断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流,并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件(包括短路条件)下的电流的开关装置。
六氟化硫断路器是利用SF6气体为绝缘介质和灭弧介质的无油化开关设备,其绝缘性能和灭弧特性都大大高于油断路器。
1.为什么SF6气体绝缘强度高?
SF6气体负电性强,很容易吸收电子,能阻遏“电子崩”的形成。SF6分子直径大,能减弱与电子或SF6带电质点的碰撞游离。SF6的正、负离子极易重新组合合成SF6分子。因此SF6气体具有优良的绝缘性能,在比较均匀电场中,SF6气体绝缘强度为空气的2~3倍,在3个表压下接近绝缘油的绝缘强度;但SF6气体含有杂质和水分时,绝缘强度下降。
2.为什么SF6气体可用作断路器的灭弧介质?
六氟化硫断路器液压机构SF6气体具有优良的灭弧功能。SF6气体分子及其在高温时分解成的氟和氟化物,具有吸附自由电子而构成负离子的特性,使得SF6气体中燃烧的电弧弧压较低,弧径较细,弧的热惯性较小,这样,在交流电流过零以后,弧道中的气体很容易由等离子体恢复为绝缘介质,因而在相同条件下,采用SF6气体要比采用其他气体(例如压缩空气)能熄灭更大电流的电弧,亦能断开更大电流的电路。
由试验得知,在相同气压下,SF6气体的击穿强度为空气的2.5~3倍;当压力为0.26MPa时,其击穿强度已于与变压器油相当。因此,采用SF6气体为绝缘介质可使断路器的外形尺寸大大缩小。
3.SF6断路器的主要优点有哪些?
(1)SF6断路器有极好的开断性能,不仅大电流开断性能较好,而且在小电流开断时产生的过电压也较低。
(2)结构简单,体积紧凑,占地少。
(3)维护检修简单,允许多次开断,如:SF6断路器一般允许100%额定开断电流下可开断20次,50%额定开断电流下可开断40次,在额定电流下可开断2000次不用检修,使检修周期大幅延长。由于灭弧室断口少,可使检修调试工作量也相应减少。
六氟化硫断路器液压机构(4)安全性能高,纯SF6气体是稳定的化合物,对人体无害,也无火灾之虑。
4.SF6气体中混有水分有何危害?
SF6气体中混有水分,首先会引起化学腐蚀。干燥的SF6气体是非常稳定的,在温度低于500℃时一般不会自行分解。但在水分较多时,200℃以上就可能产生水解,生成物中的HF具有很强的腐蚀性,对生物肌体有强烈的腐蚀作用;另一生成物SO2遇水生成硫酸,也有腐蚀性。水分的危害,更重要的是在电弧作用下SF6分解过程中的反应,这一反应的最后生成有SOF2、SO2F4、SOF4、SF4和HF,都是有毒气体。
水分对绝缘的直接危害。通常,气体中混杂的水分是以水蒸气形式存在,在温度较低时可能因饱和凝结成露水附着在零件表面,在绝缘件表面上可能引起局部放电,甚至发展到沿面放电(闪络)。断路器中的SF6气体严重受潮还可能导致开断失调的严重后果。