浅谈SF6负荷开关、充气柜开关设备
SF6出现于二十世纪初,它是硫在氟的气体中燃烧时所形成的气体。SF6气体在通常状态下是一种无色、无味、无毒、不燃烧化学性能稳定的气态物质,它的密度大约是空气的5倍。由于其分子的负电性,具有很强的吸附自由电子而形成负离子的能力,因而其耐电强度高,具有优异的绝缘性能。它的离解温度低,且离解能量大,也是一种具有优异灭弧性能的气体。SF6气体以其优良的绝缘性能和灭弧性能以及其气体具有不能燃烧的特性,逐步被人们作为新型绝缘介质用于电气设备。
SF6负荷开关是一种将负荷开关、隔离开关、接地开关为一体,密封在一个充满SF6气体的箱体内,利用SF6优异的绝缘、灭弧性能,满足关合、隔离、接地三工位功能的开关设备。具有结构简单、联锁可靠、体积小、维修少、安全易安装等优点,适用于不同的应用场合。
C-GIS充气柜
C-GIS充气柜是将所有高压元件诸如母线、断路器(或负荷开关)、隔离开关、互感器等封闭在充有较低压力SF6气体的不锈钢壳体内的中压成套设备。其突出特点是安全、可靠性高,操作简单,免维护、安装方便等。其最大特点是不受外界环境条件的影响,如凝露、污秽、小动物及化学物质等,可用在环境恶劣的场所。还有一个重要的特点是,由于使用性能优异的SF6绝缘大大缩小了柜体的外形尺寸,有利于向小型化方向发展。与空气绝缘相比,SF6充气柜的安装面积为其26%,体积为其27%,同时,由于充气柜配用性能良好的无油开关,大大减少了维修和检修工作量。既适合网络节点或用户终端的要求,又满足各种二次变电站对紧凑型开关柜灵活使用的需要。特别适用于机场、地铁、铁路等用电要求较高的场合,C-GIS适应了小型化、智能化的要求。
SF6气体在开关设备中的大量使用,推动了开关制造业快速发展的步伐。但SF6气体在电弧放电时,分解形成硫的低氟化物,这些分解物既有毒又对许多绝缘材料和金属材料有腐蚀作用。另外SF6气体对环境温度也有一定的影响(温室效应)。原机电部于1991年为保证生产SF6开关设备的质量颁发了《SF6高压开关设备生产厂必备条件》的通知。对35kV及以下SF6高压开关生产厂必备条件提出有关要求。简要的说:
b、设有SF6检漏小室、零部件清洗间、干燥装置。
d、水压试验和气密性试验装置。
f、健全质量管理、工艺管理制度。
1、密封问题:
当箱体内SF6气体压力下降到大气压力时,似乎内外压力相等,气体不存在泄漏。但从渗透角度考虑,箱体内SF6气体浓度显然高于柜外,SF6气体仍向外渗出,反之箱体外空气浓度高于箱体内,空气又将通过缝隙进入箱体内。时间一长,虽然箱体内气体压力仍为大气压强,但气体成分发生变化。SF6气体所占百分比减少,待SF6比例降到40%时,有可能由于绝缘性能下降而导致事故,因此密封问题必须重视。
常用的SF6气体检漏方法有两种:一是定性检漏即查漏点;二是定量检漏即密封24h后测量密封容积内的气体浓度来推算年泄漏率。
2、气体水份含量问题:
SF6气体中的水份,当其含量低于该状态温度下的饱和值时,水份以气体状态存在于
SF6气体中的水份,当其含量低于该状态温度下的饱和值时,水份以气体状态存在于SF6气体中,试验证明此时SF6开关的绝缘性能基本不受影响;若气体水份含量超过饱和值时,部分水汽会凝结于开关内部固体绝缘物的表面,进而降低其沿面闪络电压,对于开关的灭弧性能也有影响。因此DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》规定,新投运和大修后SF6开关水份含量不得超过150ppm,运行中则不得超过300ppm.对于新SF6气体,首先要检验气体本身水份含量,不超过规定值(一般水份含量为15ppm)。
SF6开关设备抽真空、充气时,用高纯氮气或六氟化硫气体清洗充气管道,控制管道中水分的含量,制定规范的SF6开关设备生产工艺流程。
保证零部件质量就要严格控制零部件的材料、加工工艺和检验方法,其机械强度、电气性能等各方面参数满足产品的要求。对要求装入的零部件进行更加严格的检查,对整个装配过程要求给以更加严格的工艺过程控制和工序检验的控制,以保证装配的正确性和一致性。特别是密封箱体内的传动环节和触头的表面的润滑应该是在整个产品寿命周期内永久有效的,触头的接触压力应该严格控制,开关主回路电阻值寿命周期内满足产品技术要求。
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