淺析SF6開關(guān)設(shè)備在電網(wǎng)中的應(yīng)用及維護(hù)要點(diǎn)

梁鴻華

（天生橋水力發(fā)電總廠，貴州 興義 562400）

1 概述

負(fù)荷開關(guān)是介于斷路器和隔離開關(guān)之間的一種開關(guān)電器，具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置，能切斷額定負(fù)荷電流和一定的過載電流。使用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)的負(fù)荷開關(guān)稱為SF6負(fù)荷開關(guān)，它既可以關(guān)合和開斷負(fù)荷電流及過載電流，亦可以作為關(guān)合和開斷空載線路、空載變壓器及電容器組的開關(guān)使用。凡具有接通、斷開和接地功能的三工作位負(fù)荷開關(guān)，都具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜的特點(diǎn)，但是負(fù)荷開關(guān)不能開斷短路電流。SF6負(fù)荷開關(guān)+熔斷器組合電器是由SF6負(fù)荷開關(guān)來承擔(dān)過載電流 (此過載電流對(duì)SF6負(fù)荷開關(guān)來說仍在負(fù)荷開關(guān)額定開斷電流的范圍以內(nèi))和正常工作電流的關(guān)合和開斷，并且還要求承擔(dān)“轉(zhuǎn)移電流”的開斷。而變壓器高壓側(cè)的短路保護(hù)和過載保護(hù)由高壓限流熔斷器來承擔(dān)。這時(shí)一組SF6負(fù)荷開關(guān)及三個(gè)帶觸發(fā)器的熔斷器，只要任何一個(gè)觸發(fā)器動(dòng)作，其聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)使負(fù)荷開關(guān)三相同時(shí)自動(dòng)分閘。兩者有機(jī)的結(jié)合起來，就可滿足配電系統(tǒng)各種正常和故障情況下運(yùn)行操作及保護(hù)的要求。

2 SF6負(fù)荷開關(guān)的性能特點(diǎn)

全國(guó)各地都在進(jìn)行中的農(nóng)網(wǎng)改造，為使配電網(wǎng)安全可靠，在配電裝置中使用SF6負(fù)荷開關(guān)與高壓限流熔斷器組合，是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠又安全可靠的電器。根據(jù)SF6負(fù)荷開關(guān)的性能和實(shí)際使用的效果，如果廣泛使用SF6負(fù)荷開關(guān)+高壓限流熔斷器組合電器，可以明顯降低電網(wǎng)投資，也達(dá)到安全運(yùn)行的目的。SF6負(fù)荷開關(guān)的性能良好，已普遍得到用戶的認(rèn)可，其具有電氣壽命長(zhǎng)、開斷力強(qiáng)等與真空負(fù)荷開關(guān)有共同的優(yōu)點(diǎn)。開關(guān)有“閉合、斷開、接地”三種位置，具有閉鎖功能，可防止誤操作，由彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)觸頭轉(zhuǎn)動(dòng)，不受人為操作因素影響；事故情況下，SF6氣體沖破安全隔膜后壓力下降，氣體直接噴向柜體后部，保證人身安全。SF6氣體具有優(yōu)良的滅弧性能，分閘時(shí)，其電弧和氣體之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)熄滅電弧。當(dāng)動(dòng)靜觸頭分離時(shí)，電弧出現(xiàn)在永久磁鐵所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)中，并和電弧作用使用電弧靜觸頭旋轉(zhuǎn)，電弧拉長(zhǎng)并依靠SF6氣體使其在電流過零時(shí)熄滅。動(dòng)靜觸頭間的距離足以承受恢復(fù)過電壓。

3 SF6負(fù)荷開關(guān)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用

一般樞紐變電所用的中壓開關(guān)，都采用斷路器作為控制和保護(hù)裝置，而且要具有自動(dòng)重合閘。而環(huán)網(wǎng)中各配電所的供電容量一般不大，其額定電流小于環(huán)網(wǎng)的額定電流，也不要求重合閘，所以環(huán)網(wǎng)配電所的供電單元可以采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉而性能又能滿足要求的負(fù)荷開關(guān)與熔斷器的組合電器。用負(fù)荷開關(guān)與熔斷器組合來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的斷路器，在國(guó)外已推行了半個(gè)世紀(jì)，在我國(guó)也已有使用。據(jù)有關(guān)資料介紹，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家負(fù)荷開關(guān)與斷路器產(chǎn)量之比為7∶1，而我國(guó)據(jù)1993年的初步統(tǒng)計(jì)，負(fù)荷開關(guān)與斷路器產(chǎn)量之比為1：6，2000年負(fù)荷開關(guān)與斷路器產(chǎn)量之比為1∶2.5，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大差距，同時(shí)也說明在我國(guó)，SF6負(fù)荷開關(guān)在中壓配電網(wǎng)中發(fā)展大有前途。

4 對(duì)SF6負(fù)荷開關(guān)的維護(hù)探討

進(jìn)行抽真空程序經(jīng)常會(huì)遇到以下5種誤操作,要注意防范。

4.1 抽真空和真空保持時(shí)應(yīng)施加的電壓。SF6開關(guān)設(shè)備的抽真空屬于粗真空范疇；絕緣擊穿電壓和真空度的關(guān)系是處于圖1的右側(cè)；在133Pa左右時(shí)，擊穿電壓處于最低點(diǎn)。因此，在抽真空和真空保持期間所施加的電壓，即使是低電壓，也是極其危險(xiǎn)的。建議:(1)抽真空和保持真空期間切記勿施電壓，即使是低電壓。(2)對(duì)于擴(kuò)建工程，如果新裝產(chǎn)品處于高電壓覆蓋區(qū),將產(chǎn)品進(jìn)、出線接線端子直接接地。

