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第一节六氟化硫断路器一.SF6气体SF6气体是无色、无臭、无毒、不然烧的惰性气体有较强的绝缘性能和灭弧性能1.绝缘性能
①均匀电场和相同条件下,绝缘强度为空气的
2.5~3倍
②在3个大气压下绝缘强度相当于油(一般SF6开关,气压在
0.6MP附近)2.灭弧性能
①弧注导电率高,燃弧电压很低,能量小
②电流过零后,介质绝缘强度恢复较快,于空气相比恢复时间常数只有空气的1%,恢复速度是空气的100倍气体的液化﹣30°为液化温度,一般场合不装加热装置,20MPa易液化三.SF6气体的毒性在毒性方面,经过对动物进行的实验发现无任何生理变化,证明SF6气体是无毒的在SF6气体生产过程中,可能会伴有多种有毒气体;SF6气体在断路器中经电晕、火花及电弧的作用,也会产生多种有毒和腐蚀性气体及固体分解物这些气体主要有氟化亚硫酸(SOF2)、氟化硫酸(SO2F2)、四氟化硫(SF4)、四氟化硫酸(SOF4)、二氧化硫SO
2、十氟化硫(S2F10)、一氧十氟化硫(S2F10O)等;固体分解产物主要有氟化铜(CUF2)、二氟二甲基硅三氟化铝等粉末其中主要为剧毒的SOF、SOF2气体产生的多少,主要取决于SF6气体中的水分和含氧量的多少但是,由于SF6气体在高温(200-300℃)条件下极易分解,故在SF6气体分解生成物中,不存在剧毒的S2Fl0气体气体分解物即使是很小的量存在,也能够形成“报警”信号,例如刺激眼睛;类似于臭鸡蛋味(硫化氢)的难闻气味;还能够产生窒息危险等SOF对肺部有侵害可造成剧烈的肺水肿,使动物窒息而死亡,在致命的浓度下对眼睛和鼻内粘膜仍没有特别难受的感觉但是,类似于硫化氢刺鼻和令人恶心的气味,即SF6断路器中的固体分解物主要有氟化铜(CUF2)、二氟二甲基硅三氟化铝(AIF3)粉末等,因而多用吸附剂清除SF6气体中的水分和分解产物当具有净化系统时,一般在气体通路的上流设置活性氧化铝,主要吸附水分、SF6气体及对人体和电极均有害的HF气体;而在气体的下流设置X性合成沸石,主要吸附剩下的氟化硫(SOF2)及四氟化硫酸(SOF.)等当没有气体净化系统时,可将吸附剂置于电气设备里面的上部(因为分解产物比SF6气体轻),靠扩散和对流来吸收SF6气体中的毒性分解物,有的可以用吸附剂吸收去除,有的可以与酸溶液或碱溶液进行化学反应去除纯净的SF6气体是无毒的实验表明,对于动物和人类,吸入体内的SF6气体没有副作用反应,但在某些情况下,还应注意预防和降低SF6气体对工作人员的有害影响四.接触SF6气体工作人员应注意的事项(l)SF6气体质量比空气重,它在没有与空气充分混合的情况下,SF6气体有沉积于低处的倾向例如电缆沟、室内底层、容器的底部等在这些可能有大量SF6员的工作场所,SF6气体的最大允许浓度为1000μL/L进入室内工作之前,必须充分通风换气,排气装置必须装在室内的较低位置,以便彻底将可能泄漏的SF6气体排出室外
(2)SF6断路器中的SF6气体在投人运行之后的分解物对人类是极其有害的如在不适当的检修条件下工作,检修人员暴露在固态和气态的分解物之中,就会使没有保护的皮肤烧伤和引起呼吸系统的伤害,如果暴露的时间不长,这些损伤是可以恢复的,不会造成永久性的伤害;如果长时间吸入高浓度的气体分解物,就会5!起呼吸系统的急剧水肿而导致窒息等
(3)为了防止万一泄漏的气体吸入人体,必须在通风良好的条件下进行操作如闻到难闻的气味,或发现眼、口、鼻等有刺激症状,务必迅速离开;若操作人员不能离开,则应带上呼吸器;当条件许可时,应到空气新鲜的地方去,现场则必须彻底通风换气2.F6开关的特点1.断耐压高单元断口耐压比相同电压等级的油开关要高如220kv双断器(SF6)断口数量少,结构简单,利于生产使用,220kv四断口(油)110kv单断口(SF6)2.开断性能好容量大,灭弧时间短,优于油空气开关等3.价格周期长15~20年,保证供电,减少费用周期长主要是在严格控制水分情况下,SF6分解后还可还原生成物没有腐蚀性(主要是酸类),气体绝缘强度不下降4.占地面积小GIS可大减少占地面积占户内的30%,占户外的15%5.要求加工精度高密封性能好对水分、气体控制检测要求严格测试检漏是主要.密度继电器1.作用用来监测SF6气体的压力因为一般压力表反映不出压力变化是由纬度变化或楼器而造成的,所以用密度继电器来实现2.结构主要是有传感元件和电气元件两大部分传感元件包括一个绝对密封的波纹管构成的标准气室充放气塞子和监控气塞电器元件主要是微动开关和电器构件如图两个气室完全隔绝3.工作原理
①密度继电器组装在恒温室(20~21)标准气室充入SF6达到90,P0﹤设备额定气压的
0.1Mpa如Pe=
0.6Pe=
0.4Po=
0.5MpaPo=
0.3MPa漏气率在10﹣8大气压厘米/秒以下,认为绝对密封
②监控气室充SF6为PQ,监控气室与监控设备是一连通的所以整定时,按设备低压报警气压,闭锁气压取值
③根据标准气室内压力,外压力,波纹管的弹性及微动开关复位弹簧的压缩等因素考虑把微动开关触点安装在波纹管下方相应的位置上,使相应的触头在波纹管处于不同位置时,打开、关闭发出不同信号
④在设备不漏气,环境温度变化是的状态在运行中温度发生变化时,相对而言是缓慢的,标准气室和监控气室的温度变化基本上是同步的,波纹管所受的内外力也是同步增加式减小,所以保持在原来的位置上不发信号
⑤在被监控设备的SF6气体外泄时的状态由于某种原因,设备发生气体泄露,无论是慢泄或突泄,与设备连接的监控气室内的气体密度就下降,而标准气室的不变,波纹管就要伸长;当下降到接近危及设备安全运行程度时,波纹管伸长到报警位置,报警信号触点接通,发出补压信号,如继续下降至危及安全运行时,波纹管伸长到闭锁信号位置,触点接通,使操作回路闭锁,或强跳使断路器退出运行如图。