SF6负荷开关的结构

SF6断路器原理、结构及性能特征青海电力科学试验研究院2009年7月1、SF6气体1.1 SF6气体的基本特性纯净的SF6是一种无色、无嗅、无毒、不可燃的卤素化合物。

SF6气体的化学性质非常稳定，在空气中不燃烧，不助燃，与水、强碱、氨、盐酸、硫酸等不反应，在低于150℃时，SF6气体呈化学惰性，极少溶于水，微溶于醇。

与传统绝缘油相比，其绝缘性能和灭弧性能都较为突出。

SF6气体是由最活泼的氟原子和硫原子结合而成，分子结构是个全对称的八角体。

其分子量较大，为146；SF6气体难溶于水，在常温甚至较高温度下都不会发生化学反应；SF6气体的热传导性能差，仅为空气的2/3，但是其散热性能比空气要好。

图1 SF6分子结构1.2 SF6气体的绝缘性能断路器开断后，触头间间隙绝缘能力的恢复是电弧熄灭的重要因素，间隙中带电粒子的多少决定了绝缘能力的大小。

当触头分开产生电弧后，带电粒子主要是热游离和碰撞游离产生的，由于SF6气体是负电性的气体，而且体积比较大，对电子捕获较易，并能吸收其能量生成低活动性的稳定负离子，其自由行程短，使间隙间难以再产生碰撞游离，大大减少了间隙中的带电粒子。

因此，在一个大气压下，SF6气体的绝缘能力超过空气的两倍，在三个大气压下，其绝缘能力和变压器油相当。

1.3 SF6气体优良的灭弧性能SF6气体在电弧的作用下，接受电能而生成低氟化合物，但电弧电流过零时，低氟化合物能迅速再合成SF6气体。

故弧隙介质强度恢复较快，所以SF6气体的灭弧能力相当于同等条件下空气的100倍。

1.4 影响SF6气体击穿电压的部分因素SF6气体的自屏蔽效应：在极不均匀电场下，当棒电极发生电晕放电后，放电所产生的空间电荷，因热运动向周围扩大，从而形成较为均匀的电晕层，它改善了棒极周围的电场分布，相当于扩大了棒极的半径一样，这种作用叫做电极的自屏蔽效应。

由于SF6气体的分子直径大，分子量大，故与空气相比，它的空间电荷热运动低，使棒极周围的空间电荷密集，而不易向外扩散，因此SF6气体的自屏蔽效应不如空气好。

编订：__________________审核：__________________单位：__________________SF6全绝缘环网柜及负荷开关——熔断器特点Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号：KG-AO-9175-77 SF6全绝缘环网柜及负荷开关——熔断器特点使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。

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SF6全绝缘环网柜或多回路配电柜的技术特点SF6全绝缘环网柜或多回路配电柜的技术特点主要表现在以下几个方面：（1）模块化设计，各单元模块可任意组合和扩展而无需充放气，便于方案组合及高压计量的设计，适应范围广。

SF6全绝缘断路器进出线柜(真空或SF6灭弧)、负荷开关进出线柜、母联柜、计量柜、负荷开关一熔断器组合电器柜，以及TV柜(带开关或不带开关)，组合方案可为单单元、两单元、三单元、四单元等紧凑组合，为SF6全绝缘环网柜或多回路配电柜提供了广阔的应用前景。

（2）柜体采用铠装结构，母线室与开关室之间，开关室与电缆室之间均有金属隔板，全绝缘结构的一次部分防护等级可达IP67。

（3）具有三工位的负荷开关焊接在充SF6气体的密封不锈钢壳内，气密性非常好，用气量少，可保证30年不漏气，符合环保的要求，既适合户内也可在户外配置金属或非金属外壳使用，或放入地下、半地下变电所使用。

（4）操动机构采用耐腐蚀金属，转动部分的轴承均为自润滑设计，产品不受环境影响，免除定期保养，并与外界连接方便，这样使操作功小、可靠性高、寿命更长。

—安装使用说明书NXB柱上SF6负荷开关• 性能提升• 安全可靠• 产品丰富••—目录01. 概述 0402. 技术参数 0603. 验收/检查/存放 0704. 安装 0805. 接地 1106. 通电 1207. 维护 1208. 安装操作 1309. 安装实例 1410. 尺寸图 1511. 电气接线图 17附录1 线路连接 18附录2 柱上SF6负荷开关的总体布置 194N X B 柱上S F 6负荷开关术语为避免任何误解，NXB 柱上SF 6负荷开关在本说明书中简称“NXB ”。

NXB 是一种可在严酷环境下使用的SF 6气体绝缘、柱上安装的负荷开关，有较强的负荷开断和故障关合能力且能满足隔离开关的绝缘要求。

接地的金属箱体能防止处于分闸位置的开关通过泄漏电流。

1.1 连接NXB 可以和架空线路直接连接，也可以通过适配DIN47636 400系列或EN 50181 C 型标准套管的电缆连接头和电缆连接。

1.2 接地开关（可选功能）NXB 可选配内置接地开关，供出线侧线路之安全及可靠接地用。

这种方案称为三工位开关以区分于标准两工位开关。

接地开关是手动而不是电动操作。

—01.概述—01 NXB 柱上SF 6负荷开关类型（背视图）二工位开关NXB_630A_型三工位开关NXB_630C_型1.3 安装NXB 可以水平安装于架空线的上方或下方。