4.2 讀取真空度時(shí)不停泵和不與泵隔離。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)停泵并與泵隔離。但操作時(shí)，有時(shí)因圖方便或不理解，出現(xiàn)不停泵和不與泵隔離的情況下讀取真空度的現(xiàn)象。其后果往往是讀取值為虛假值。

4.3 返油現(xiàn)象。返油是指真空泵處于抽真空運(yùn)行期間，因失電而引起泵油倒灌進(jìn)入產(chǎn)品的事故。當(dāng)前，抽真空配用的泵大多是葉片泵或柱塞泵。將它與SF6氣瓶等原件組合在一起成為“充氣裝置”。將它與壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐等元件組合在一起成為“充放氣裝置”。正規(guī)的“裝置”都配有防返油、防破真空裝置。

5 SF6負(fù)荷開關(guān)水分超標(biāo)后的處理方法

水分超標(biāo)后的處理是指通過上述控制方法仍舊出現(xiàn)水分超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的應(yīng)急補(bǔ)救措施。通過此前的控制方法仍舊可能出現(xiàn)個(gè)別產(chǎn)品水分含量超標(biāo)的現(xiàn)象，這可能是因?yàn)樯鲜龅哪硞€(gè)控制環(huán)節(jié)沒有做到位的結(jié)果。為了盡量小的減少因水分含量超標(biāo)而造成的返修費(fèi)用，制定一個(gè)合理的應(yīng)急返修方案是必不可少的：首先應(yīng)確定水分含量的超標(biāo)數(shù)值，此環(huán)節(jié)是為了對(duì)后續(xù)的處理方式確定數(shù)據(jù)依據(jù)。如果測(cè)量的水分含量＞150×10-6但≤200×10-6，此時(shí)可以回收SF6氣體（水分測(cè)量要求內(nèi)充氣體達(dá)到額定工作壓力）并重新對(duì)氣室進(jìn)行抽真空處理，抽真空的過程仍舊按照前述方式進(jìn)行，即真空度達(dá)到100Pa后繼續(xù)抽40分鐘，然后停止真空泵并使產(chǎn)品靜置2小時(shí)；然后再進(jìn)行抽真空至100Pa并馬上充入額定壓力的SF6氣體，靜置24小時(shí)后重新進(jìn)行水分測(cè)量。通過實(shí)際檢驗(yàn)，經(jīng)過上述兩輪的抽真空加上靜置處理過程基本上能夠使氣室內(nèi)的水分含量回落到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求范圍以內(nèi)。如果測(cè)量的水分含量＞200×10-6就需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行解體并對(duì)零部件重新烘干處理并嚴(yán)格按照裝配過程中的水分控制措施進(jìn)行產(chǎn)品的裝配。將處理方法用水分含量為200×10-6界定的原因是從處理效率及成本節(jié)約方面考慮的。水分含量≤200×10-6此時(shí)水分超標(biāo)不大，通過簡(jiǎn)單的抽真空及靜置處理就能解決問題，如此處理不必承擔(dān)解體所造成的重新裝配的人員費(fèi)用和重新裝配的漏氣風(fēng)險(xiǎn)，是一個(gè)容易且經(jīng)濟(jì)的操作手段。

6 其它注意事項(xiàng)

在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行充氣時(shí)應(yīng)提前對(duì)充氣管路進(jìn)行干燥處理。長(zhǎng)時(shí)間未使用的充氣管路應(yīng)進(jìn)行烘干處理，短時(shí)間不用的充氣管路應(yīng)用干燥的氣體進(jìn)行吹拂處理，每次對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行充氣前都應(yīng)先對(duì)充氣管路進(jìn)行1分鐘的干燥氣體吹拂處理后再與產(chǎn)品連接，特別是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝的產(chǎn)品進(jìn)行充氣時(shí)更應(yīng)注意對(duì)充氣管路及接頭的干燥處理。用SF6氣瓶直接對(duì)產(chǎn)品充氣時(shí)應(yīng)注意充氣速度，以防止充氣速度過快造成充氣管路及充氣接頭結(jié)霜而造成凝結(jié)水進(jìn)入產(chǎn)品氣室內(nèi)。

結(jié)束語

通過對(duì)SF6開關(guān)的應(yīng)用和維護(hù)介紹，在量配電網(wǎng)中SF6負(fù)荷開關(guān)與斷路器的應(yīng)用，可得出如下結(jié)論：斷路器與繼電保護(hù)組合，具有所有保護(hù)功能與操作功能，性能安全可靠；除不能開斷短路（也不要求）外，SF6負(fù)荷開關(guān)與斷路器作用基本相同；SF6開關(guān)也可作為大容量油浸變壓器的保護(hù)；SF6負(fù)荷開關(guān)+限流熔斷器可一次性開斷短路，這與斷路器作用幾乎一樣；SF6負(fù)荷開關(guān)+限流熔斷器不比斷路器效果差，但費(fèi)用要低得多；大量推廣應(yīng)用SF6負(fù)荷開關(guān)+限流熔斷器,可以降低配電網(wǎng)的投資，促進(jìn)農(nóng)網(wǎng)改造進(jìn)程。要有效的控制SF6開關(guān)設(shè)備氣室中的水分含量除了需要好的有效的裝配工藝外，裝配員工的工作責(zé)任心也是非常重要的環(huán)節(jié)，只有責(zé)任心強(qiáng)的員工配合上好的工藝流程才能裝配出優(yōu)良的產(chǎn)品。

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[2]侯惠娥.SF6氣體中含水量問題的研究[J].高壓電器，1993（5）：18~21.

[3]GB1984.高壓交流斷路器.

[4]張節(jié)容等.高壓電器原理和應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，1989.