文档介绍：SF6断路器构造及其工作原理
下面就是SF6断路器的简介
上电运营公司山西项目组赵勇
提纲
SF6断路器简介
为什么断路器用SF6气体
GL314型断路器灭弧室的结构及工作原理
FK-4型弹簧操作机构的构造及工作原理
SF6断路器简介
SF6开关利用压缩的SF6气体为灭弧和绝缘介质,利用电弧的能量,产生SF6压缩气体,熄灭电弧。用以切断额定电流和故障电流、转换线路、实现对高压输变电线路和电气设备的控制和保护,并配以操作机构进行分、合闸及自动重合闸。
SF6断路器简介
高压SF6气体是二十世纪初发现的,它应用于电工设备是在四十年代,第一次被用于断路器是在五十年代初。由于SF6气体同空气和变压器油相比有许多优异的电气绝缘和灭弧性能,近年来,SF6在电气设备上的应用有了很大的发展,尤其是在高压和超高压断路器上,还有全封闭组合电器。现在,新安装的110kV及以上电压等级的断路器,包括大部分的35kV断路器已经全部是SF6断路器了。 SF6分子由一个硫原子和六个***原子构成,六个***原子以共价键的形式和硫原子结合成一个中性分子,其原子量为146,大约是空气的五倍,也就是说它的密度也大约是空气的五倍。在常温下,SF6气体是无色、无味、无毒并且透明的惰性气体,它非常稳定,通常情况下很难分解;它既不溶于变压器油也不溶于水。
SF6断路器简介
我们都知道,对于理想气体有一个状态方程,即PV=GRT,其中P为气体压力;V为气体的体积;G为气体的重量;R为一个状态常量,对于SF6来说,R=*T(J焦耳)T为绝对温度。当SF6气体的状态发生变化时,它没有完全符合理想气体的状态方程,这主要因为它的分子量较大,当气体压力增大时,气体的密度相应增大,分子间的相互吸引作用开始显露,所以在实际工作中常用SF6的状态参数曲线来表示;SF6的状态参数曲线是一族曲线,每条线对应一个气体密度。在这里有几个重要的参数:SF6的熔点:温度T=-℃,压力。P=,在这一点上,SF6三态共存,即气态、液态、固态三种状态同时存在;SF6沸点:温度T=-℃,压力为一个大气压,在这一点上,SF6可以直接由固体变成气体。如果将饱和蒸汽曲线向上延伸,就得到了SF6气体的临界温度T=℃,临界压力P= kg/cm2,临界温度和临界压力表明了SF6气体可以被液化的最高温度和所需的最小压力。
SF6断路器简介
SF6的状态参数曲线在实际中有着非常广泛的的应用。如果一台SF6断路器,你知道了它的容积、正常工作时的气压和它的最低工作气压,你就可以计算出它所需要的SF6气量,它能够正常工作的最低环境温度和出现液化时的温度。例如:,在环境温度为20℃,(表压),那么在SF6的状态参数曲线中可以找到对应的密度曲线,得到气体密度为35kg/m3,,密度曲线与饱和蒸汽曲线的交点就是其液化温度(-35℃),当温度下降时,气体压力也随之下降,(表压)时,其温度为-30℃,这就是能工作的最低环境温度。当SF6气体的温度降低到液化温度后,SF6气体开始液化,但这个过程是一个渐进的过程,如果温度下降,它就沿饱和蒸汽曲线变化,压力和密度都同时下降,这将严重影响到SF6气体的灭弧性能,所以如果断路器工作在很低的环境温度下的时候,就要采取适当的措施,以保证气体的工作压力。
SF6断路器简介
SF6气体的稳定性比较好,在一般情况下不会分解,但是,SF6断路器内的情况比较复杂,如果没有电弧的话,SF6气体基本上不会与其他物质发生反应,但是由于断路器内不可能不发生电弧,而电弧又会产生高温、高压以及电晕,在这种情况下,SF6气体会发生分解,生成低***化物、硫化物和硫、***的单原子;请注意:这里有一个很重要的特性,就是这时生成的活性物质在电弧熄灭以后一般都能够重新结合成SF6分子,这对于断路器的下一次开断是很有利的,也大大减轻了检修的工作量;比如油断路器开断几次短路故障之后,变压器油的碳化就比较严重了,需要进行换油、检修触头等工作,而SF6断路器的问题就要好很多,它可以多次开断短路故障而不用检修。 SF6断路器里的SF6气体不可能是完全纯净的,会含有一些杂质,如水等,此外在断路器燃弧时也会产生一些触头材料的金属蒸汽,这些物质在电弧的作用下会同SF6气体发生化学反应,生成一些金属***化物、硫的低***化物、氢***酸,还有很少量的剧毒物质,如SOF2(***化亚硫酰),SO2F4(四***氧硫)等。
SF6断路器简介
生成的金属***化物大都是一些白色的粉状物质,它们会覆盖在