浅析SF6开关设备在电网中的应用及维护要点

梁鸿华

（天生桥水力发电总厂，贵州 兴义 562400）

1 概述

负荷开关是介于断路器和隔离开关之间的一种开关电器，具有简单的灭弧装置，能切断额定负荷电流和一定的过载电流。使用SF6气体作为绝缘和灭弧介质的负荷开关称为SF6负荷开关，它既可以关合和开断负荷电流及过载电流，亦可以作为关合和开断空载线路、空载变压器及电容器组的开关使用。凡具有接通、断开和接地功能的三工作位负荷开关，都具有结构简单、价格便宜的特点，但是负荷开关不能开断短路电流。SF6负荷开关+熔断器组合电器是由SF6负荷开关来承担过载电流 (此过载电流对SF6负荷开关来说仍在负荷开关额定开断电流的范围以内)和正常工作电流的关合和开断，并且还要求承担“转移电流”的开断。而变压器高压侧的短路保护和过载保护由高压限流熔断器来承担。这时一组SF6负荷开关及三个带触发器的熔断器，只要任何一个触发器动作，其联动机构会使负荷开关三相同时自动分闸。两者有机的结合起来，就可满足配电系统各种正常和故障情况下运行操作及保护的要求。

2 SF6负荷开关的性能特点

全国各地都在进行中的农网改造，为使配电网安全可靠，在配电装置中使用SF6负荷开关与高压限流熔断器组合，是经济实惠又安全可靠的电器。根据SF6负荷开关的性能和实际使用的效果，如果广泛使用SF6负荷开关+高压限流熔断器组合电器，可以明显降低电网投资，也达到安全运行的目的。SF6负荷开关的性能良好，已普遍得到用户的认可，其具有电气寿命长、开断力强等与真空负荷开关有共同的优点。开关有“闭合、断开、接地”三种位置，具有闭锁功能，可防止误操作，由弹簧储能机构驱动触头转动，不受人为操作因素影响；事故情况下，SF6气体冲破安全隔膜后压力下降，气体直接喷向柜体后部，保证人身安全。SF6气体具有优良的灭弧性能，分闸时，其电弧和气体之间产生相对运动熄灭电弧。当动静触头分离时，电弧出现在永久磁铁所产生的电磁场中，并和电弧作用使用电弧静触头旋转，电弧拉长并依靠SF6气体使其在电流过零时熄灭。动静触头间的距离足以承受恢复过电压。

3 SF6负荷开关在配电网中的应用

一般枢纽变电所用的中压开关，都采用断路器作为控制和保护装置，而且要具有自动重合闸。而环网中各配电所的供电容量一般不大，其额定电流小于环网的额定电流，也不要求重合闸，所以环网配电所的供电单元可以采用结构简单、价格低廉而性能又能满足要求的负荷开关与熔断器的组合电器。用负荷开关与熔断器组合来代替传统的断路器，在国外已推行了半个世纪，在我国也已有使用。据有关资料介绍，工业发达国家负荷开关与断路器产量之比为7∶1，而我国据1993年的初步统计，负荷开关与断路器产量之比为1：6，2000年负荷开关与断路器产量之比为1∶2.5，与工业发达国家还有很大差距，同时也说明在我国，SF6负荷开关在中压配电网中发展大有前途。

4 对SF6负荷开关的维护探讨

进行抽真空程序经常会遇到以下5种误操作,要注意防范。

4.1 抽真空和真空保持时应施加的电压。SF6开关设备的抽真空属于粗真空范畴；绝缘击穿电压和真空度的关系是处于图1的右侧；在133Pa左右时，击穿电压处于最低点。因此，在抽真空和真空保持期间所施加的电压，即使是低电压，也是极其危险的。建议:(1)抽真空和保持真空期间切记勿施电压，即使是低电压。(2)对于扩建工程，如果新装产品处于高电压覆盖区,将产品进、出线接线端子直接接地。

4.2 读取真空度时不停泵和不与泵隔离。标准规定应停泵并与泵隔离。但操作时，有时因图方便或不理解，出现不停泵和不与泵隔离的情况下读取真空度的现象。其后果往往是读取值为虚假值。

4.3 返油现象。返油是指真空泵处于抽真空运行期间，因失电而引起泵油倒灌进入产品的事故。当前，抽真空配用的泵大多是叶片泵或柱塞泵。将它与SF6气瓶等原件组合在一起成为“充气装置”。将它与压缩机、储气罐等元件组合在一起成为“充放气装置”。正规的“装置”都配有防返油、防破真空装置。

5 SF6负荷开关水分超标后的处理方法

水分超标后的处理是指通过上述控制方法仍旧出现水分超出国家标准时的应急补救措施。通过此前的控制方法仍旧可能出现个别产品水分含量超标的现象，这可能是因为上述的某个控制环节没有做到位的结果。为了尽量小的减少因水分含量超标而造成的返修费用，制定一个合理的应急返修方案是必不可少的：首先应确定水分含量的超标数值，此环节是为了对后续的处理方式确定数据依据。如果测量的水分含量＞150×10-6但≤200×10-6，此时可以回收SF6气体（水分测量要求内充气体达到额定工作压力）并重新对气室进行抽真空处理，抽真空的过程仍旧按照前述方式进行，即真空度达到100Pa后继续抽40分钟，然后停止真空泵并使产品静置2小时；然后再进行抽真空至100Pa并马上充入额定压力的SF6气体，静置24小时后重新进行水分测量。通过实际检验，经过上述两轮的抽真空加上静置处理过程基本上能够使气室内的水分含量回落到国家标准的要求范围以内。如果测量的水分含量＞200×10-6就需要对产品进行解体并对零部件重新烘干处理并严格按照装配过程中的水分控制措施进行产品的装配。将处理方法用水分含量为200×10-6界定的原因是从处理效率及成本节约方面考虑的。水分含量≤200×10-6此时水分超标不大，通过简单的抽真空及静置处理就能解决问题，如此处理不必承担解体所造成的重新装配的人员费用和重新装配的漏气风险，是一个容易且经济的操作手段。

6 其它注意事项

在对产品进行充气时应提前对充气管路进行干燥处理。长时间未使用的充气管路应进行烘干处理，短时间不用的充气管路应用干燥的气体进行吹拂处理，每次对产品进行充气前都应先对充气管路进行1分钟的干燥气体吹拂处理后再与产品连接，特别是对现场安装的产品进行充气时更应注意对充气管路及接头的干燥处理。用SF6气瓶直接对产品充气时应注意充气速度，以防止充气速度过快造成充气管路及充气接头结霜而造成凝结水进入产品气室内。

结束语

通过对SF6开关的应用和维护介绍，在量配电网中SF6负荷开关与断路器的应用，可得出如下结论：断路器与继电保护组合，具有所有保护功能与操作功能，性能安全可靠；除不能开断短路（也不要求）外，SF6负荷开关与断路器作用基本相同；SF6开关也可作为大容量油浸变压器的保护；SF6负荷开关+限流熔断器可一次性开断短路，这与断路器作用几乎一样；SF6负荷开关+限流熔断器不比断路器效果差，但费用要低得多；大量推广应用SF6负荷开关+限流熔断器,可以降低配电网的投资，促进农网改造进程。要有效的控制SF6开关设备气室中的水分含量除了需要好的有效的装配工艺外，装配员工的工作责任心也是非常重要的环节，只有责任心强的员工配合上好的工艺流程才能装配出优良的产品。

[1]朱德恒，严璋等.高电压绝缘[M].北京：清华大学出版社，1992,2.

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