真空斷路器與SF6斷路器的比較

1、真空斷路器與 SF6 斷路器的比較40.5kV 真空斷路器與 SF6 斷路器選用比較1 、從巴申曲線理論 上看，真空斷路器非常適合額定電壓 40.5kV 及 40.5kV 以下的斷路器滅弧及絕緣， 而額定電壓在 72.5kV 及 72.5kV 以上的 SF6 斷路器在滅弧原理及絕緣性能上有較大的優(yōu)越性。2 、根據(jù)京都協(xié)議， SF6 氣體屬于溫室效應(yīng)氣體，屬于將來被禁止使用的氣體。從產(chǎn)品發(fā)展方面看， SF6 氣體被其他介質(zhì)取代是一種趨勢。3 、從產(chǎn)品運行可靠性看真空斷路器如果發(fā)生故障不會使事故擴大，而SF6 產(chǎn)品如果發(fā)生故障，就會發(fā)生 SF6 氣體爆炸，產(chǎn)生有害有毒的氣體，危及人身安全。4 、真

2、空斷路器屬于適用頻繁操作，真空滅弧室的零、部件屬于終身免維修產(chǎn)品，而SF6 斷路器規(guī)定滿容量開斷 3-6 次后，就必須對 SF6 滅弧室的觸頭和相應(yīng)的滅弧室零部件進行更換、維護。5 、真空斷路器滅弧室內(nèi)、外氣壓差為 1 個標準大氣壓，在真空封接爐直接焊接而成的，真空滅弧室的漏 氣率小于萬分之四； 而 SF6 斷路器滅弧室內(nèi)、 外氣壓差為 4-6 個標準大氣壓， 由于斷路器滅弧室是通過裝 配而成的，且有許多的密封面，所以 SF6 斷路器的漏氣率相對很高，可達百分之一到百分之三。l j3x6w%m6 、從性能參數(shù)看，真空斷路器額定短路開斷電流可達 31.5kA ，額定短路開斷電流開斷次數(shù)為 20

3、次，機 械壽命 10000 次，比較容易達成；而 SF6 斷路器由于需要很大操作功，要完成以上的參數(shù)困難很大，而 且加工成本較高。真空斷路器和 sf6 斷路器的應(yīng)用 !時間: 2008年12月05日 來源:本站原創(chuàng) 作者: 佚名 瀏覽次數(shù) :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(shù)中東國家， 趨向于 使用 SF6 斷路器；在日本和美國，喜歡采用真空斷路器；而在其他地區(qū)，兩種技術(shù)幾乎同 樣流行。多油和少油技術(shù)仍被中國、東歐、印地安和拉丁美洲等地區(qū)使用，但很快會被 SF6 斷路器和真空斷路器的技術(shù)所取代。下面本文主要對真空斷路器和 SF6 斷路器的發(fā)展趨勢、技術(shù)性能及適用范

4、圍，作簡單 論述。發(fā)展趨勢SF6 中壓斷路器目前采用“自吹”型系統(tǒng)，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(yīng)具有低截流性能。研究表明：銅、鉻合成材料是最好，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(xiàn)在已被用作觸頭的標準材料。最初采用特殊開關(guān)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(xù)不斷地沿觸頭表面旋轉(zhuǎn)， 從而避 免了局部過熱和不均勻的磨損。 對觸頭開關(guān)更進一步的改進是軸向磁場的開發(fā)， 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

5、器的機構(gòu)僅僅是實現(xiàn)簡單的“分- 合”或“合分”功能。當?shù)竭_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(gòu)是 一個典型的雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機構(gòu)，其性能要高度可靠。永磁操動機構(gòu) 包括固定式疊片鐵心、永久磁鐵、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(lián)鎖、分閘、合閘等，還包括自診斷設(shè)施。隨著永磁操 動機構(gòu)的機械系統(tǒng)的大大簡化， 部件的大量減少， 使故障的機率也相應(yīng)降低。 新型的磁力操 動機構(gòu)真空斷路器和磁力操動機構(gòu) SF6 斷路器，與先前的設(shè)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(xiàn)有開關(guān)柜重新裝備。傳感元件和電子設(shè)備的

6、集成 采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(tǒng)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， 并達到最高的可靠性目標； 減少部件接口的數(shù)量， 以方便在中壓二次配電系統(tǒng)中應(yīng) 用。這也是目前低壓配電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀。技術(shù)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(zhì)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(yù)期壽命內(nèi)，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(jù)斷路器所連接的架空線網(wǎng)絡(luò)

