真空斷路器和SF6斷路器是開關(guān)柜內(nèi)的主要器件,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斷路器和真空技術(shù)所取代。有關(guān)數(shù)據(jù)表明,目前包括ABB在內(nèi)的電氣行業(yè)跨國公司在兩種技術(shù)的發(fā)展上是互補(bǔ)的.
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(jī)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
2.1SF6斷路器
SF6斷路器目前采用自吹型系統(tǒng)。自動吹氣型斷路器的操縱能量比較小,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
真空斷路器觸頭在分、合閘操縱時必須具有高的抗電弧腐蝕性能;當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)材料。最初采用特殊外形的觸頭,以防止電弧接觸面上的徑向磁場,強(qiáng)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。對觸頭外形更進(jìn)一步的改進(jìn)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。
3SF6斷路器和真空斷路器的發(fā)展趨勢
3.1永磁操動機(jī)構(gòu)
從表面上看,斷路器的操動機(jī)構(gòu)僅是實(shí)現(xiàn)簡單的“分-合”或“合-分”功能。當(dāng)?shù)竭_(dá)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,操動機(jī)構(gòu)是一個典型的雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu),其性能要高度可靠。以往,長期采用機(jī)械彈簧和凸輪機(jī)構(gòu)。
永磁操動機(jī)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(jī)構(gòu)的機(jī)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(hù)水平[2]。新型的真空和SF6磁力操動機(jī)構(gòu)斷路器,與先前的設(shè)計(jì)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須的電流、電壓傳感元件,將保護(hù)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(hù)和切換功能的智能型自動化裝置,并達(dá)到最高的可靠性目標(biāo),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(jī)械壽命
使用經(jīng)驗(yàn)表明,真空斷路器和SF6斷路器均可以為是免維護(hù)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(biāo)準(zhǔn)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(hù),而僅需要對其他部件進(jìn)行維護(hù)。IEC根據(jù)斷路器所連接的排擠線網(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)能完成的操縱次數(shù)。
4.2操縱過電壓
SF6斷路器用具有低的操縱過電壓水平,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?cái)嚯娏。然而,在特殊的使用場合,可能需要進(jìn)行具體的系統(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,這主要取決于產(chǎn)業(yè)安裝設(shè)備的特性。
5應(yīng)用舉例
(1)排擠線路和電纜:當(dāng)用于切斷和保護(hù)排擠線配電網(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產(chǎn)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(jī):當(dāng)斷路器用于切斷電動機(jī)時,必須對操縱過電壓的題目給予充分的留意。過電壓的目標(biāo)限值為小于2.5倍,兩種斷路器均可達(dá)到。認(rèn)真空斷路器用來切斷小電動機(jī)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(dāng)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)是解決這個題目的一種有效方案。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(diǎn)是操縱頻繁、大電流、短間隔。真空斷路器特別適用于這種場合。
(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2.5。當(dāng)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(diǎn)看,SF6斷路器和真空斷路器兩種技術(shù)是互補(bǔ)的。經(jīng)濟(jì)因素、使用者的愛好、國家中的習(xí)慣、制造能力和特殊切換要求等,是決策者確定斷路器型式的主要因素。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額外因素,此時,可能需要進(jìn)行綜合性研究,以便做出最好的選擇。
源于科技,創(chuàng)新不止。襄陽源創(chuàng)電氣有限公司聯(lián)系電話:13508662630.
TAG:開關(guān)柜真空斷路器與SF6斷路器區(qū)別
地址:
http://www.iyuoxtl.cn/xinwendongtai/xingyexinwen/1042.html 轉(zhuǎn)載請注明出處!(責(zé)任編輯:襄陽源創(chuàng)電氣)