目前SF6斷路器在系統(tǒng)中大量使用,，SF6斷路器與以前的油斷路器相比,，很重要的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是滅弧機(jī)理的改進(jìn),，從而延長(zhǎng)了使用壽命,，減少了運(yùn)行檢修工作。隨著電力走向市場(chǎng),，對(duì)供電可靠性的要求越來(lái)越高,，電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修正逐步開展，對(duì)SF6高壓斷路器而言,，許多廠家對(duì)密封,、機(jī)構(gòu)傳動(dòng)等在機(jī)械壽命內(nèi)都可以做到免維護(hù)，確定高壓斷路器停電檢修或更換主要根據(jù)其開斷短路電流的次數(shù),。因此,，在高壓斷路器設(shè)備的招標(biāo)中，斷路器開斷額定短路電流的次數(shù)已成為一個(gè)重要指標(biāo),。
1,、SF6斷路器的主要滅弧形式
1．1 變開距滅弧結(jié)構(gòu)的主要形式
    近年來(lái)大量進(jìn)口和合資廠的斷路器引進(jìn)電力系統(tǒng)，主要有SIEMENS,、ABB,、ALSTOM、AEG等公司的產(chǎn)品,。這類斷路器都采用SF6作為絕緣介質(zhì),，絕大多數(shù)生產(chǎn)廠生產(chǎn)的110kV及以上的斷路器滅弧室結(jié)構(gòu)采用的都是變開距滅弧結(jié)構(gòu)。其滅弧原理不外乎自能式,、壓氣式,、自能壓氣式三種形式。壓氣式建壓快,，觸頭不易磨損,，在開斷小電流時(shí)容易發(fā)生截流；自能式建壓慢,，對(duì)電弧觸頭易燒損,，開斷小電流時(shí)可靠性不高；自能壓氣式將兩種方式結(jié)合起來(lái),，開斷大電流用自能原理,，開斷小電流用吹氣原理。另外國(guó)內(nèi)的一些斷路器生產(chǎn)廠也引進(jìn)國(guó)外技術(shù)開發(fā)了部分產(chǎn)品,，如西安高壓開關(guān)廠的LW14（15）,、平頂山高壓開關(guān)廠的LW6等型號(hào)斷路器。
1．2 SIEMENS定開距滅弧結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
    IEMENS公司生產(chǎn)的220kV及以上斷路器的滅弧室結(jié)構(gòu)采用的是定開距壓氣式雙向內(nèi)噴射滅弧原理,。兩個(gè)配置有耐弧的石墨觸頭的靜觸頭固定不動(dòng)，由連桿帶動(dòng)引弧部位鑲有引弧石墨園環(huán)的橋式動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng),，實(shí)現(xiàn)斷路器的分合閘,。定開距滅弧室的石墨噴嘴是其主要特點(diǎn),，加工，電場(chǎng)均勻,，耐弧性能*,，從而延長(zhǎng)了電壽命。目前SIEMENS也已開始生產(chǎn)220kV變開距滅弧原理的斷路器,。
2,、短路開斷試驗(yàn)
    斷路器的短路開斷試驗(yàn)必須要有大容量的電源，即在短時(shí)間內(nèi)能提供相當(dāng)于電力系統(tǒng)短路時(shí)那樣大的容量,。當(dāng)斷路器的額定參數(shù)提高后,，由于受試驗(yàn)水平和條件的限制，即使選擇合成試驗(yàn)的方法（試驗(yàn)時(shí)用兩個(gè)電源,，一個(gè)供給電流,，另一個(gè)供給電壓）也難以滿足試驗(yàn)要求，必須選擇合理有效的試驗(yàn)方法,。
    目前國(guó)內(nèi)斷路器的開斷試驗(yàn)由整體試驗(yàn),、單相試驗(yàn)和單元試驗(yàn)三種方式。整體試驗(yàn)是在組裝完整的三相斷路器上按照斷路器規(guī)定的額定電壓和額定短路開斷電流進(jìn)行三相試驗(yàn),。這種試驗(yàn)接近于實(shí)際開斷情況,，考核產(chǎn)品的性能真實(shí)。但要求的試驗(yàn)容量和斷路器的額定短路開斷容量相等,，試驗(yàn)投資相當(dāng)大,，對(duì)于大容量斷路器幾乎不可能。一般整體實(shí)驗(yàn)于35kV及以下,，額定開斷電流31．5kA及以下的斷路器,。
