物理特性:
SF6作為一種絕緣氣體,具有很多優點,是一種無色、無味、無毒、不可燃的惰性氣體,并有優異的冷卻電弧特性,特別是在開關設備有電弧高溫的作用下產生較高的冷卻效應,避免局部高溫的可能性。SF6的絕緣性能遠遠超過傳統的油、空氣絕緣介質。其用于電氣設備中,可以縮小設備的尺寸,提高設備絕緣的可靠性。其缺點是在電弧放電時,分解形成硫的低氟化合物,不但有毒,且對某些絕緣材料和金屬具有腐蝕作用。
SF6是一種比較重的氣體,在相同條件下,其密度是空氣的5倍,其壓力與溫度的關系遵循理想氣體定律。臨界溫度是SF6氣體出現液化的最高溫度,臨界壓力表示在這個溫度下出現液化所需的氣體壓力。SF6只有在溫度高于45℃以上時,才能保持氣態,在通常使用條件下,它有液化的可能性,因此SF6不能在過低溫度和過低壓力下使用。
SF6的優良導熱性能,是形成SF6滅弧性能的原因之一。SF6的導熱性好可歸結為兩種原因,一是SF6的分子量大,比熱大,其對流的傳熱能力優于空氣,二是在高溫下產生的冷卻效應。
化學特性:
SF6氣體本身的化學效應是非常穩定的,并且有著非常高的絕緣強度。在大氣壓力下和溫度至少在500℃以內,SF6具有較高的化學穩定性,在正常溫度范圍內,其與電氣設備中常用的金屬是毫無反應的。SF6分解的危險溫度是600℃左右,此時SF6分解形成硫的低氟化合物,因此,SF6至少在電氣設備的A級絕緣溫度,即105℃以內是相當穩定的。
電氣特性:
SF6是一種具有高介電強度的介質。在均勻電場下,SF6的介電強度約為同一氣壓下空氣的2、5~3倍,在3個大氣壓下其介電強度與變壓器油相當。實踐證明:在空氣摻入少量六氟化硫氣體,空氣的絕緣強度顯著提高;相反,在六氟化硫氣體中加入少量的空氣則六氟化硫氣體的絕緣強度也會明顯下降。由于SF6的介電強度高,因此,在對相同電壓等級和和開斷電流相近的斷路器,SF6的串聯斷口數要少,例如我國研制的LR-220型SF6斷路器,單斷口電壓為220KV;又如500KV的少油斷路器為6~8個斷口,而SF6斷路器只有3~4個斷口。SF6的電暈起始電壓比空氣高得多,介電強度與所加電壓的頻率無關,但是應該引起注意的是電場均勻性、雜質、電極的形狀和不規則性等,對SF6的介電強度均有一定強度。SF6氣體中的水分對絕緣將發生影響。SF6中所含水分超過一定濃度時使SF6在溫度達200℃以上就可能產生分解,分解的生成物中有氫氟酸,這是一種有強腐蝕性和劇毒的酸類。此外,水分的凝結對沿邊絕緣也有害的。因此,在SF6的電氣設備中,應嚴格控制水分的含量。
您好,SF6斷路器滅弧原理:
六氟化硫是惰性氣體,有很好的絕緣及滅弧效果。
SF6斷路器是利用六氟化硫(SF6)的滅弧特性,將其作為絕緣介質來工作的斷路器,用于分合額定電流、故障電流或轉換線路,實現對輸變電系統的保護、控制及操作,可以進行三極分閘、合 閘及快速自動重合閘操作。
SF6斷路器內有兩種氣壓的SF6氣體存在,低壓的SF6氣體只用于內部的絕緣,一般為3—5個大氣壓,高壓的SF6氣體一般有十幾個大氣壓,只是在分斷過程中,吹氣閥才打開,高壓的SF6氣體從高壓區流向低壓區,經觸頭噴口吹向電弧,使電弧熄滅;分斷過程結束后,吹氣閥關閉,氣吹過程結束。這種SF6斷路器的優點是滅弧能力強,開斷容量大,金屬短接時間、固有分閘時間和全開斷時間都比單壓式的短;但是它的結構比較復雜,輔助設備多,在SF6氣體的低壓區和高壓區之間要有壓縮機和管道,此外,高壓的SF6氣體的壓力比較大,很容易液化(如在16個大氣壓下,SF6氣體的液化溫度是5℃),因此需要有加熱裝置。
自能式原理指的是利用電弧本身的能量對氣缸內的六氟化硫氣體加熱,使其體積膨脹壓力增高,提高斷路器在電弧過零時的吹弧壓力,在保證開斷能力的同時,盡可能的降低產品所需要的操作功,減輕操作機構的負擔,該產品對傳統的自能式滅弧室做了改進,沒有開斷死區,在全部開斷區間內開斷性能優良,50kA滿容量開斷次數在20次以上。
SF6斷路器的發展經歷了以下幾個階段。
1、簡單開斷式SF6斷路器
SF6斷路器中最早期的產品只有簡單開斷的功能,它工作的原理是加大動觸頭和靜觸頭之間的距離來完成通斷。簡單開斷式SF6斷路器還沒有氣吹和冷卻電弧,在使用方法和使用效果上都不太理想,因此很快就退出了SF6斷路器市場。
2、雙壓式吹弧SF6斷路器
SF6斷路器的第二代產品是雙壓式吹弧SF6斷路器。第二代SF6斷路器的內部設定有兩種氣壓的SF6氣體,低壓SF6氣體為3到5個大氣壓,只負責內部絕緣,而高壓SF6氣體為10個大氣壓以上,用于吹弧分斷。
雙壓式吹弧SF6斷路器的滅弧能力突出、開斷能力強,并有金屬短接時間短、全開斷時間短的優點。可惜的是,雙壓式吹弧SF6斷路器的結構復雜,需要多種輔助設備,且高壓SF6氣體在高壓環境中容易液化,因此也逐漸被斷路器市場所淘汰。
3、單壓式吹弧SF6斷路器
單壓式吹弧SF6斷路器是雙壓式吹弧SF6斷路器的升級換代產品,它的內部只設有一種壓力的SF6氣體,壓力為為5到6個大氣壓。單壓式吹弧SF6斷路器的工作原理是在短時間內提高壓氣室內的壓力,當壓力滿足吹弧需要時,再斷開觸頭打開噴口,完成吹弧。
單壓式SF6斷路器是目前應用最為廣泛的SF6斷路器產品,它也被稱為壓氣式SF6斷路器。這種SF6斷路器的優點在于它的結構簡單、氣體液化溫度低,不需額外加熱裝置,比起雙壓式SF6斷路器來說使用更為方便。
4、自能式吹弧SF6斷路器
自能式吹弧SF6斷路器也被稱為是自生壓力式SF6斷路器或旋弧式SF6斷路器。自能式SF6斷路器能夠依靠電弧的能量來分解和加熱SF6氣體,增加它的氣體壓力后完成吹弧。自能式SF6斷路器的主要應用領域是中低壓配電系統。
SF6斷路器也就是六氟化硫斷路器,它是以六氟化硫作為絕緣介質和滅弧介質制造而成的中高壓斷路器。SF6斷路器屬于無油斷路器,它的電氣壽命長、絕緣能力好,適宜中高壓電路的保護。