淺淡真空斷路器和SF6斷路器的應用

  SF6斷路器和真空斷路器受到了世界各地的青睞。在歐洲和大多數中東國家,趨向于使用SF6斷路器;在日本和美國,喜歡採用真空斷路器;而在其他地區,兩種技術幾乎同樣流行。多油和少油技術仍被中國、東歐、印地安和拉丁美洲等地區使用,但很快會被SF6斷路器和真空斷路器的技術所取代。
下面本文主要對真空斷路器和SF6斷路器的發展趨勢、技術性能及適用範圍,作簡單論述。
發展趨勢
SF6中壓斷路器目前採用“自吹”型系統,自動吹氣型斷路器的能量比較小,但具有良好的性能。
真空斷路器觸頭在分、合閘操作時,必須具有較高的抗電弧腐蝕性能;當開斷小電流時,應具有低截流性能。研究表明:銅、鉻合成材料是 ,是最能滿足要求的觸頭材料,而含鉻量為20%-60%的銅、鉻合成材料,現在已被用作觸頭的標準材料。最初採用特殊開關的觸頭,目的是防止電弧接觸面上的徑向磁場,強迫弧根連續不斷地沿觸頭表面旋轉,從而避免了局部過熱和不均勻的磨損。對觸頭開關更進一步的改進是軸向磁場的開發,該軸向磁場能將弧根均勻地分配在整個觸頭表面。
 從表面上看,斷路器的機構僅僅是實現簡單的“分--合”或“合—分”功能。當到達所要求的位置時,要確保觸頭保持在該位置上,直到接到改變位置的命令為止。因此,機構是一個典型的雙穩態執行機構,其性能要高度可靠。
  永磁操動機構 包括固定式疊片鐵心、 磁鐵、合閘和分閘線圈及專用電子裝置等,能提供所有電子式的輔助功能,例如聯鎖、分閘、合閘等,還包括自診斷設施。隨着永磁操動機構的機械繫統的大大簡化,部件的大量減少,使故障的機率也相應降低。新型的磁力操動機構真空斷路器和磁力操動機構SF6斷路器,與先前的設計一樣,相互具有完全的可互換性。這種可互換性,能以最少的投資將現有開關櫃重新裝備。
傳感元件和電子設備的集成 採用合適的軟件和必需的電流、電壓傳感元件,將保護功能集成在斷路器的控制系統中,使斷路器成為一個完整的具有保護和切換功能的智能型自動化裝置,並達到 的可靠性目標;減少部件接口的數量,以方便在中壓二次配電系統中應用。這也是目前低壓配電系統的發展現狀。
技術性能
電氣和機械壽命 使用效果表明,真空斷路器和SF6斷路器可免維護。高質量的SR6斷路器和真空斷路器,完全滿足國際電工委員會標準IEC60056《高壓交流斷路器》中,B級斷路器的要求。這就是說,B級斷路器在預期壽命內,對斷口部件不需要維護,而僅需要對其他部件進行維護。IEC根據斷路器所連接的架空線網絡和是否採用重合閘等使用條件,規定了斷路器應能完成的操作次數。
操作過電壓 SF6斷路器具有低操作過電壓水平,而無需外加任何裝置。採用現代觸頭材料的真空斷路器,也呈現出低水平的截斷電流。然而,在特殊的使用場合,可能需要進行詳細的系統參數研究,以確定是否需要裝設專門限制過電壓的裝置,這主要取決于工業安裝設備的特性。
適用範圍
  1. 架空線路和電纜:當用於切斷和保護以架空線為主的配電網時,真空斷路器和SF6斷路器均能滿足要求。
  2. 變壓器:現代真空斷路器和SF6斷路器,適合切斷空載變壓器的勵磁電流,而過電壓倍數低於3.0。在某些特殊場合,如用真空斷路器來切斷工業設備中的干式變壓器,則推薦裝設避雷器。
  3. 電容器組:這兩種斷路器均適用於電容器組無重燃切換。當成組切換時,可能需要裝設電抗器,以便衝擊電流。斷路器的同步控制技術是解決這個問題的一種有效方案,特別是SF6斷路器適用於額定電壓高于 27千伏的場合。
  4. 電弧爐:切換電弧爐的特點是操作頻繁、大電流、短間隔。真空斷路器特別適用於這種場合。
  5. 並聯電抗器:SF6斷路器適用於切換並聯電抗器,通常其過電壓倍數低於2.5。當使用真空斷路器時,在某些情況下可能需要外加限制過電壓的措施。
6. 電氣化鐵路牽引:原則上,這兩種斷路器均可採用,但在某些低頻電源的場合(如16.67赫茲),則推薦採用真空斷路器。
 從使用觀點看,這兩種斷路器在技術上是互補的。經濟因素、使用者的愛好、製造能力和特殊切換要求等,是決策者確定斷路器形式的主要因素。斷路器與工作條件的匹配、頻繁切換等特殊要求,可能是影響選擇斷路器型式的次要因素。此時,需要進行綜合性研究,以便作出 選擇。