高压chapter5(下).ppt
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第五章常用高压电器(下)5.55.5:
六氟化硫断路器和变电站六氟化硫断路器和变电站一为什么使用一为什么使用SF6SF6制造高压断路器?
六氟化硫制造高压断路器?
六氟化硫断路器有哪些优点?
断路器有哪些优点?
答:
答:
11、SF6SF6是由是由SS和和FF合成的一种化学气体合成的一种化学气体,是比空气是比空气重重55倍倍,是无色、无臭、无毒、不燃的惰性气体是无色、无臭、无毒、不燃的惰性气体22、SF6SF6分子是有很强的负电性,能吸附电子形成分子是有很强的负电性,能吸附电子形成惰性离子(惰性离子(SF6-SF6-),这样在),这样在SF6SF6气体中就不存气体中就不存在自由电子,所以绝缘性能良好,在在自由电子,所以绝缘性能良好,在2-32-3大气大气压下压下SF6SF6能达到变压器油的绝缘强度能达到变压器油的绝缘强度33、由于、由于SF6SF6具有很好的高温导热性以及捕捉电子具有很好的高温导热性以及捕捉电子能力强,在电弧熄灭后就能很快恢复绝缘,所能力强,在电弧熄灭后就能很快恢复绝缘,所以以SF6SF6灭弧能力要比空气大灭弧能力要比空气大100100倍倍由于由于SF6SF6具有以上优越的性能,所以成为制造高压断具有以上优越的性能,所以成为制造高压断路器和高压开关设备的良好介质,路器和高压开关设备的良好介质,SF6SF6高压断路器具有一高压断路器具有一系列优点:
系列优点:
、灭弧室断口耐压高,、灭弧室断口耐压高,SF6SF6断路器单断口耐压和开断电断路器单断口耐压和开断电流参数比油和空气断路器要高,目前已达到单断口流参数比油和空气断路器要高,目前已达到单断口245kV245kV、50kA50kA水平,这样就减少了超高压断路器断口数,从而简水平,这样就减少了超高压断路器断口数,从而简化了结构,缩小了占地面积化了结构,缩小了占地面积、开断容量大,、开断容量大,SF6SF6断路器额定开断电流达断路器额定开断电流达40-63kA40-63kA,最大已达最大已达80kA80kA、电气寿命长,检修间隔周期长,目前、电气寿命长,检修间隔周期长,目前SF6SF6断路器一般断路器一般能达到额定开断电流能达到额定开断电流10-2510-25次,检修周期可达次,检修周期可达10-2010-20年年、开断性能优异,、开断性能优异,SF6SF6断路器不仅开断短路性能好,并断路器不仅开断短路性能好,并且具有开断空载长线和空载变压器不重燃,过电压低等且具有开断空载长线和空载变压器不重燃,过电压低等优点优点、没有火灾危险、没有火灾危险二、二、SF6气体是否有毒?
使用时应注意哪些问题?
气体是否有毒?
使用时应注意哪些问题?
答:
纯净的答:
纯净的SF6气体是惰性气体,没有毒性。
但气体是惰性气体,没有毒性。
但SF6气体气体重量是空气的重量是空气的5倍,所以当开关室或电缆沟内有大量倍,所以当开关室或电缆沟内有大量SF6气体溢出时,气体溢出时,SF6不断从底处向高处堆积,而把空不断从底处向高处堆积,而把空气赶走,所以在进入有气赶走,所以在进入有SF6气体溢出的场合时,应开气体溢出的场合时,应开启窗户或启动通风设备排除启窗户或启动通风设备排除SF6气体,待其稀薄后才气体,待其稀薄后才能进入。
对于长期工作环境,能进入。
对于长期工作环境,SF6气体的允许浓度按气体的允许浓度按美国卫生标准建议为美国卫生标准建议为1000PPM三、在拆开三、在拆开SF6SF6断路器灭弧室时,如何处理低氟化物和白断路器灭弧室时,如何处理低氟化物和白色粉末?
色粉末?
