CN203434076U

CN203434076U - 一种sf6断路器的加热装置

Info

Publication number: CN203434076U
Application number: CN201320152395.8U
Authority: CN
Inventors: 闫杰; 牛天翔
Original assignee: SHAANXI HENGCHENG POWER TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHAANXI HENGCHENG POWER TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-03-30
Filing date: 2013-03-30
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2023-03-30

Abstract

本实用新型公开了一种SF6断路器的加热装置，该装置能有效提升SF6断路器极柱中SF6气室内气体温度。其中，断路器本体包括三个断路器极柱，三个断路器极柱内均包含SF6灭弧室，三个断路器极柱的SF6灭弧室通过断路器铜管连通，断路器铜管上设置三通连接器，还包括用于将SF6灭弧室内气体抽出后加热，并在加热后送回SF6灭弧室的呼吸式气体加热装置，连接铜管将三通连接器与呼吸式气体加热装置上的连接器连通；进一步的是：上述呼吸式气体加热装置，包括储气罐，储气罐包含顶盖，储气罐外部设置第一压力传感器，连接器，第二压力传感器和用于检测环境温度的第二温度传感器；储气罐内部设置第一电磁阀，齿轮泵，第一温度传感器，SF6吸附剂，加热器，第四电磁阀，第三电磁阀，第二电磁阀。

Description

一种SF6断路器的加热装置

技术领域

本实用新型涉及SF6断路器的保护机构，具体涉及SF6断路器的加热保护装置。

背景技术

六氟化硫（SF6）是一种无色无味、没有毒性，化学性能稳定，不燃烧，在常温常压下呈气态的物质。SF6气体的绝缘能力是空气、氮气的2.5倍，灭弧能力为空气的100倍，而且气体压力越大，绝缘性能越高，压力在0.29MPa时，其抗电强度就与变压器油相近，因此，SF6以它良好的绝缘、灭弧性能，被广泛应用于大电流断路器中。但是，SF6断路器在低温时会因SF6气体液化而无法正常工作。SF6是一种大分子量气体，液化点较高。在高寒地区，当SF6气体因为环境温度降低而发生液化，其压力（密度）也随之降低，SF6气体的绝缘强度和气体的压力相关，压力降低，绝缘、灭弧能力也降低。当气体压力降低到断路器的闭锁压力时，断路器不得不退出运行，严重时会造成大面积停电。从图1可以看出，额定压力为0.7MPa，报警压力为0.6MPa，闭锁压力0.55MPa，当环境温度降低到-26℃时，断路器将因SF6气体液化而闭锁，这时如果分闸，断路器的灭弧能力很低，将可能造成断路器事故。

通过上述分析可知，造成SF6气体压力下降而闭锁断路器控制回路的现象，主要是由温度降低引起的。在冬季最低气温可达-30℃的地区，就要充分考虑SF6断路器在冬季运行中，当环境温度达到液化温度时，出现SF6气体压力下降而闭锁断路器控制回路的情况。

为了解决 SF6 断路器（尤其是瓷柱式SF6断路器）在北方高寒地区应用中存在的问题 ,高压开关制造厂家和电力部门都做了很多尝试，目前比较常见的有两种方法:

1.使用SF6混合气体来替代SF6气体，一般采用 SF6和N2的混合气体作为绝缘和灭弧介质。混合比例需要综合考虑液化温度、绝缘性能、灭弧性能这3个因素，常见的有50%SF6+50%N2和60%SF6+40%N2。

2.在断路器本体底部加装加热器，国内高寒地区的电力部门，包括一些高压开关厂家，都曾经做过这样的尝试，在SF6 断路器在支柱下端加装电加热器 ,如图2所示：

使用混合气体取代纯SF6气体，虽然降低了气体的液化点，但也给断路器维护和检修带来了问题。例如断路器压力的不正常降低需要进行检漏，不论是定性检测还是定量检测都会因气体浓度的变化而使检漏仪器的敏感度、准确性受到影响，这在“挂瓶”、局部包扎、整体扣罩检漏时更为明显。使用混合气体还给检测SF6气体含水量造成影响，甚至导致传感器的误报误判。使用混合气体的断路器和SF6气体的密度、灭弧室结构等，也和纯SF6气体的断路器不同，因此，不可避免地给检修和维护带来问题。