7、和是否采用重合閘等使用條件， 規(guī)定了斷路器應(yīng)能完成的操作次數(shù)。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。 采用現(xiàn)代觸頭 材料的真空斷路器， 也呈現(xiàn)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(tǒng)參數(shù)研究， 以確定是否需要裝設(shè)專門限制過電壓的裝置， 這主要取決于工業(yè)安裝 設(shè)備的特性。適用范圍1. 架空線路和電纜：當用于切斷和保護以架空線為主的配電網(wǎng)時，真空斷路器和 SF6 斷路器均能滿足要求。2. 變壓器：現(xiàn)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(shù)低于 3.0。在某些特殊場合，如用真空斷路器來切斷工業(yè)設(shè)備中的

8、干式變壓器，則推 薦裝設(shè)避雷器。3. 電容器組：這兩種斷路器均適用于電容器組無重燃切換。當成組切換時，可能需要 裝設(shè)電抗器， 以便沖擊電流。 斷路器的同步控制技術(shù)是解決這個問題的一種有效方案， 特別 是 SF6 斷路器適用于額定電壓高于 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于 這種場合。5. 并聯(lián)電抗器： SF6 斷路器適用于切換并聯(lián)電抗器，通常其過電壓倍數(shù)低于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，這兩種斷路器均可采用， 但在某些低頻電源的場合 （如 16.67 赫茲 ）

9、，則推薦采用真空斷路器。從使用觀點看， 這兩種斷路器在技術(shù)上是互補的。經(jīng)濟因素、 使用者的愛好、 制造能力 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 便作出最好的選擇。中壓開關(guān)柜內(nèi)真空和 SF6斷路器應(yīng)用中壓開關(guān)柜內(nèi)真空和SF6斷路器應(yīng)用摘要：主要論述了中壓開關(guān)柜內(nèi)真空和 SF6斷路器的選用問題， 并列舉了典型的應(yīng)用實例, 可供產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計參考。關(guān)鍵詞：斷路器 選擇應(yīng)用1 前言SF6和真空開關(guān)柜受到世界各地的青睞，表1粗略示出了 1998年各種中壓開關(guān)柜在世界各

10、地的占有份額。在歐洲和大多數(shù)中東國家趨向于用SF6斷路器；在中國、日本和美國明顯喜歡采用真空斷路器； 而在其他地區(qū)，兩種技術(shù)幾乎同樣流行。 多油和少油技術(shù)在中國、 東歐、印地安和拉丁美洲等地區(qū)仍有少量使用，但趨勢十分明顯，將很快被SF6和真空技術(shù)所取代。吏11998年各種中壓開關(guān)柜在世界各地的占有份額%型式雙國拉丁美洲西歐東歐中東和北中國日誦安亞洲真空9255406035788R60SF.37602065101040其他820122ABB公司表2列出了 ABB公司近幾年中SF6和真空斷路器的市場占有情況?？梢?在兩種技術(shù)的發(fā)展上是互補的。表2 ABB公司中壓斷路器的市場占有比例IH%S!式19

11、9119921993199419951996199719981999真空353633384035525256SF&4244545254憶J4*6 -苴他232013106 (a 0T/HL 匚 i中國 qao T tJ-i vav .處師屈f 1 J近年來，國內(nèi)外對兩種技術(shù)的最新、最重要的發(fā)展是采用永磁操動機構(gòu)，并將有關(guān)的傳感元件集成在開關(guān)柜內(nèi)。2 電弧遮斷特性2.1 SF6斷路器SF6中壓斷路器目前采用自吹型系統(tǒng)。自動吹氣型斷路器的操作能量比較小，但具有 良好的性能，如切斷短路電流時電弧能量小，其電氣壽命較長；開斷小的感性電流時，其過電壓倍數(shù)低于2.5倍。2.2 真空斷路器真空斷路器

