硅谷杂志:刍议SF6负荷开关在配电网中的应用 |
2012-07-12 14:36 作者:徐君萍 陶秀文 来源:硅谷网 HV: 编辑: 【搜索试试】
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硅谷网7月12日消息 (原文载于《硅谷》杂志6月刊)结合SF6负荷开关在配电网中应用的实际情况,对SF6负荷开关的结构及其应用维护等问题进行具体分析与探讨,以更好地发挥SF6负荷开关的积极作用。
近年来,我国10kv负荷开关、负荷开关-熔断器组合电器等已经在配电网系统中广泛应用,由于具有电气接线便捷、快速实现保护动作等优势,得到社会普遍认可。SF6负荷开关集合接地开关、隔离开关及负荷开关于一体,并在一个充满气体的箱体中密封,是一组具有优越性能的开关设备。通过SF6负荷开关,可有效确保电流的正常运行,完成开断过程,同时负责转移电流的开断问题;另外,对于配电高压气的短路保护或者过载保护问题,也可通过高压限流熔断器来实现。由于SF6负荷开关的结构简单、操作便捷、可靠联锁,具备良好的应用价值。
1SF6负荷开关结构及应用
1.1开关室
开关室作为开关柜中最重要、最关键的环节,主要包括开关轴、负荷开关以及SF6气体等。在负荷开关中,被SF6气体充满,属于三工位三相旋转式刀闸;开关室主要由环氧树脂构成,具有极其优越的绝缘性能;开关室的刀闸具有安全性、可靠性特征,并且在动触头位置设置了两块特殊接触片,以镍洛合金为主要成分,一方面当刀闸处于分开或者何必状态,可以起到润滑剂作用,确保长期使用刀闸,不会再触头位置产生过大电阻;另一方面,由于镍洛合金的熔点较高,即使刀闸关合过程中出现短路电流,也不会由于瞬间电流产生较大热量而出现熔化现象;在母线和刀闸接触部分的设计,以静触头为主;除了满足基本的额定载流或者动稳定性、静稳定性之外,还对其结构进行优化,将一颗永磁铁镶嵌在静触头位置,这样在分闸过程中,每次动静接触头的分离,都会在永磁铁的电磁场中产生电弧,电弧围绕静触头做旋转动作,可拉长电弧的同时通过SF6气体,确保电流过零时出现熄灭反应,在动触头与静触头之间保持足够的距离确保恢复过电压。
SF6的负荷开关室具有安全性、可靠性等特征,由于触头位置的磨损相对较小,因此使用寿命有所延长。另外,开关轴也在开关室以及操作室中发挥重要作用,便于操作人员对开关合、分的室外控制,有效改善接地状态;在连接开关轴的位置采取双层密封,以此保障开关室的气密特征,极大降低SF6气体的泄漏率,可确保环网柜长期安全、稳定地运行。在开关室中,三氧二化铝也是重要组成部分之一,既可发挥干燥剂的作用,又可催促SF6的还原和再生,保证SF6的气体容量,降低电弧故障。即使开关室发生故障,甚至出现爆炸现象,在后部设计了泄压通道,可以起到一定保护作用,操作人员不会受到生命威胁。
1.2低压控制保护室
低压控制保护室中加装了指示灯、仪表设备、电动操作机构以及电缆故障报警器等。
1.3电缆连接室
电缆连接室的空间比较大,位于开关柜下部,可确保所有电缆的连接,一般开关柜中连接的电缆主要为铜芯或者铝芯电缆,截面积约25㎡。
1.4母线室
在母线室中,母线以铜管为主要材质,以搭接形式为主,极大增加载流量,缩短母线之间的距离。在母线的外层,包裹了一层热缩绝缘套管,并在静触头位置设置了均压罩,可均匀分布连接位置的电场,提高开关柜运行的稳定性。
1.5操作机构室
