浅淡真空断路器和SF6断路器的应用

  SF6断路器和真空断路器受到了世界各地的青睐。在欧洲和大多数中东国家,趋向于使用SF6断路器;在日本和美国,喜欢采用真空断路器;而在其他地区,两种技术几乎同样流行。多油和少油技术仍被中国、东欧、印地安和拉丁美洲等地区使用,但很快会被SF6断路器和真空断路器的技术所取代。
下面本文主要对真空断路器和SF6断路器的发展趋势、技术性能及适用范围,作简单论述。
发展趋势
SF6中压断路器目前采用“自吹”型系统,自动吹气型断路器的能量比较小,但具有良好的性能。
真空断路器触头在分、合闸操作时,必须具有较高的抗电弧腐蚀性能;当开断小电流时,应具有低截流性能。研究表明:铜、铬合成材料是 ,是最能满足要求的触头材料,而含铬量为20%-60%的铜、铬合成材料,现在已被用作触头的标准材料。最初采用特殊开关的触头,目的是防止电弧接触面上的径向磁场,强迫弧根连续不断地沿触头表面旋转,从而避免了局部过热和不均匀的磨损。对触头开关更进一步的改进是轴向磁场的开发,该轴向磁场能将弧根均匀地分配在整个触头表面。
 从表面上看,断路器的机构仅仅是实现简单的“分--合”或“合—分”功能。当到达所要求的位置时,要确保触头保持在该位置上,直到接到改变位置的命令为止。因此,机构是一个典型的双稳态执行机构,其性能要高度可靠。
  永磁操动机构 包括固定式叠片铁心、 磁铁、合闸和分闸线圈及专用电子装置等,能提供所有电子式的辅助功能,例如联锁、分闸、合闸等,还包括自诊断设施。随着永磁操动机构的机械系统的大大简化,部件的大量减少,使故障的机率也相应降低。新型的磁力操动机构真空断路器和磁力操动机构SF6断路器,与先前的设计一样,相互具有完全的可互换性。这种可互换性,能以最少的投资将现有开关柜重新装备。
传感元件和电子设备的集成 采用合适的软件和必需的电流、电压传感元件,将保护功能集成在断路器的控制系统中,使断路器成为一个完整的具有保护和切换功能的智能型自动化装置,并达到 的可靠性目标;减少部件接口的数量,以方便在中压二次配电系统中应用。这也是目前低压配电系统的发展现状。
技术性能
电气和机械寿命 使用效果表明,真空断路器和SF6断路器可免维护。高质量的SR6断路器和真空断路器,完全满足国际电工委员会标准IEC60056《高压交流断路器》中,B级断路器的要求。这就是说,B级断路器在预期寿命内,对断口部件不需要维护,而仅需要对其他部件进行维护。IEC根据断路器所连接的架空线网络和是否采用重合闸等使用条件,规定了断路器应能完成的操作次数。
操作过电压 SF6断路器具有低操作过电压水平,而无需外加任何装置。采用现代触头材料的真空断路器,也呈现出低水平的截断电流。然而,在特殊的使用场合,可能需要进行详细的系统参数研究,以确定是否需要装设专门限制过电压的装置,这主要取决于工业安装设备的特性。
适用范围
  1. 架空线路和电缆:当用于切断和保护以架空线为主的配电网时,真空断路器和SF6断路器均能满足要求。
  2. 变压器:现代真空断路器和SF6断路器,适合切断空载变压器的励磁电流,而过电压倍数低于3.0。在某些特殊场合,如用真空断路器来切断工业设备中的干式变压器,则推荐装设避雷器。
  3. 电容器组:这两种断路器均适用于电容器组无重燃切换。当成组切换时,可能需要装设电抗器,以便冲击电流。断路器的同步控制技术是解决这个问题的一种有效方案,特别是SF6断路器适用于额定电压高于 27千伏的场合。
  4. 电弧炉:切换电弧炉的特点是操作频繁、大电流、短间隔。真空断路器特别适用于这种场合。
  5. 并联电抗器:SF6断路器适用于切换并联电抗器,通常其过电压倍数低于2.5。当使用真空断路器时,在某些情况下可能需要外加限制过电压的措施。
6. 电气化铁路牵引:原则上,这两种断路器均可采用,但在某些低频电源的场合(如16.67赫兹),则推荐采用真空断路器。
 从使用观点看,这两种断路器在技术上是互补的。经济因素、使用者的爱好、制造能力和特殊切换要求等,是决策者确定断路器形式的主要因素。断路器与工作条件的匹配、频繁切换等特殊要求,可能是影响选择断路器型式的次要因素。此时,需要进行综合性研究,以便作出 选择。