CN205303296U - 一种sf6断路器灭弧室气体热交换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种SF₆断路器灭弧室气体热交换装置，包括储气罐、加热器、气泵和外加热器，气泵设置在储气罐内部，加热器设置在储气罐内部底端，气泵的出口和进口均通过管道与断路器灭弧室连接，外加热器安装在气泵的出口和进口之间，且外加热器设置在储气罐的外部；气泵的进口上分别安装有第一电磁阀和第二电磁阀，气泵的出口上分别装有第三电磁阀和第四电磁阀；与断路器灭弧室连接的管道上分别安装有断路器补气口和新气补气口。本实用新型结构简单，安装容易通过外加热器实现对SF₆气体的实时加热，保温效果很好，防止SF₆气体在极寒条件下被液化，而且外加热器的热传导效率高，可以设定并且精确控制加热温度，安全可靠。

Description

一种SF6断路器灭弧室气体热交换装置

技术领域

本实用新型涉及电力辅助设备领域，具体是一种SF₆断路器灭弧室气体热交换装置。

背景技术

随着电力设备制造技术的发展，SF₆断路器因其具备开断性能优异、维护工作量小、机构运行稳定等优势，在电力***得以大面积推广，华北地区高压断路器SF₆设备占全部设备的80％以上。在有的公司35kV及以上电压等级断路器无油化率已经达到100％。

但随着SF₆断路器运行数量及年限的增加，其内在缺陷也逐渐显露出来。SF₆气体作为绝缘及灭弧介质，其开断能力与SF₆气体的密度有关。SF₆是一种大分子气体，液化点高，在0.6MPa的气体压力下，SF₆气体液化温度为-27℃。也就是说，当环境温度降至-27℃时，额定压力为0.6MPa的SF₆断路器本体内气体将大量液化，导致灭弧室内气体密度降低、断路器开断能力下降。此时密度继电器报警闭锁为“液化报警(闭锁)”，此时断路器无法保证开断能力。

在高寒地区，冬季气温很低，SF₆断路器“低压报警”及“液化报警闭锁”的现象十分普遍。为防止出现因断路器闭锁造成供电区域大面积停电的恶性电网事故，各供电公司都进行过能够保障断路器低温运行的技术措施，先后采用了更换低温型密度继电器、采用混合气体、将断路器降压运行，甚至在低温时期取消断路器低气压闭锁功能等多种措施，来保障断路器运行安全，但都没有收到很好的效果。

为了解决SF₆断路器(尤其是瓷柱式SF₆断路器)在高寒地区应用中存在的问题，开关制造厂家和电力部门提出了对SF₆断路器进行加热的方案。加热方案是，在极柱下安装加热器、温控装置和远红外加热板，远红外加热板功率为1500W。加热板安装在极柱的底部，由温控器探测环境温度，当温度低于-10℃时，自动启动加热装置，当环境温度高于-10℃时，停止加热。

为了获得较好的加热效果，还为断路器机构控制箱加装了保温装置，但是，瓷柱式SF₆断路器由极柱以及机构箱平台构成，其灭弧室在极柱顶部的瓷套中，内部结构紧凑，以LW36-126断路器为例，其总高4680mm，其中极柱部分高度约为2400mm，支撑瓷柱高1100mm，内有绝缘拉杆，这种特殊的结构使得传递热量很困难，在-15℃的试验环境下，加热几乎没有效果。

如图1和图2所示，我公司在2013年研究开发的“高寒地区六氟化硫(SF₆)断路器加热装置”，也是一个解决SF₆断路器低温液化的方案，其核心技术如下：

在断路器外部增设一个储气罐，储气罐通过一根输气管与SF₆断路器相连。储气罐里面储存大约相当于SF₆断路器灭弧室1/3的气体，并配有气泵和电磁阀转向机构，储气罐里还安装了一个功率为800W的红外加热器，直接对储气罐里的SF₆气体加热，然后把热气体，通过气泵输送到断路器中，然后又经过同意管路，从SF₆断路器中抽出冷气体，在储气罐中进行加热，加热后再输送到断路器中，如此往复。此方案直接对SF₆气体进行加热，热效率高，效果肯定；而且方案结构简单，安装方便，在安装的过程中甚至不需要停电，并于在2013年申报了实用新型专利。

其工作原理如下：当环境温度低于-15℃时，启动加热装置，对储气罐中的气体进行加热。第一电磁阀1、第三电磁阀3关闭，第二电磁阀2、第四电磁阀4打开，气泵5启动，把储气罐7中已经被加热的气体向断路器灭弧室输送；当断路器灭弧室压力达到0.55MPa，气泵5停止工作，输送进去的热气体和灭弧室中的冷气体融合；第一电磁阀1、第三电磁阀3打开，第二电磁阀2、第四电磁阀4关闭，气泵5启动，加热器6启动，从断路器灭弧室中抽气，断路器灭弧室气体压力低于0.48MPa时，气泵5停止，开始向断路器输气；如此循环，直到环境温度高于-15℃。