对于操作机构室来说,通过负荷开关与开关轴相连接,操作人员在操作孔中插入操作杆,自由完成分闸、合闸以及接地等操作。由于看不到开关接触头,因此在操作机构中设计了与开关轴相连的指示器,可明确表达接地开关、负荷开关等具体位置。在负荷开关、接地开关以及前门之间,以机械联锁作用连接,同时要求与“五防”需求相一致。在负荷开关、接地开关中装设快分、快合等弹簧操作功能,确保开关运行速度。
另外,该结构中的带熔断器保护开关中,设置了自动脱扣装置。如果开关柜出现短路问题,熔丝将在开始短路电流的半个周期内熔断,此时熔断器的撞针与脱扣装置发生碰撞,负荷开关做出跳闸反应,以此保障开关柜的安全,减少短路影响。再加上运行的机械性能极佳,因此可确保熔断器型负荷开关中,转移电流约1750A;在操作机构室的面板中,可在接地开关操作孔及负荷开关中加设挂锁,避免由于人为误操作而出现故障。
2应用SF6负荷开关的注意事项
一般情况下,在枢纽变电所中应用的中压开关,大多以断路器作为重要的控制及保护设备,同时具备自动重合闸功能。但是在环网运行中,配电所需要的供电容量不高,不需要设置重合闸。因此,在环网配电所中,供电单元可以选择负荷开关,具有结构简单、操作便捷、经济性能优越等特征。另外,还可选择以负荷开关和熔断器组合的方式,取代原有断路器运行,当前已在我国初步使用。
2.1熔断器的选择
根据生产厂家的专业指导,合理选择熔断器,由厂家对电器进行初步测试,对于不同的产品来说,都具有相配套的熔断器,如施耐德、ABB等品牌,因此尽量选择与厂家规定相一致的熔断器。对于同一组合电器来说,三相需要安装统一额定电流值以及型号的熔断器,否则将对组合电器的开断性能产生影响,不利于顺利运行。
2.2更换三相熔断器
完成动作之后,涉及到三相熔断器的更换问题;如果组合电器出现短路故障,如果其中某一个熔断器发生了熔断,则其余熔断器即使外观保持良好状态,也可能由于过电流原因出现故障,因此需要及时更换。
2.3水分超标的处理
如果SF6负荷开关柜中的各种控制方法没能生效,造成水分含量超标现象仍然存在,需引起足够的重视,采取必要的补救措施,提出有效的返修方案,减少由于故障而产生的各种损失,具体方法分析如下:
首先,对水分含量的超标数值有所了解,才能为具体的处理方法提供参考依据。如果测量水分含量处于150xlO-6~200xlO-6之间,可以对SF6气体进行回收,然后再次对气室进行抽真空操作;当真空度已经达到约100Pa之后,需要继续抽真空30分钟左右,然后停止操作真空泵,静置产品约2h;再次进行抽真空操作,当达到100Pa,即可充入与标准相符的SF6气体,静置一天时间后,重新测量水分;此时如果测量的水分含量仍然在200xlO-6以上,就应该解体产品,重新烘干零部件,严格遵循装配过程中控制水分的措施,再次装配产品。
之所以200xlO-6可以作为界定水分含量的重要参数,主要从处理效率、处理成本两方面来考虑,当水分含量处于200xlO-6以下,水分超标不严重,只要通过简单的抽真空处理并静置一定时间即可;这样既可减轻操作人员的工作压力,也可有效控制成本,并避免在重新装配过程中发生漏气风险可能性,是一种较为经济、实用的操作与控制手段。
由上可见,随着开关柜技术的日益发展与完善,SF6负荷开关进行了更加优化的改进,且提高安全性与稳定性,有效控制成本,具有明显的经济性。与当前较为常见的真空断路器或其他开关设备相比,SF6负荷开关的性价比更高,在城市供电网中更加适用,将成为今后配网供电中的首选设备,具有极好的发展前景。
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