在极柱的下部安装加热装置，这种加热方案虽然简单易行，但是其缺点也显而易见，由于极柱的尺寸较长，约1100mm，而且主要连接部件是绝缘拉杆，其材质是热的不良导体，因此不能把足够的热量传输到SF6气室中。

以LW36-126断路器为例，总高4680mm，其中极柱部分高度约为2400mm，SF6灭弧室在极柱的上部，其中注入SF6气体约10Kg，SF6额定压力为0.7MPa，额定电流3150A。

以下为一组在极柱不同位置实测的加热温度值（其中1-11是将极柱自下而上分为十一段）：

在极柱底部安装加热器，把热量传导到灭弧室中，经过试验发现这种方法不能奏效，原因是连接部尺寸较长，约1100mm，而且主要连接部件是绝缘拉杆，其材质是热的不良导体，因此不能把足够的热量传输到SF6气室中，在极寒条件下，所传导的热量不足以提升SF6气室内气体的温度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供能有效提升SF6断路器极柱中SF6气室内气体温度的加热装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种SF6断路器的加热装置，断路器本体包括三个断路器极柱，三个断路器极柱内均包含SF6灭弧室，三个断路器极柱的SF6灭弧室通过断路器铜管连通，断路器铜管上设置三通连接器，还包括用于将SF6灭弧室内气体抽出后加热，并在加热后送回SF6灭弧室的呼吸式气体加热装置，连接铜管将三通连接器与呼吸式气体加热装置上的连接器连通；

进一步的是：上述呼吸式气体加热装置，包括储气罐，储气罐包含顶盖，储气罐外部设置第一压力传感器，连接器，第二压力传感器和用于检测环境温度的第二温度传感器；储气罐内部设置第一电磁阀，齿轮泵，第一温度传感器，SF6吸附剂，加热器，第四电磁阀，第三电磁阀，第二电磁阀；

连接铜管的自由端深入到储气罐内部，连接铜管上由前至后依次串接第二压力传感器，第一电磁阀，齿轮泵，第四电磁阀；连接铜管上，第一电磁阀的前端和齿轮泵的后端通过铜管并联第三电磁阀；连接铜管上，第一电磁阀的后端还引出有一个具有自由端的铜管，该铜管上安装第二电磁阀。

更进一步的是：上述储气罐内部还填充有SF6气体。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

本实用新型采用了一泵四阀呼吸式气体加热原理，加热效果可靠；其外挂式储气罐，在灭弧室压力高时，可把气体压缩到储气罐中，在灭弧室压力降低时，可以把储气罐中气体补充到灭弧室；本实用新型的呼吸式气体加热装置与SF6断路器只有一个连接点，安装容易；只要适当调整加热器功率，即使在极寒地区，此方法亦可保证断路器正常运行；本实用新型作为附件外挂在SF6断路器外，在不改变断路器结构以及维护技术条件的前提下，可靠地对***加热；本实用新型对SF6断路器本身结构的改变最小。

附图说明

图1为SF6气体压力曲线；

图2为现有断路器的一种结构；

图3为本实用新型的断路器结构；

图4为本实用新型加热装置的结构示意图。

附图标记说明：

1为电加热器，2为断路器极柱，3为断路器铜管，4为三通连接器，5为连接铜管，6为第二压力传感器，7为第一电磁阀，8为齿轮泵，9为储气罐，10为第一温度传感器，11为SF6吸附剂，12为加热器，13为第四电磁阀，14为第三电磁阀，15为第二电磁阀，16为第二温度传感器，17为第一压力传感器，18为连接器，19为呼吸式气体加热装置。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的说明。