答:
答:
SF6SF6在电弧高温作用下,大量分解为在电弧高温作用下,大量分解为FF、SS原子以及低原子以及低氟化物,但绝大部分分解物在电弧熄灭后能在极短时氟化物,但绝大部分分解物在电弧熄灭后能在极短时间内(间内(1010-6-61010-7-7SS)复合成)复合成SF6SF6分子。
只有微量分解物分子。
只有微量分解物不能复合成稳定的不能复合成稳定的SF6SF6分子,而以低氟化物形成存在。
分子,而以低氟化物形成存在。
如如SFSF44、SOSO22FF22、SOFSOF22、SOSO22、COCO22、HFHF等。
由于这些成分等。
由于这些成分具有一定的毒性,所以在设计灭弧室时均考虑装设分具有一定的毒性,所以在设计灭弧室时均考虑装设分子筛或采用活性氧化铝,以便将这些有害成分吸收。
子筛或采用活性氧化铝,以便将这些有害成分吸收。
但为了安全起见,一般在开关气室抽空之后,再充入但为了安全起见,一般在开关气室抽空之后,再充入氮气或空气稀释后,反复抽真空氮气或空气稀释后,反复抽真空1122次,然后开启阀次,然后开启阀门将空气放入,方可拆开灭弧室门将空气放入,方可拆开灭弧室在打开灭弧室时,可以发现在触头和有关部件表面在打开灭弧室时,可以发现在触头和有关部件表面有一层白色的粉末,开断电流次数越多,则粉末越多。
有一层白色的粉末,开断电流次数越多,则粉末越多。
粉末的主要成分是氟化铜(粉末的主要成分是氟化铜(CuF2CuF2)和氟化钨()和氟化钨(WF3WF3),这),这是在电弧燃烧触头时生成的固体物质。
粉末为稳定的绝是在电弧燃烧触头时生成的固体物质。
粉末为稳定的绝缘物,没有毒性,但为安全起见,氟化物可用吸尘器吸缘物,没有毒性,但为安全起见,氟化物可用吸尘器吸收或用抹布轻轻擦下,集中在一起包起来,然后将粉末收或用抹布轻轻擦下,集中在一起包起来,然后将粉末深埋在地下,妥善处理。
深埋在地下,妥善处理。
四、四、SF6SF6断路器灭弧室的开断原理是怎样的?
断路器灭弧室的开断原理是怎样的?
答:
答:
SF6SF6断路器发展初期沿用压缩空气断路器的原理,将断路器发展初期沿用压缩空气断路器的原理,将SF6SF6压缩在高压罐内,在触头分断时,阀门打开,气流压缩在高压罐内,在触头分断时,阀门打开,气流经过触头间隙流向低压区,将电弧吹熄。
这种灭弧室经过触头间隙流向低压区,将电弧吹熄。
这种灭弧室称为双压式灭弧室。
考虑到称为双压式灭弧室。
考虑到SF6SF6熄弧性能强,后来又简熄弧性能强,后来又简化为单压式灭弧室。
化为单压式灭弧室。
单压式灭弧室中只充有低压单压式灭弧室中只充有低压SF6SF6气体(气体(5577大气压)大气压),分闸时靠动触头带动压气活塞,产生瞬时压缩气体,分闸时靠动触头带动压气活塞,产生瞬时压缩气体吹弧,所以又称为压气式断路器。
这一改进简化了结吹弧,所以又称为压气式断路器。
这一改进简化了结构,降低了成本。
现代高压断路器均采用这种型式的构,降低了成本。
现代高压断路器均采用这种型式的灭弧室。
灭弧室。
由于单压式断路器触头系统带有压气活塞由于单压式断路器触头系统带有压气活塞,所以要所以要求操动力较大求操动力较大,一般都采用气动或液压操动机构一般都采用气动或液压操动机构SFSF66断路器灭弧室结构和工作示意图断路器灭弧室结构和工作示意图11静触头;静触头;22绝缘喷嘴;绝缘喷嘴;33动触头;动触头;44气缸气缸(连同动连同动触头由操动机构传动触头由操动机构传动);55压压气活塞气活塞(固定固定);66电弧电弧五、五、SF6SF6断路器会漏气吗?
断路器会漏气吗?
答:
答:
SF6SF6断路器要在灭弧室和支持瓷套中充以断路器要在灭弧室和支持瓷套中充以5577个大气个大气压的压的SF6SF6气体,故对其密封结构的要求远较对油开关的气体,故对其密封结构的要求远较对油开关的严格。
虽然如此,气体还是要经过密封面和橡胶圈本严格。
虽然如此,气体还是要经过密封面和橡胶圈本身向外渗漏,降低漏气率必须以提高制造精度为代价,身向外渗漏,降低漏气率必须以提高制造精度为代价,因此过高的要求会使成本大为提高,经验表明,将断因此过高的要求会使成本大为提高,经验表明,将断路器每年的漏气量控制在路器每年的漏气量控制在SF6SF6气体总重量的气体总重量的113%3%(即(即年漏气率为年漏气率为113%3%)是合理的。
)是合理的。
测量年漏气率的方法是将断路器充气到额定气压测量年漏气率的方法是将断路器充气到额定气压后,用罩子罩好,经后,用罩子罩好,经2424小时后,测量罩内小时后,测量罩内SF6SF6的浓度,的浓度,并换算到已泄露并换算到已泄露SF6SF6气体重量与断路器内气体总重之比,气体重量与断路器内气体总重之比,以百分数表示以百分数表示六、什么叫六、什么叫SF6SF6全封闭组合电器?
