精品SF6断路器原理、结构及性能特征

SF 6断路器原理、结构及性能特征青海电力科学试验研究院2009 年 7 月1、SF6气体1.1 SF6 气体的基本特性纯净的 SF6是一种无色、 无嗅、无毒、不可燃的卤素化合物。 SF6气体的化学性质非常稳定，在空气中不燃烧，不助燃，与水、强碱、氨、盐酸、硫酸等不反应，在低于150℃时， SF6气体呈化学惰性，极少溶于水，微溶于醇。与传统绝缘油相比，其绝缘性能和灭弧性能都较为突出。SF6气体是由最活泼的氟原子和硫原子结合而成，分子结构是个全对称的八角体。其分子量较大，为146；SF6 气体难溶于水，在常温甚至较高温度下都不会发生化学反应；SF6气体的热传导性能差，仅为空气的 2/3 ，但是其散热性能比空气要好。图 1 SF6 分子结构1.2 SF6 气体的绝缘性能断路器开断后， 触头间间隙绝缘能力的恢复是电弧熄灭的重要因素，间隙中带电粒子的多少决定了绝缘能力的大小。当触头分开产生电弧后，带电粒子主要是热游离和碰撞游离产生的，由于 SF6气体是负电性的气体，而且体积比较大，对电子捕获较易，并能吸收其能量生成低活动性的稳定负离子， 其自由行程短， 使间隙间难以再产生碰撞游离，大大减少了间隙中的带电粒子。因此，在一个大气压下， SF6气体的绝缘能力超过空气的两倍，在三个大气压下， 其绝缘能力和变压器油相当。1.3 SF6 气体优良的灭弧性能SF6气体在电弧的作用下，接受电能而生成低氟化合物，但电弧电流过零时， 低氟化合物能迅速再合成SF6气体。故弧隙介质强度恢复较快，所以 SF6气体的灭弧能力相当于同等条件下空气的100 倍。1.4 影响 SF6气体击穿电压的部分因素SF6气体的自屏蔽效应：在极不均匀电场下，当棒电极发生电晕放电后，放电所产生的空间电荷，因热运动向周围扩大，从而形成较为均匀的电晕层， 它改善了棒极周围的电场分布，相当于扩大了棒极的半径一样， 这种作用叫做电极的自屏蔽效应。由于 SF6气体的分子直径大，分子量大，故与空气相比，它的空间电荷热运动低，使棒极周围的空间电荷密集， 而不易向外扩散， 因此 SF6气体的自屏蔽效应不如空气好。 从而使得 SF6气体的击穿电压和起晕电压比较接近。不象空气那样，击穿电压和起晕电压相差较大。由于当电场强度不断增大时，SF6气体中的带电质子的增长速度较空气大的多， 而电晕的自屏蔽效应又不如空气，所以 SF6气体在不均匀电场中的击穿电压，要比均匀场低很多。因此电场是否均匀，对SF6气体的击穿电压影响很大。在高压开关设备尤其是GIS...