学文网摘要：高压断路器是电力系统中最重要的控制电器之一，其运行状态的好坏直接影响系统的安全与稳定运行。其中六氟化硫断路器是高压断路器主要种类之一，本文对六氟化硫断路器采用六氟化硫气体作为灭弧介质的优缺点进行了分析，并对六氟化硫断路器的易出现的故障进行分析。
关键词：SF6性质 SF6断路器 故障分析 防范措施
1 SF6性质
SF6气体是无色、无臭、无毒、不燃的惰性气体，SF6的化学性质非常稳定。在大气压下以及温度高达500℃的情况下，都具有高度的化学稳定性。在电气设备中的允许运行温度范围内，SF6对电气设备中常用的铜、钢、铝等金属材料不起化学作用。在200℃以上时，对铜和铝的腐蚀也是极微弱的。SF6分子很容易吸附自由电子，形成负离子，具有较强的电负性，使SF6具有强大的灭弧能力。
2 SF6断路器的优点
1） 断口耐压高。SF6断路器的单元断口耐压与同电压等级的其他断路器相比要高，所以其串联断口数和绝缘支柱较少，因而零部件也较少，结构简单，使制造、安装、调试和运行都比较方便。
2） 允许断路次数多，检修周期长。由于SF6气体分解后可以复原，且在电弧作用下的分解物不含有碳等影响绝缘能力的物质，在严格控制水分的情况下，生成物没有腐蚀性。因此，断路后SF6气体得绝缘强度不降低，检修周期也相应较长。
3） 开断性能很好。SF6断路器的开断电流大，灭弧时间短，无严重的截流和截流过电压，且在开断电容电流时不产生重燃。同时，由于灭弧时间短，触头的烧损腐蚀小，触头可以在较高的温度下运行而不损坏。
4）绝缘性能好。由于SF6气体具有良好的绝缘性能，故可以大大的减少装置的电器距离，使断路器设计更为紧凑，节省空间，而且操作功率小、噪声小。
5）密封性能好。由于带电及断口均被密封在金属容器内，金属外部接地，故能有效地防止意外接触带电部位和外部物体侵入设备内部。
6）安全性能好。SF6断路器无可燃物质，避免了爆炸和燃烧，提高了变电所运行的安全水平。
3 SF6断路器的缺点
纯净的SF6 气体是良好的灭弧介质，若用于频繁操作的低压电器中，由于频繁操作的电弧作用，金属蒸汽与SF6气体分解物起反应，结合而生成绝缘性很好的细粉末（氢氟酸盐、硫基酸盐等），沉积在触头表面，并严重腐蚀触头材料，从而接触电阻急剧增加，使充有SF6气体的密封触头不能可靠地工作。因此对于频繁操作的低压电器不适宜用SF6 作灭弧介质。因为SF6 气体在放电时的高温下会分解出有腐蚀性的气体，对铝合金有严重的腐蚀作用，对酚醛树脂层压材料、瓷绝缘也有损害。若把SF6 和N 2 混合使用，当SF6含量超过 20%～30%时，其绝缘强度已和全充SF6 时绝缘强度相同，而腐蚀性又大大减少，因此SF6常混合N2使用，在SF6断路器中，SF6气体的含水量必须严格规定不能超过标准。水会与 电弧分解物中的SF4产生氢氟酸（H2O+SF4 SOF2 +2HF）而腐蚀材料。当水分含量达到饱和时，还会在绝缘件表面凝露，使绝缘强度显著降低，甚至引起沿面放电。运行经验及上 述论析都表明：SF6断路器由于绝缘结构体积较小，若SF6气体的含水量较高，则将使绝缘水平大大下降，接触电阻急剧增加，在运行中易发生损坏或爆炸事故。因此，各制造厂及运行部门都要求有严格的密封工艺，同时规定SF6气体的含水量不得超过标准。我国的标 准是SF6气体的含水量应小于300ppm（容积比）。
4 故障分析
SF6硫断路器主要是利用SF6气体作为介质进行灭弧和绝缘的，然而，只有在较纯净的SF6气体中才具备较高的绝缘性能和良好的灭弧能力，如果气体中有水分侵入，通常会导致电气强度降低并且水分和电弧产物发生化学反应时，将生成如硫酸、氢氟酸或其他带有毒性的化学物质，这些物质生成后，当检修人员靠近时，很有可能危及其生命安全。另外，这些有毒有害物质还会对断路器中金属材料及绝缘材料造成严重腐蚀，从而导致绝缘劣化情况严重，还可能引起设备爆炸。
固体杂质会对断路器造成影响。正常情况下，SF6断路器灭弧室中或多或少都会存有一些自由导电杂质，含有杂质的SF6气体通常会使其击穿电压降至纯净SF6气体击穿电压的10%，并且含有杂质的击穿电压还和杂质大小、位置、材质、形状以及运行特性有密切关系，杂质会导致其外壳与带电部位气体间隙的击穿电压值降低，严重的甚至会被击穿；杂质还会使断路器电弧发生重燃，致使灭弧失败。
SF6气体泄漏问题也是影响断路器安全运行的重要因素，找出SF6气体泄漏原因并制定相应对策，最大限度地减少SF6气体的泄漏是一个重要问题。
5 防范措施
强化对SF6气体中水分的控制。首先，控制SF6断路器中气体的含水量。新气体充装前，要依据相应的质量标准对其进行验收检查，新装气体纯度需大于99.8%。另外，水分、空气、矿物油等技术指标须符合国标要求。
其次，应尽量避免由于操作不当或受充气装置所限，从而带入水分。充气前，要对新气体气瓶压力进行检查，看其是否符合出厂要求。然后，再对所有管路进行冲洗，接头处可使用电吹风进行加热除潮，充气时应先将气瓶控制阀门拧开，并把连接管用SF6气体冲一下，随后将其与断路器连接，以防止水分进入断路器内。充气后SF6断路器气室中内的气压要尽量高于实际要求值。最后，将SF6断路器瓷套和线圈进行检查，应保持瓷套完好线圈密封良好，防止断路器在安装过程中，受潮或损坏。
6 结论
在使用SF6 断路器的过程中，应加强对SF6 断路器的运行管理，做好SF6 断路器的运行维护，根据SF6 断路器运行中出现的现象发现隐患，并及时消除，保障设备的安全运行。
参考文献：
[1]于长顺 发电厂电气设备 中国电力出版社 2002
[2]万千云 梁惠盈 齐立新 万英 电力系统运行使用技术问答 中国电力出版社 2004
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