它有何优全封闭组合电器?
它有何优点?
其用途如何?
点?
其用途如何?
答:
答:
SF6SF6全封闭组合电器是将电力系统高压元件(除变压全封闭组合电器是将电力系统高压元件(除变压器外)按主接线方式有机地组合在一起,并全部封闭器外)按主接线方式有机地组合在一起,并全部封闭于接地的金属筒内,充以于接地的金属筒内,充以SF6SF6气体做为绝缘和灭弧介质,气体做为绝缘和灭弧介质,形成一封闭的高压开关装置。
形成一封闭的高压开关装置。
由于由于SF6SF6气体具有良好的绝缘和灭弧性能,所以用气体具有良好的绝缘和灭弧性能,所以用SF6SF6组合电器建造变电站具有一系列优点:
组合电器建造变电站具有一系列优点:
SF6SF6组合电器变电站和常规变电站比较,其相对占地组合电器变电站和常规变电站比较,其相对占地面积和空间,随着电压增高而相对地大幅度缩小(概面积和空间,随着电压增高而相对地大幅度缩小(概括来说,括来说,110kV110kV约为敞开式的约为敞开式的1/101/10;220kV220kV约为约为1/201/20,500kV500kV约为约为1/501/50),从而使变电站实现了小型化),从而使变电站实现了小型化由于电气部分封闭于金属壳内,不受环境变化的影响。
由于电气部分封闭于金属壳内,不受环境变化的影响。
因此,因此,SF6SF6断路器两次维修间的开断次数多,可达满容断路器两次维修间的开断次数多,可达满容量的量的10102020次,所以能使设备维修期延长,一般可以次,所以能使设备维修期延长,一般可以10102020年不检修年不检修变电站安装可实现快速,优质,费用低。
由于组合电变电站安装可实现快速,优质,费用低。
由于组合电器是成套运输到现场,所以现场安装工作量小,安装速器是成套运输到现场,所以现场安装工作量小,安装速度快,安装费用仅为敞开式变电站的度快,安装费用仅为敞开式变电站的60%60%创造了良好的工作环境,不燃烧,爆炸;噪声小创造了良好的工作环境,不燃烧,爆炸;噪声小,无污无污染和抗高电场干扰等染和抗高电场干扰等综合性技术经济指标高,由于既占地面积小,又加强综合性技术经济指标高,由于既占地面积小,又加强了可靠性,故全封闭电站造价经济合理,在电压高时尤了可靠性,故全封闭电站造价经济合理,在电压高时尤为突出为突出由于具有上述优点,故由于具有上述优点,故SF6SF6组合电器组合电器特别适合用于城特别适合用于城市供电、工业区供电、水电站、地下变电站以及有各类市供电、工业区供电、水电站、地下变电站以及有各类污染的沿海电站、化工、钢铁等企业供电污染的沿海电站、化工、钢铁等企业供电七、七、SF6SF6断路器的缺点是什么?
断路器的缺点是什么?
答:
答:
11、在电弧作用下,金属蒸气与、在电弧作用下,金属蒸气与SF6SF6气体分解物起反气体分解物起反应,生成绝缘性能很好的细粉末,沉积在触头表面,应,生成绝缘性能很好的细粉末,沉积在触头表面,使得触头接触电阻增加,不能可靠工作。
所以在频繁使得触头接触电阻增加,不能可靠工作。
所以在频繁操作的低压电器中不能用操作的低压电器中不能用SF6SF6作灭弧介质作灭弧介质22、在高温下会分解出有毒、腐蚀性的气体,对铝合金严、在高温下会分解出有毒、腐蚀性的气体,对铝合金严重腐蚀,对酚醛树脂、瓷绝缘也有损害。
解决办法是重腐蚀,对酚醛树脂、瓷绝缘也有损害。
解决办法是将将SF6SF6与与N2N2混合使用,当混合使用,当SF6SF6含量超过含量超过20%30%20%30%时,其绝时,其绝缘强度和全充缘强度和全充SF6SF6时相同,而腐蚀性大大减少时相同,而腐蚀性大大减少33、温室效应、温
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