本装置是通过SF₆气体的流动，把热量传送到断路器灭弧室中，使灭弧室内气体温度升高，阻止SF₆断路器发生液化现象。在现场安装时，必须对连接储气罐7和断路器灭弧室的输气管进行很好的保温，并且，这一部分管道必须足够短，否则加热效果就不能保证。而且在极寒条件下，即便是对输气管已经做了很好的保温，输气管已经很短，但效果仍然不理想。

针对这种情况，认真分析，对储气罐7的加热部分以及其结构，进行了改造，设计“外置式热交换器”，使得本装置可以传送更多的热量，更具有实用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种SF₆断路器灭弧室气体热交换装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种SF₆断路器灭弧室气体热交换装置，包括储气罐、加热器、气泵和外加热器，所述气泵设置在储气罐内部，所述加热器设置在储气罐内部底端，气泵的出口和进口均通过管道与断路器灭弧室连接，所述外加热器安装在气泵的出口和进口之间，且外加热器设置在储气罐的外部；气泵的进口上分别安装有第一电磁阀和第二电磁阀，气泵的出口上分别装有第三电磁阀和第四电磁阀，且第一电磁阀和第四电磁阀均安装在气泵的进口与出口之间，第二电磁阀和第三电磁阀均与储气罐连通；与断路器灭弧室连接的管道上分别安装有断路器补气口和新气补气口。

作为本实用新型进一步的方案：所述外加热器由传热片、油循环管路、气体管路和电加热器依次串联钎焊而成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，安装容易通过外加热器实现对SF₆气体的实时加热，保温效果很好，防止SF₆气体在极寒条件下被液化，而且外加热器的热传导效率高，可以设定并且精确控制加热温度，安全可靠。

附图说明

图1为现有SF₆断路器的气体加热装置示意图。

图2为现有SF₆断路器的气体加热装置中储气罐的内部结构示意图。

图3为本实用新型的结构示意图。

图4为本实用新型中外加热器的结构图。

图中：1-第一电磁阀；2-第二电磁阀；3-第三电磁阀；4-第四电磁阀；5-气泵；6-加热器；7-储气罐；8-外加热器；9-新气补齐口；10-断路器补齐口；11-管道；12-断路器灭弧室；13-循环管路；14-电加热器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图3，本实用新型实施例中，一种SF₆断路器灭弧室气体热交换装置，包括储气罐7、加热器6、气泵5和外加热器8，气泵5设置在储气罐7内部，加热器6设置在储气罐7内部底端，气泵5的出口和进口均通过管道与断路器灭弧室12连接，外加热器8安装在气泵5的出口和进口之间，且外加热器8设置在储气罐7的外部；气泵5的进口上分别安装有第一电磁阀1和第二电磁阀2，气泵5的出口上分别装有第三电磁阀3和第四电磁阀4，第一电磁阀1和第四电磁阀4均安装在气泵5的进口与出口之间，第二电磁阀2和第三电磁阀3均与储气罐7连通；与断路器灭弧室12连接的管道上分别安装有断路器补气口10和新气补气口9。

本实用新型的工作步骤如下：

(1)当环境温度低于-15℃，启动加热装置，外加热器7、加热器6开始工作，初次加热时间10min，转入正常工作后，加热时间为2min；打开第二电磁阀2、第四电磁阀4和气泵5，气体经管道进入外加热器8；外加热器8为迅速升温的热交换器，气体经过外加热器8后，被加热到75℃；热气体进入断路器灭弧室12，与断路器中冷气体融合；

(2)关闭第二电磁阀2、第四电磁阀4，打开第一电磁阀1、第三电磁阀3和气泵5，气体经管道进入储气罐7，如果断路器灭弧室12中的气体已经液化，会有少量液化SF₆进入储气罐7，并在储气罐8内汽化，从而引起储气罐7温度降低，加热器6的作用主要是给储气罐7加热；储气罐7内的气体经加热后，再次输送进断路器灭弧室12，整个过程循环进行，直至环境温度高于-15℃。

如图4所示，在需要外加热器8加热时，接通电加热器14的电源，电加热器14开始加热热传导油，热传导油在管路中开始循环(热力作用)，把热量通过传热片传导给在管路中流动的SF₆气体，实现对SF₆气体的加热。

外加热器8含有60片传热片，与油循环管路13、SF₆气体管路、电加热器14钎焊而成，热传导效率高，结构简单，可以设定并且精确控制加热温度，安全可靠。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (2)

1.一种SF₆断路器灭弧室气体热交换装置，包括储气罐、加热器、气泵和外加热器，其特征在于，所述气泵设置在储气罐内部，所述加热器设置在储气罐内部底端，气泵的出口和进口均通过管道与断路器灭弧室连接，所述外加热器安装在气泵的出口和进口之间，且外加热器设置在储气罐的外部；气泵的进口上分别安装有第一电磁阀和第二电磁阀，气泵的出口上分别装有第三电磁阀和第四电磁阀，且第一电磁阀和第四电磁阀均安装在气泵的进口与出口之间，第二电磁阀和第三电磁阀均与储气罐连通；与断路器灭弧室连接的管道上分别安装有断路器补气口和新气补气口。

2.根据权利要求1所述的SF₆断路器灭弧室气体热交换装置，其特征在于，所述外加热器由传热片、油循环管路、气体管路和电加热器依次串联钎焊而成。