1.4 操作水平安装的NXB 柱上SF 6负荷开关可用绝缘拉杆动操作。

1.5 电动操作装置（可选功能）NXB 可选配电动操作机构来实现分、合电动操作。

请参见手册34UEMC45_。

而接地开关的操作因考虑到安全因素始终是手动操作。

1.6 手动机械闭锁机构（可选功能）NXB 可选配手动机械闭锁装置。

该装置可在杆下通过绝缘拉杆将开关闭锁在任意位置（合闸/分闸/接地）。

闭锁状态可通过观察窗清晰可见。

闭锁状态下，电动控制回路自动失效。

闭锁时发出供远方控制的报警信号。

浅谈SF6负荷开关、充气柜开关设备SF6出现于二十世纪初，它是硫在氟的气体中燃烧时所形成的气体。

SF6气体在通常状态下是一种无色、无味、无毒、不燃烧化学性能稳定的气态物质，它的密度大约是空气的5倍。

由于其分子的负电性，具有很强的吸附自由电子而形成负离子的能力，因而其耐电强度高，具有优异的绝缘性能。

它的离解温度低，且离解能量大，也是一种具有优异灭弧性能的气体。

SF6气体以其优良的绝缘性能和灭弧性能以及其气体具有不能燃烧的特性，逐步被人们作为新型绝缘介质用于电气设备。

SF6负荷开关SF6负荷开关是一种将负荷开关、隔离开关、接地开关为一体，密封在一个充满S F6气体的箱体内，利用SF6优异的绝缘、灭弧性能，满足关合、隔离、接地三工位功能的开关设备。

具有结构简单、联锁可靠、体积小、维修少、安全易安装等优点，适用于不同的应用场合。

由于SF6负荷开关与限流熔断器配合能更好地保护变压器，在国外己得到普遍使用。

在工业发达国家（如欧洲、日本），断路器与负荷开关之比为1：5-6.在我国，随着城网建设和改造的不断深入发展，负荷开关设备在12kV配电系统的环网供电和终端送电的应用也越来越多。

目前，国内SF6负荷开关的大部分市场主要还是由国外公司（如ABB、施耐德等）占据，国内已有几十家生产厂家开发、生产各种不同型号的SF6负荷开关（如温州开元、宁波天安、镇江龙源等）。

国内生产厂家通过消化、吸收国外丰富的设计、制造、运行经验，对SF6负荷开关有了更加全面深刻的认识，国产SF6负荷开关的数量和质量已稳步提高。

C-GIS充气柜柜式SF6气体绝缘开关设备（简称C-GIS充气柜），是近十几年来国外新发展起来的高新技术系列产品，逐渐成为金属封闭开关设备的一个重要品种。

我国在近几年才开始起步。

C-GIS充气柜是将所有高压元件诸如母线、断路器（或负荷开关）、隔离开关、互感器等封闭在充有较低压力SF6气体的不锈钢壳体内的中压成套设备。

其突出特点是安全、可靠性高，操作简单，免维护、安装方便等。

配网工程 SF6 负荷开关柜安装摘要：本文根据本公司多年来在常用的10KVSF6 环网开关柜的安装实践工作经验，全面比较分析各种常用开关柜结构形式、对安装过程中应注意的问题等多方面进行探讨，供同行在城区配网建设与改造中更合理安装SF6 环网开关柜时参考。

关键词：配网 SF6 开关柜安装注意事项1 SF6负荷开关柜的结构类型和柜型1.1 SF6 负荷开关柜的结构类型在广州供电局安装使用的10kV SF6 全绝缘开关柜型号较多，主要是以下几家厂家为主，对应的主要型号及厂家如表1 所示。

表1 广州地区常用10kV SF6 全绝缘开关柜1.2 柜型、排列和扩展方式1.2.1 柜型用于配网工程的SF6 全绝缘负荷开关柜一般多由负荷开关柜K、带熔断器开关柜R 组成，个别项目由于用用户端负荷较大而用断路器柜D 代替带熔断器开关柜R。

1.2.2 排列方式10kVSF6 开关柜的排列方式基本上可分为：排列方式基本均是一字排列。

1.2.3 扩展方式配网工程中SF6 开关柜的扩展试主要有如下几种：⑴顶部扩展：ABB 为代表。

⑵侧面扩展：如霍斯通、欧玛嘉宝、阿海珐。

⑶电缆室内下扩展：西门子以及旧款的欧玛嘉宝为代表。

2 安装前的准备2.1 对开关柜的土建基础要求从表1 可见，部分SF6 共箱式环网柜产品由于设计源自进口技术或设计，所以电缆小室空间狭小，尺寸一般为高度600mm，宽度350mm。

这样的空间对单芯电缆安装方便，但对于广州地区供电行业普遍采用的三芯电缆安装T 型连接头，特别是大截面电缆(240mm2 或300mm2)，难度较大，这是由于T 型连接头三叉套部分也要装在小室中，线芯长度只能做到400mm 左右，大截面电缆线芯又很硬，再受到现场施工环境的限制，T 型连接头要安装到位和符合标准不容易。

虽然共箱式环网柜是标准定型产品，但对于柜型矮小的产品的安装，可以通过配套环网柜升高座进行改善，用升高座把电缆小室高度延伸到800mm 左右，并保证固定电缆的卡箍离高压套管中心点的垂直距离不得小于750mm，这样电缆线芯长度可以做到600mm 左右，T 型连接头在安装时容易调整到位。