    對(duì)于110kV及以上的斷路器都采用單相試驗(yàn)的方法，若斷路器的額定電壓為U,，額定短路開斷電流為Is,，整體試驗(yàn)要求的容量為P=√3UIs，單相試驗(yàn)時(shí)考慮首開相系數(shù)1．3,，因而試驗(yàn)設(shè)備的容量P1=1.3UPIS=1.3U/√3×IS=0.43P,。因此各相分裝的三相斷路器絕大部分用單相試驗(yàn)來(lái)考核斷路器的開斷能力。過(guò)去大量使用的SW6,、SW2等型號(hào)斷路器的額定短路開斷都能考核到每一相,。如西高廠的SW6說(shuō)明書中明確不經(jīng)任何檢修，SW6能連續(xù)13次開斷額定短路電流,，我們的理解就是每一相都能開斷13次額定短路電流,。
3、SF6斷路器的短路開斷次數(shù)分析SF6斷路器的短路開斷次數(shù)分析
3．1 變開距滅弧結(jié)構(gòu)斷路器的短路開斷次數(shù)
    斷路器開斷短路電流次數(shù)是決定斷路器是否進(jìn)行檢修的主要依據(jù),，一般在SF6斷路器的標(biāo)書中要求短路開斷次數(shù)＞20次以保證一定的免維護(hù)使用期,。這里存在一個(gè)問題,，幾乎所有的生產(chǎn)廠在投標(biāo)文件中都承諾短路開斷次數(shù)＞20次，但查閱它們的短路開斷次數(shù)與開斷電流的關(guān)系曲線,，除了SIEMENS采用定開距結(jié)構(gòu)的斷路器外,，均達(dá)不到20次的要求。
    如SIEMENS的110kV3AP1FG型,，額定短路開斷電流為40kV,，曲線反映滿容量開斷次數(shù)為17次；AEG公司110kVS1－123F1／3131型,，額定短路開斷電流為31．5kV,，曲線反映滿容量開斷次數(shù)為15次；ALSTOM的220kV的FXT14F型,，額定短路開斷電流為40kV,，曲線反映滿容量開斷次數(shù)為10次；SIEMENS的220kV的3AP1－FI型,，額定短路開斷電流為50kV,，曲線反映滿容量開斷次數(shù)僅為6次。國(guó)內(nèi)廠家一般不提供曲線,，如西高廠在LW15型斷路器說(shuō)明書中間接提到推薦的主觸頭檢修周期為額定短路電流開斷約20次,。
    為什么會(huì)這樣呢？應(yīng)該說(shuō)用戶在招標(biāo)文件中提到的要求斷路器短路電流開斷次數(shù)＞20次的指標(biāo),，是按單相考核的,，因?yàn)榍懊嬉呀?jīng)說(shuō)明110kV以上斷路器的開斷試驗(yàn)是分相進(jìn)行的。而生產(chǎn)廠的解釋是高壓系統(tǒng)接地故障為主要故障,，從概率上講單相能開斷7次,，三相就能開斷20次以上，實(shí)際上每相滿容量開斷20次是達(dá)不到的,。從世界上目前的斷路器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝水平來(lái)看,，變開距自能壓氣滅弧斷路器，220kV的滿容量開斷不大于10次,，110kV的不大于20次,。
3．2 定開距滅弧結(jié)構(gòu)斷路器短路開斷次數(shù)
    SIEMENS的定開距壓氣滅弧斷路器確實(shí)能達(dá)到額定短路開斷20次的要求，其220kV的3AQ1－EE斷路器額定短路開斷電流50kV的可以滿容量開斷20次,，40kV的可以開斷25次,。但也有利有弊：定開距滅弧室斷口的絕緣裕度比變開距結(jié)構(gòu)小,；導(dǎo)電觸頭和石墨弧觸頭連在一起,，導(dǎo)電觸頭容易受電弧影響；操作功大，對(duì)機(jī)構(gòu)要求高,，一般采用液壓機(jī)構(gòu)才能滿足要求,；運(yùn)動(dòng)及傳動(dòng)部件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，對(duì)設(shè)計(jì)和安裝工藝要求高；價(jià)格較高,。
   變開距自能壓氣滅弧斷路器利用短路電流中的能量去加熱SF6氣體,，遮斷短路電流所需工作壓力并非來(lái)自斷路器的操作機(jī)構(gòu)，這樣操作機(jī)構(gòu)就可以設(shè)計(jì)成特別簡(jiǎn)單可靠,，即采用彈簧機(jī)構(gòu)或液壓彈簧機(jī)構(gòu),。
