SF6高壓斷路器開斷短路電流的分析

SF6高壓斷路器在配電網中有著不容忽視的作用，隨著電力走向市場，對供電可靠性的要求越來越高，電氣設備的狀態檢修正逐步開展，對SF6高壓斷路器而言，許多廠家對密封、機構傳動等在機械壽命內都可以做到免維護，確定高壓斷路器停電檢修或更換主要根據其開斷短路電流的次數。因此，在高壓斷路器設備的招標中，斷路器開斷額定短路電流的次數已成為一個重要指標。

一、SF6斷路器主要滅弧形式

1、變開距滅弧結構的特點

近年來大量進口和合資廠的斷路器引進電力系統，主要有SIEMENS、ABB、ALSTOM、AEG等公司的產品。這類斷路器都采用SF6作為絕緣介質，絕大多數生產廠生產的110 kV及以上的斷路器滅弧室結構采用的都是變開距滅弧結構。其滅弧原理不外乎自能式、壓氣式、自能壓氣式三種形式。壓氣式建壓快，觸頭不易磨損，在開斷小電流時容易發生截流;自能式建壓慢，對電弧觸頭易燒損，開斷小電流時可靠性不高;自能壓氣式將兩種方式結合起來，開斷大電流用自能原理，開斷小電流用吹氣原理。另外國內的一些斷路器生產廠也引進國外技術開發了部分產品，如西安高壓開關廠的LW14(15)、平頂山高壓開關廠的LW6等型號斷路器。

2、定開距滅弧結構的特點

SIEMENS公司生產的220 kV及以上斷路器的滅弧室結構采用的是定開距壓氣式雙向內噴射滅弧原理。兩個配置有耐弧的石墨觸頭的靜觸頭固定不動，由連桿帶動引弧部位鑲有引弧石墨園環的橋式動觸頭運動，實現斷路器的分合閘。定開距滅弧室的石墨噴嘴是其主要特點，加工精確，電場均勻，耐弧性能極好，從而延長了電壽命。目前SIEMENS 也已開始生產220 kV變開距滅弧原理的斷路器。

二、短路開斷試驗

斷路器的短路開斷試驗必須要有大容量的電源，即在短時間內能提供相當于電力系統短路時那樣大的容量。當斷路器的額定參數提高后，由于受試驗水平和條件的限制，即使選擇合成試驗的方法(試驗時用兩個電源，一個供給電流，另一個供給電壓)也難以滿足試驗要求，必須選擇合理有效的試驗方法。

目前國內斷路器的開斷試驗由整體試驗、單相試驗和單元試驗三種方式。整體試驗是在組裝完整的三相斷路器上按照斷路器規定的額定電壓和額定短路開斷電流進行三相試驗。這種試驗最接近于實際開斷情況，考核產品的性能最真實。但要求的試驗容量和斷路器的額定短路開斷容量相等，試驗投資相當大，對于大容量斷路器幾乎不可能。一般整體實驗僅限于35 kV及以下，額定開斷電流31.5kA及以下的斷路器。

對于110 kV及以上的斷路器都采用單相試驗的方法，若斷路器的額定電壓為U，額定短路開斷電流為Is，整體試驗要求的容量為P=√3UIs，單相試驗時考慮首開相系數1.3，因而試驗設備的容量P1=1.3UP IS=1.3U/√3×IS=0.43P。因此各相分裝的三相斷路器絕大部分用單相試驗來考核斷路器的開斷能力。過去大量使用的SW6、SW2等型號斷路器的額定短路開斷都能考核到每一相。如西高廠的SW6說明書中明確不經任何檢修，SW6能連續13次開斷額定短路電流，我們的理解就是每一相都能開斷13 次額定短路電流。