关于上SF6负荷开关在城乡电网中的应用

1  sf6负荷开关的性能
全国各地都在进行中的农网改造，为使配电网安全可靠，在配电装置中使用SF6负荷开关与高压限流熔断器组合，是经济实惠又安全可靠的电器。根据SF6负荷开关的性能和实际使用的效果，假如广泛使用SF6负荷开关 高压限流熔断器组合电器，可以明显降低电网投资，也达到安全运行的目的。
SF6负荷开关的性能良好，已普遍得到用户的认可，其具有电气寿命长、开断力强等与真空负荷开关有共同的优点。开关有“闭合”、“断开”、“接地”三种位置，具有闭锁功能，可防止误操作，由弹簧储能机构驱动触头转动，不受人为操作因素影响；事故情况下，SF6气体冲破安全隔膜后压力下降，气体直接喷向柜体后部，保证安全。SF6气体具有优良的灭弧性能，分闸时，其电弧和气体之间产生相对运动熄灭电弧。当动静触头分离时，电弧出现在永久磁铁所产生的电磁场中，并和电弧作用使用电弧静触头旋转，电弧拉长并依靠SF6气体使其在电流过零时熄灭。动静触头间的距离足以承受恢复过电压。该系统简单可靠，触头磨损很少，电气寿命长。SF6负荷开关的突出优点，是轻易实现三工作位（接通、断开和接地），小电流（电感、电容）开断，抗严酷环境条件能力强。适宜在城乡中压配电网推广应用。
2  SF6负荷开关 熔断器组合电器的开断特性
使用SF6气体作为绝缘和灭弧介质的负荷开关，它可以作为关合和开断负荷电流及过载电流用，亦可以作为关合和开断空载线路、空载变压器及电容器等，凡具有接通、断开和接地功能的三工作位负荷开关，都有结构简单、价格便宜的特点。只是负荷开关不能断开短路电流。
SF6负荷开关与熔断器组合电器是由SF6负荷开关来承担过载电流（此过载电流对SF6负荷开关来说，仍在负荷开关额定开断电流的范围以内）和正常工作电流的关合开断，并且还要求承担“转移电流”的开断。而变压器高压侧的短路保护和过载保护由高压限流熔断器来承担，这时一组SF6负荷开关及三个带触发器的熔断器，只要任何一个触发器动作，其联动机构会使负荷开关三相同的自动分闸。两者有机的结合起来，就可满足配电系统和各种正常和故障下运行操作保护的要求。
3  SF6组合电器与断路器的性能比较
在配电系统中，对开关电器来讲，需要经常进行合、分负荷电流，而开断短路电流却极少发生，断路器参数的确定和结构的设计制造均按条件最苛刻，但却又极少发生的短路保护的要求进行，这就是断路器的操作和保护电器的两种功能，因而结构复杂、选材严格、造价昂贵。负荷开关与熔断器的组合装置，把对电器要求不尽相同的操作与保护两种功能分别由两种简单、经济的元件来实现，即用负荷开关来完成大量发生的负荷电流的分、合操作，而用高压限流熔断器发挥对极少发生的短路起保护作用，很好地进行配合。这样，既可省去对复杂、昂贵的断路器的严格要求，又可满足实际的需要。
（1）开断空载变压器性能。在配电系统中环网柜的负荷性质，绝大部分为配电变压器的分、合，一般容量在315~1250kVA，配变空载电流为额定电流2左右。开断空载变压器时，如断路器的灭弧能力较强，而灭弧方式又为外能式，就会出现过零前强制熄弧电流截断现象，产生截流过电压，若采用断路器时，因其灭弧能力按开断大短路电流设计，在开断空载变压器小电流时，轻易发生强制灭弧，产生截流过电压。就此点来讲，并不希望使用具有强灭弧能力的断路器。而SF6负荷开关，由于SF6气体的电气特性，电弧在SF6气体内，冷却时直至相当低的温度它仍导电，电流过零前的截流小，由此避免了高的过电压。因此，使用SF6负荷开关，断空载变压器的性能比SF6断路器好。
（2）保护配电变压器性能。对保护配电变压器，采用SF6负荷开关与熔断器组合电器较断路器更为有效，有时后者甚至并不能起到有效的保护作用。短路试验证实，当油浸变压器发生短路时，为使油箱不爆炸，必须在20ms内切除故障，限流熔断器具有速断功能，再加上其限流作用，可在10ms内切除故障并限制短路电流值，能够有效地保护变压器。而断路器的全开断时间由三部分组成，继电保护动作时间加上断路器固有动作时间再加上燃弧时间，一般需要三周波（60ms），因而不能有效地保护变压器。即使是干式变压器，因熔断器的保护动作快，也比采用断路器好。按照设计规程，800kvA及以上变压器要求设置气体保护，这样可以通过在SF6负荷开关中加装电动跳闸机构和接点，将变压器的气体保护回路接到电动跳闸机构接点上，即可实现气体保护功能。
（3）继电保护配合性能。在环网配电网络的首端断路器（变电所10kV馈出线断路器）的保护，一般设置为速断0s，过流0.5s，零序0.5s。若环网柜中采用断路器，即使整定为0.5s，由于断路器固有动作时间的分散性，也很难保证不是首端断路器先动作。而限流熔断器不受短路引起的降压的影响，在极短的时间内切除故障，不会造成越级跳闸。
4SF6负荷开关在配电网中的应用
一般枢纽变电所用的中压开关，都采用断路器作为控制和保护装置，而且要具有自动重合闸。而环网中各配电所的供电容量一般不大，其额定电流小于环网的额定电流，也不要求重合闸，所以环网配电所的供电单元可以采用结构简单、价格低廉而性能又能满足要求的负荷开关与熔断器的组合电器。
用负荷开关与熔断器组合来代替传统的断路器，在国外已推行了半个世纪，在我国也已有使用。据有关资料介绍，工业发达国家负荷开关与断路器产量之比为7∶1，而我国据1993年的初步统计，负荷开关与断路器产量之比为1∶6，2000年负荷开关与断路器产量之比为1∶2.5，与工业发达国家还有很大差距，同时也说明在我国，SF6负荷开关在中压配电网中发展大有前途。