如图3和图4所示，其示出了本实用新型的一种具体实施方式，本实用新型SF6断路器的加热装置，为断路器加装了一套呼吸式气体加热装置19，用于加热断路器中的SF6气体。该装置通过一个三通连接器4与SF6断路器的气路连接，从三通连接器4直接连接到呼吸式气体加热装置19；

本实用新型能有效防止SF6气体在低温时发生液化：

呼吸式气体加热装置19通过连接铜管5以及连接器18和SF6断路器铜管3上安装的三通连接器4连接；连接好后，打开电源，关闭四个电磁阀（第一电磁阀7，第二电磁阀15，第三电磁阀14和第四电磁阀13），启动计算机***，开始检测第二温度传感器16；

如果第二温度传感器16（也就是环境温度）的读数低于零下20度时，***启动；关闭第二电磁阀和第三电磁阀，打开第一电磁阀和第四电磁阀，启动齿轮泵8，这时，断路器极柱2中SF6灭弧室的气体（冷气体）被抽到储气罐9中，当第二压力传感器6的读数低于0.53MPa或当第一压力传感器17的压力高于0.67MPa时停止；

打开加热器12，对储气罐9中气体加热，当第一温度传感器10的读数达到75度以上，停止加热；

打开第二电磁阀和第三电磁阀，关闭第一电磁阀和第四电磁阀，启动齿轮泵8，这时储气罐内气体（热气体）向断路器极柱2内的SF6灭弧室移动，当第二压力传感器6的压力高于0.6MPa或第一压力传感器17的压力低于0.53MPa，停止；

SF6灭弧室内气体热量扩散，5分钟后从SF6灭弧室抽送冷气体到储气罐，如此往复，使SF6灭弧室中SF6气体的温度一直保持在液化温度以上；

当环境温度高于零下5度时，***停机。

本实用新型还可以防止因SF6泄露引起的压力（密度）降低：

当***检测到第二压力传感器6的读数接近报警压力，比如0.53MPa时，测量环境温度，如果环境温度不低于零下23度，可以判断是开关发生了泄露，这时***会通过485连线（数据线）向主控计算机报警，并通过短信的形式通知值班员；

打开第二电磁阀和第三电磁阀，启动齿轮泵8，待第二压力传感器6达到正常压力时停止；

由于储气罐中储有5Kg左右的SF6气体，因此，如果泄露不严重，可以在一段时间内保证SF6断路器的安全运行。

上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims

1.一种SF6断路器的加热装置，断路器本体包括三个断路器极柱（2），三个断路器极柱（2）内均包含SF6灭弧室，三个断路器极柱（2）的SF6灭弧室通过断路器铜管（3）连通，断路器铜管（3）上设置三通连接器（4），其特征在于：还包括用于将SF6灭弧室内气体抽出后加热，并在加热后送回SF6灭弧室的呼吸式气体加热装置（19），连接铜管（5）将三通连接器（4）与呼吸式气体加热装置（19）上的连接器（18）连通。

2.根据权利要求1所述的一种SF6断路器的加热装置，其特征在于：所述呼吸式气体加热装置（19），包括储气罐（9），储气罐（9）包含顶盖，储气罐（9）外部设置第一压力传感器（17），连接器（18），第二压力传感器（6）和用于检测环境温度的第二温度传感器（16）；储气罐（9）内部设置第一电磁阀（7），齿轮泵（8），第一温度传感器（10），SF6吸附剂（11），加热器（12），第四电磁阀（13），第三电磁阀（14），第二电磁阀（15）；连接铜管（5）的自由端深入到储气罐（9）内部，连接铜管（5）由前至后依次串接第二压力传感器（6），第一电磁阀（7），齿轮泵（8），第四电磁阀（13）；连接铜管（4）上，第一电磁阀（7）的前端和齿轮泵（8）的后端通过铜管并联第三电磁阀（14）；连接铜管（4）上，第一电磁阀（7）的后端还引出有一个具有自由端的铜管，该铜管上安装第二电磁阀（15）。

3.根据权利要求1或2所述的一种SF6断路器的加热装置，其特征在于：所述储气罐（9）内部还填充有SF6气体。