SF6断路器状态评价方法研究+源程序(3)
1.2 SF6断路器基本概念和工作原理介绍
SF6断路器，是用SF6气体作为灭弧和绝缘介质的断路器。特点是：
a)工作气压较低；
b)在吹弧过程中，气体不排向大气，而在封闭系统中循环使用。
SF6断路器是利用SF6密度继电器来监视气体压力变化的。当SF6气体压力下降到第一报警值时，密度继电器动作，报出补气压力的信号。当SF6气体压力下降到第二报警值时，密度继电器动作，报出闭锁压力的信号，同时把开关的跳合闸回路断开，实现分、合闸闭锁[3]。在150℃以下时,SF6有良好的化学惰性，不与断路器中常用的金属、塑料及其他材料发生化学作用。在大功率电弧引起的高温下分解成各种不同成分时，电弧熄灭后的极短时间内又会重新合成。SF6中没有碳元素，没有空气存在,可避免触头氧化。SF6的介电强度很高,且随压力的增高而增长。在1大气压下,SF6的介电强度约等于空气的2～3倍。绝对压力为3大气压时，SF6的介电强度可达到或超过常用的绝缘油。SF6灭弧性能好，在一个简单开断的灭弧室中，其灭弧能力比空气大100倍。在SF6中，当电弧电流接近零时，仅在直径很小的弧柱心上有很高的温度，而其周围是非导电层。这样，电流过零后，电弧间隙介电强度将很快恢复。
SF6断路器有两种结构布置形式，一是瓷柱式结构。断路器由三个独立的单相和一个液压、电气控制柜组成。每相由两个支柱瓷套的四个灭弧室（断口）串联而成。灭弧室和支柱瓷套内均充有额定压力的SF6气体。二是罐式结构。该断路器采用双向纵吹式灭弧室,分闸时,通过拐臂箱传动机构，带动气缸及动触头运动。灭弧室内充有额定气压为6表压(20℃)的SF6气体[4]。
1.3 SF6断路器的状态检修现状
由于我国对SF6断路器的检修仍然停留在计划检修阶段，其检修规定周期表如表1.1所示，因此也就不可避免地存在着定期检修模式的共同缺陷:检修周期的不确定性和盲目性，这种盲目性主要体现在检修过剩方面。国际大电网会议第13研究委员会对SF6断路器的可靠性作过两次世界范围的调查[5]，调查结果显示，SF6断路器的机械故障、电气控制和辅助回路故障占78%以上。国家电科院高压开关所也对我国断路器的运行情况作了统计，在1999至2008年全国电力系统110kV及以上SF6断路器运行中的事故和障碍以及事故原因的统计中，拒动及开断关合事故等占25%，绝缘事故占41.7%，误动事故占22.2%，载流事故占2.8%，其他占8.3%。按故障原因及发生部位统计故障率如下:处于工作电压的元部件为23.13%，电气控制及其辅助回路故障为21.55%，机械部分为49.47%，其它5.85%[6-7]。
表1.1 检修规定周期表
断路器型号 大修 小修 临时性检修
SN10-10 （1）新安装投入运行一年后
（2）3-4年一次
每年一次 （1）连续开断短路 电流6—12次
（2）负荷电流开断 次数超过200—300
（3）有缺陷时
SW2-35 （1）新安装投入运行一年后
（2）3-4年一次
每年一次 （1）满容量开断达4 次（2）有缺陷时
SW6-110 （1）新安装投入运行一年后
（2）3-4年一次
每年一次 （1）满容量开断达6
次（2）有缺陷时
SF6系列 每五年一次
每1-3年一次 （1）额定开断电流次数达到规定时