試析六氟化硫斷路器的特性及日常維護策略

張暉

摘 要：近年來，隨著我國輸變電設備逐漸趨向大容量、高電壓和高開斷性能的發展，利用六氟化硫氣體取代原有的油或空氣作為滅弧介質和絕緣介質，具有獨特的優越性能和現實意義。

關鍵詞：六氟化硫斷路器；工作特性；高電壓；變電設備

中圖分類號：TM561.3 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.114

1 六氟化硫斷路器主要工作特性分析

1.1 六氟化硫斷路器的分類

根據滅弧室結構形式的不同，主要可將六氟化硫斷路器分為單壓式、雙壓式和旋弧式三種。其中，單壓式滅弧室的結構簡單，在六氟化硫斷路器的內部只會形成一種壓力（通常為0.3～0.6 MPa），開斷電弧過程中的吹弧壓力通過壓氣活塞生成，單壓式斷路器具有結構簡單、操作能量少和機電磨損小的特點，是目前應用最普遍的一種結構形式，比如LN1型、LN2型和LW6型均為單壓式；雙壓室滅弧室為早期發展的一種滅弧室，這種斷路器內部具有2種壓力區，其中，高壓力區主要用于吹弧，低壓力區主要用于斷路器內部的絕緣，由于這種形式的斷路器結構復雜、操作能量大，現已逐漸被淘汰；旋弧式滅弧室通過磁場驅動電弧，使六氟化硫氣體在室內以旋轉的方式滅弧，這種形式的斷路器合閘功較小。

1.2 六氟化硫斷路器的結構和技術參數

以LW6-500型六氟化硫斷路器為例，其為三相分裝結構，并由3個獨立的單極所構成。其中，每個單極都設有雙柱4斷口，并共用1臺液壓操動機構，以實現分相操作或三相聯動操作。每個斷路器的單極結構主要由滅弧單元、支架和支柱所構成。每個滅弧單元主要包括2個滅弧室、2個電容器、2個合閘電阻和1個五聯箱。其中，滅弧室與斷口并聯，可起到均壓的作用，合閘電阻主要起到降低電力線路合閘時過電壓的作用。LW6-500型六氟化硫斷路器的主要技術參數如表1所示。

表1 LW6-500型六氟化硫斷路器技術參數表

額定電壓/kV 500 3 s熱額定電流/kA 50

額定電流/kA 3 150 固有分閘時間/ms ≤28

額定壓力（表壓，20 ℃）/MPa 0.6，0.4 全斷開時間/ms ≤50

斷開并聯電容/pF 2 500 合閘時間/ms ≤90

額定開斷電流/kA 50/63，40 金屬短接時間/ms 60±5

首相開斷系數 1.5/1.3，1.5 斷路器內SF6含水量 ≤150×10-6

近區故障開斷電流/kA 45/57，36 斷路器SF6年漏氣量 ≤1%

額定失步開斷電流/kA 15，10 機械壽命/次 3 000

1.3 六氟化硫斷路器的技術特點

1.3.1 通流能力強

由于六氟化硫氣體的熱導效率較高，對斷路器的導體和觸頭都有著良好的冷卻效果。在六氟化硫氣體工作中的觸頭不會與氧氣發生接觸，可避免觸頭養護，保證了接觸電阻的穩定性。

1.3.2 開斷性能優異

由于六氟化硫氣體的絕緣能力強，當氣體壓力超過294.2 Pa時，氣體的絕緣強度高于變壓器油類，且由于氣體自身具有良好的強負電性和熱化學性，使六氟化硫斷路器具有很強的滅弧性能，有利于實現大短路電流的開斷。

1.3.3 使用壽命長，維修量小

由于六氟化硫氣體在電弧作用下不會生成碳等影響絕緣水平的物質，且在六氟化硫氣體中觸頭的燒損非常輕微，即使氣體分解后也可以還原。因此，與其他類型的斷路器相比，六氟化硫斷路器不僅允許開斷的次數更多，且檢修間隔時間更長、維護工作量更小。

2 六氟化硫斷路器的日常維護策略

2.1 巡視檢查

巡視檢查工作主要是檢查斷路器有無異常聲響和氣味；端子部分有無過熱或變色現象；分、合閘指示燈和信號燈的顯示是否正常；絕緣子有無污損和龜裂現象，外殼和底座有無損壞現象；漏氣、漏油和排水情況等。對于巡視檢查中發現的問題，應及時檢修、清理，必要時可更換元器件。

2.2 氣體濕度的監測和管理

斷路器中產生的水分是有害的，它會與電弧分解物中的四氟化硫反應產生氫氟酸，進而腐蝕材料。當水分含量達到飽和時，會在絕緣件表面形成凝露，導致斷路器絕緣強度降低，甚至引發放電現象。因此，對六氟化硫斷路器在運行過程中氣體濕度的監測是非常必要的，并嚴格控制斷路器中的水分。

斷路器在充入六氟化硫氣體24 h后應進行氣體濕度的監測工作，其測量值為交接驗收值。當斷路器運行半年后，應再次測量氣體濕度值，并每隔1～3年測量一次。同時，為了有效控制六氟化硫斷路器的水分含量，通常在氣流通道或容器上方設置吸附劑（活性氧化鋁、分子篩等），其用量應大于六氟化硫氣體總量的10%.吸附劑從烘箱中取出后，應盡快裝入斷路器內，避免其在大氣中的暴露時間超過15 min。在使用過程中，當吸附劑的重量超過15%后應更換，通常吸附劑的更換周期為5年。

3 結束語

本文主要分析了六氟化硫斷路器的分類、結構特點、技術參數和技術特點等方面的應用特性，并就斷路器的日常維護策略進行了研究和探討，希望對六氟化硫斷路器的實際應用和日常維護工作能提供一定的幫助和借鑒。

參考文獻

[1]李喜貴，秦紅三.交流高壓SF6斷路器檢修工藝[M].北京：中國電力出版社，2009.

〔編輯：張思楠〕