ms ≤28

额定压力（表压，20 ℃）/MPa 0.6，0.4 全断开时间/ms ≤50

断开并联电容/pF 2 500 合闸时间/ms ≤90

额定开断电流/kA 50/63，40 金属短接时间/ms 60±5

首相开断系数 1.5/1.3，1.5 断路器内SF6含水量 ≤150×10-6

近区故障开断电流/kA 45/57，36 断路器SF6年漏气量 ≤1%

额定失步开断电流/kA 15，10 机械寿命/次 3 000

1.3 六氟化硫断路器的技术特点

1.3.1 通流能力强

由于六氟化硫气体的热导效率较高，对断路器的导体和触头都有着良好的冷却效果。在六氟化硫气体工作中的触头不会与氧气发生接触，可避免触头养护，保证了接触电阻的稳定性。

1.3.2 开断性能优异

由于六氟化硫气体的绝缘能力强，当气体压力超过294.2 Pa时，气体的绝缘强度高于变压器油类，且由于气体自身具有良好的强负电性和热化学性，使六氟化硫断路器具有很强的灭弧性能，有利于实现大短路电流的开断。

1.3.3 使用寿命长，维修量小

由于六氟化硫气体在电弧作用下不会生成碳等影响绝缘水平的物质，且在六氟化硫气体中触头的烧损非常轻微，即使气体分解后也可以还原。因此，与其他类型的断路器相比，六氟化硫断路器不仅允许开断的次数更多，且检修间隔时间更长、维护工作量更小。

2 六氟化硫断路器的日常维护策略

2.1 巡视检查

巡视检查工作主要是检查断路器有无异常声响和气味；端子部分有无过热或变色现象；分、合闸指示灯和信号灯的显示是否正常；绝缘子有无污损和龟裂现象，外壳和底座有无损坏现象；漏气、漏油和排水情况等。对于巡视检查中发现的问题，应及时检修、清理，必要时可更换元器件。

2.2 气体湿度的监测和管理

断路器中产生的水分是有害的，它会与电弧分解物中的四氟化硫反应产生氢氟酸，进而腐蚀材料。当水分含量达到饱和时，会在绝缘件表面形成凝露，导致断路器绝缘强度降低，甚至引发放电现象。因此，对六氟化硫断路器在运行过程中气体湿度的监测是非常必要的，并严格控制断路器中的水分。

断路器在充入六氟化硫气体24 h后应进行气体湿度的监测工作，其测量值为交接验收值。当断路器运行半年后，应再次测量气体湿度值，并每隔1～3年测量一次。同时，为了有效控制六氟化硫断路器的水分含量，通常在气流通道或容器上方设置吸附剂（活性氧化铝、分子筛等），其用量应大于六氟化硫气体总量的10%.吸附剂从烘箱中取出后，应尽快装入断路器内，避免其在大气中的暴露时间超过15 min。在使用过程中，当吸附剂的重量超过15%后应更换，通常吸附剂的更换周期为5年。

3 结束语

本文主要分析了六氟化硫断路器的分类、结构特点、技术参数和技术特点等方面的应用特性，并就断路器的日常维护策略进行了研究和探讨，希望对六氟化硫断路器的实际应用和日常维护工作能提供一定的帮助和借鉴。

参考文献

[1]李喜贵，秦红三.交流高压SF6断路器检修工艺[M].北京：中国电力出版社，2009.

〔编辑：张思楠〕