六氟化硫斷路器,簡稱GCB,是利用六氟化硫氣體作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)的一種斷路器。六氟化硫用作斷路器中滅弧介質(zhì)始于20世紀(jì)50年代初,由于這種氣體的優(yōu)異特性,使這種斷路器單斷口在電壓和電流參數(shù)方面大大高于壓縮空氣斷路器和少油斷路器,并且不需要高的氣壓和相當(dāng)多的串聯(lián)斷口數(shù)。在60~70年代,六氟化硫斷路器已廣泛用于超高壓大容量電力系統(tǒng)中。80年代初已研制成功363千伏單斷口、550千伏雙斷口和額定開斷電流達(dá)80、100 千安的六氟化硫斷路器。而如今,它更是廣泛地用在電力領(lǐng)域中,成為了不可或缺的設(shè)備之一。
與傳統(tǒng)斷路器相比,六氟化硫斷路器具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)。
1.能夠充分發(fā)揮氣流的吹弧效果,滅弧室體積小、結(jié)構(gòu)簡單、開斷電流大、燃弧時間短,開斷電容或電感電流無重燃或無復(fù)燃,過電壓低。
2.電氣壽命長。在50kA滿容量情況下可連續(xù)開斷19次,累計開斷電流可達(dá)4200kA,且適于頻繁操作。
3.絕緣水平高。六氟化硫氣體在0.3MPa氣壓時,通過了各種絕緣試驗并有較大裕度,累計開斷電流3000kA以后,在0.3MPa氣壓下每個斷口還可耐受工頻電壓250kV達(dá)1 min,將六氟化硫氣體減至零表壓仍可耐受工頻電壓166.4kV電壓5分鐘。
4.密封性能好。六氟化硫氣體含水量低,滅弧室、電阻和支柱分成獨(dú)立氣隔,現(xiàn)場安裝時不用打開,安裝好后用自動接頭連通,且安裝檢修方便,并可防止臟物和水分進(jìn)入斷路器內(nèi)部。
5.自我保護(hù)和監(jiān)視系統(tǒng)完備。斷路器中的信號缸可實(shí)現(xiàn)對斷路器的自我保護(hù),密度繼電器可以監(jiān)視六氟化硫氣體泄漏,壓力開關(guān)和安全閥可以監(jiān)視液壓機(jī)構(gòu)壓力,保護(hù)液壓系統(tǒng)安全。除此之外,液壓機(jī)構(gòu)還采用了可防止 "失壓慢分"的閥系統(tǒng),本體上就可進(jìn)行機(jī)構(gòu)閉鎖,保證運(yùn)行安全。
雖然六氟化硫斷路器具有上述諸多優(yōu)點(diǎn),但由于六氟化硫本身的缺陷,使得由它制成的斷路器也存在很多缺陷。六氟化硫氣體在放電時的高溫下會分解出有腐蝕性的氣體,對鋁合金有嚴(yán)重的腐蝕作用,對酚醛樹脂層壓材料、瓷絕緣也有損害。若把六氟化硫和氮?dú)饣旌鲜褂茫?dāng)六氟化硫含量超過20%~30%時,其絕緣強(qiáng)度已和全充六氟化硫時絕緣強(qiáng)度相同,而腐蝕性又大大減少,因此六氟化硫常混合氮?dú)馐褂茫诹驍嗦菲髦校驓怏w的含水量必須嚴(yán)格規(guī)定不能超過標(biāo)準(zhǔn)。
水會與電弧分解物中的四氟化硫產(chǎn)生氫氟酸而腐蝕材料。當(dāng)水分含量達(dá)到飽和時,還會在絕緣件表面凝露,使絕緣強(qiáng)度顯著降低,甚至引起沿面放電。運(yùn)行經(jīng)驗及上述論析都表明:六氟化硫斷路器由于絕緣結(jié)構(gòu)體積較小,若六氟化硫氣體的含水量較高,則將使絕緣水平大大下降,接觸電阻急劇增加,在運(yùn)行中易發(fā)生損壞或爆炸事故。因此,各制造廠及運(yùn)行部門都要求有嚴(yán)格的密封工藝,同時規(guī)定六氟化硫氣體的含水量不得超過標(biāo)準(zhǔn)。中國的標(biāo)準(zhǔn)是六氟化硫氣體的含水量應(yīng)小于300ppm(容積比)。
除此之外,六氟化硫氣體在電弧作用下,小部分會被分解,生成一些有毒的低氟化物,對體健康有影響,對金屬部件也有腐蝕和劣化作用。因此,在六氟化硫斷路器中,一般均裝有吸附裝置,吸附劑為活性氧化鋁、活性碳和分子篩等。吸附裝置可完全吸附四氟化硫氣體在電弧的高溫下分解生成的毒質(zhì)。