文档介绍：SF6高压断路器开断短路电流的分析探讨
1 引言
目前SF6断路器在系统中大量使用,SF6断路器与以前的油断路器相比,很重要的一个优点就是灭弧机理的改进,从而延长了使用寿命,减少了运行检修工作。
随着电力走向市场,对供电可靠性的要求越来越高,电气设备的状态检修正逐步开展,对SF6高压断路器而言,许多厂家对密封、机构传动等在机械寿命内都可以做到免维护,确定高压断路器停电检修或更换主要根据其开断短路电流的次数。因此,在高压断路器设备的招标中,断路器开断额定短路电流的次数已成为一个重要指标。
2 SF6断路器的主要灭弧形式
变开距灭弧结构的主要形式
近年来大量进口和合资厂的断路器引进电力系统,主要有SIEMENS、ABB、ALSTOM、AEG等公司的产品。这类断路器都采用SF6作为绝缘介质,绝大多数生产厂生产的110 kV及以上的断路器灭弧室结构采用的都是变开距灭弧结构。其灭弧原理不外乎自能式、压气式、自能压气式三种形式。压气式建压快,触头不易磨损,在开断小电流时容易发生截流;自能式建压慢,对电弧触头易烧损,开断小电流时可靠性不高;自能压气式将两种方式结合起来,开断大电流用自能原理,开断小电流用吹气原理。另外国内的一些断路器生产厂也引进国外技术开发了部分产品,如西安高压开关厂的LENS定开距灭弧结构的特点
IEMENS公司生产的220 kV及以上断路器的灭弧室结构采用的是定开距压气式双向内喷射灭弧原理。两个配置有耐弧的石墨触头的静触头固定不动,由连杆带动引弧部位镶有引弧石墨园环的桥式动触头运动,实现断路器的分合闸。定开距灭弧室的石墨喷嘴是其主要特点,加工精确,电场均匀,耐弧性能极好,从而延长了电寿命。目前SIEMENS也已开始生产220 kV变开距灭弧原理的断路器。
3 短路开断试验
断路器的短路开断试验必须要有大容量的电源,即在短时间内能提供相当于电力系统短路时那样大的容量。当断路器的额定参数提高后,由于受试验水平和条件的限制,即使选择合成试验的方法(试验时用两个电源,一个供给电流,另一个供给电压)也难以满足试验要求,必须选择合理有效的试验方法。
目前国内断路器的开断试验由整体试验、单相试验和单元试验三种方式。整体试验是在组装完整的三相断路器上按照断路器规定的额定电压和额定短路开断电流进行三相试验。这种试验最接近于实际开断情况,考核产品的性能最真实。但要求的试验容量和断路器的额定短路开断容量相等,试验投资相当大,对于大容量断路器几乎不可能。一般整体实验仅限于35 kV及以下,。
对于110 kV及以上的断路器都采用单相试验的方法,若断路器的额定电压为U,额定短路开断电流为Is,整体试验要求的容量为P=√3UIs,,因而试验设备的容量P1= IS=/√3×IS=。因此各相分装的三相断路器绝大部分用单相试验来考核断路器的开断能力。过去大量使用的SENS采用定开距结构的断路器外,均达不到20次的要求。
如SIEMENS的110 kV 3AP1FG型,额定短路开断电流为40 kV,曲线反映满容量开断次数为17次;AEG公司110 kVS1-123 F1/3131型, kV,曲线反映满容量开断次数