12、觸頭在分、 合閘操作時必須具有高的抗電弧腐蝕性能；當開斷小電流時，應(yīng)具有低截流性能。對材料的研究表明，銅、鉻合成材料是最好、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(xiàn)在已被用作觸頭的標準材料。最初采用特殊形 狀的觸頭，以防止電弧接觸面上的徑向磁場，強迫弧根連續(xù)不斷地沿觸頭表面旋轉(zhuǎn)，從而防止局部過熱和不均勻的磨損。對觸頭形狀更進一步的改進是軸向磁場的開發(fā)，該軸向磁場能將弧根均勻地分配在整個觸頭表面。3 SF6和真空斷路器的發(fā)展趨勢3.1 永磁操動機構(gòu)從表面上看，斷路器的操動機構(gòu)僅是實現(xiàn)簡單的分-合”或 合-分”功能。當?shù)竭_所要求的位置時，要確保觸頭保持在該位置上，直到接

13、到改變位置的命令為止。因此，操動機構(gòu)是一個典型的雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機構(gòu)，其性能要高度可靠。以往，長期采用機械彈簧和凸輪機構(gòu)。永磁操動機構(gòu)包括固定式疊片鐵心、永久磁鐵、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，如聯(lián)鎖、分閘、合閘等，還包括自診斷設(shè)施。電解電容提供分 合閘線圈所需的沖擊功率。永磁操動機構(gòu)的機械系統(tǒng)大大簡化了，其部件的大量減少， 使故障的幾率也相應(yīng)降低，從而降低了操動夢見的維護水平2。新型的真空和 SF6磁力操動機構(gòu)斷路器，與先前的設(shè)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(xiàn)有開關(guān)柜重新裝備。3.2 傳感元件和電子設(shè)備的集成采用合適的軟件和必需的電流、

14、 電壓傳感元件， 將保護功能集成在斷路器的控制系統(tǒng)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， 并達到最高的可靠性目 標，最少的部件接口， 以方便在中壓二次配電系統(tǒng)中應(yīng)用。 這也是目前低壓配電系統(tǒng)的發(fā)展 現(xiàn)狀。4 技術(shù)性能4.1 電氣和機械壽命使用經(jīng)驗表明，真空和 SF6 斷路器均可認為是免維護的。高質(zhì)量的 SF6 斷路器和真空 斷路器完全滿足 IEC60056 中 B 級斷路器標準要求。 這就是說， B 級斷路器在預(yù)期壽命內(nèi)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(jù)斷路器所連接的架空線網(wǎng)絡(luò) 和是否采用重合閘等使用條件，規(guī)定了斷路器應(yīng)能完成的操作

15、次數(shù)。4.2 操作過電壓SF6 斷路器具有低的操作過電壓水平，而無需外加任何裝置。采用現(xiàn)代觸頭材料的真空斷路器， 也呈現(xiàn)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(tǒng)參數(shù)研究， 以確定是否需要裝設(shè)專門的限制過電壓的裝置， 這 主要取決于工業(yè)安裝設(shè)備的特性。5 應(yīng)用舉例（ 1）架空線路和電纜：當用于切斷和保護架空線配電網(wǎng)時，真空和SF6 斷路器均滿足要求。（ 2）變壓器：現(xiàn)代真空和 SF6 斷路器適合切斷空載變壓器的勵磁電流，而過電壓倍數(shù) 低于 3.0 。在某些特殊場合，如用真空斷路器來切斷工業(yè)設(shè)備中的干式變壓器時，則推薦裝 設(shè)避雷器。（ 3）電動機： 當斷路器用于切斷

16、電動機時， 必須對操作過電壓的問題給予充分的注意。 過電壓的目標限值為小于 2.5 倍，兩種斷路器均可達到。 當真空斷路器用來切斷小電動機時 （起動電流小于 600A ），由于電弧多次重燃的緣故，可能需要采取限制過電壓的措施，而 這種現(xiàn)象出現(xiàn)的概率很低。（4）電容器組：兩種技術(shù)均適用于電容器組無重燃切換。當成組切換時，可能需要裝 設(shè)電抗器， 以便限制沖擊電流。 斷路器的同步控制技術(shù)是解決這個問題的一種有效方案。 特 別推薦 SF6 斷路器應(yīng)用于額定電壓高于 27kV 的場合。（5）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 于這種場合。2.5。6）并聯(lián)電抗器： SF6 斷路器適用于切換并聯(lián)電抗器，通常其過電壓倍數(shù)低于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。（7）電氣化鐵路牽引：原則上，兩種斷路器均可采用，但在某些低頻電源的場合（如 16.67Hz ），則推薦采用真空斷路器。6 結(jié)語從使用觀點看， SF6 和真空兩種技術(shù)是互補的。經(jīng)濟因素、使用者的愛好、國家中的 習(xí)