4、SF6斷路器短路開斷次數(shù)的選擇和建議
4．1 短路開斷電流的分析
    DL／T615－1997標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的交流高壓斷路器額定參數(shù)中,，額定短路開斷電流是指額定短路電流中交流分量的有效值,。而通常我們認(rèn)為額定短路開斷電流表征的是斷路器在端部短路下的開斷能力，它由兩部分合成：交流分量有效值和直流分量百分?jǐn)?shù),。通常系統(tǒng)短路電流中的直流分量衰減時(shí)間常數(shù)為45ms,，而斷路器的實(shí)際開斷電流值指斷路器動(dòng)作后在觸頭分離瞬間的三相短路電流值，并不是短路后0s的數(shù)值,，因?yàn)楝F(xiàn)代高壓,、超高壓的斷路器分閘時(shí)間都很短，一般在0．04s,，計(jì)及電弧燃燒時(shí)間,，繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，觸頭分離瞬間已是短路發(fā)生之后的0．08～0．1s,，此時(shí)短路電流已有一定的衰減,。當(dāng)斷路器安裝處在電氣上與發(fā)電機(jī)足夠遠(yuǎn)時(shí)，短路電流中交流電流的衰減可以忽略,。所以選用斷路器時(shí),，其額定短路開斷電流不小于安裝處的系統(tǒng)短路電流有效值就可以了。
4．2 設(shè)備招標(biāo)文件對(duì)開斷次數(shù)的提法
    首先標(biāo)書上提的要求應(yīng)嚴(yán)格明確,、符合實(shí)際,。額定短路電流開斷次數(shù)指明是單相開斷次數(shù)，因?yàn)樘崛嚅_斷次數(shù)概念不清,，可理解為三相短路開斷數(shù),，也可理解為3個(gè)單相的開斷數(shù)累計(jì)。對(duì)開斷短路電流31．5kA或40kA的110kV斷路器,，目前都達(dá)不到20次單相開斷的要求,，可以提出單相開斷15次的要求。220kV的開關(guān)如果提20次,，目前能做到的也只有SIEMENS一家,，對(duì)于招標(biāo)也無(wú)意義,，也要修改，可以將50kA的定為6次,，40kA的定為10次較為適宜,。
4．3 斷路器額定短路開斷次數(shù)的合理選擇
    我國(guó)1993年版的《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中明確規(guī)定為了取得合理的經(jīng)濟(jì)效益，城市各級(jí)電壓的短路容量應(yīng)該從網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),、變壓器的容量,、阻抗的選擇、運(yùn)行方式等方面進(jìn)行控制,，使各級(jí)電壓斷路器的開斷電流以及設(shè)備的動(dòng)熱穩(wěn)定電流得到配合,，通常220kV斷路器選擇40kA，110kV斷路器選擇31．5kA或40kA,。實(shí)際上除極個(gè)別500kV變電所的220kV母線,，大部分220kV母線短路容量遠(yuǎn)小于40kA。另一方面,，SF6斷路器短路開斷次數(shù)與短路開斷電流關(guān)系基本符合∑nI2=C公式,，即短路開斷次數(shù)與短路開斷電流的平方成反比。例如我局220kV聞堰變220母線短路容量為9804MVA,，約25.7kA,，所用斷路器為40kA的LW15型，按照生產(chǎn)廠提供的約20kA次的開斷數(shù),，單相開斷約7次,。則斷路器近區(qū)可開斷次數(shù)均為n＝7×402／25．72＝16．9。因此對(duì)220kV斷路器的選擇要實(shí)事求是,，短路開斷次數(shù)固然重要但不必刻意追求,，只要滿足運(yùn)行要求即可。
    變開距結(jié)構(gòu)的斷路器雖然開斷次數(shù)不及定開距結(jié)構(gòu)斷路器,，但機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,、結(jié)構(gòu)輕巧、運(yùn)行維護(hù)工作少,、價(jià)格便宜,，也是較好的選擇。目前110kV斷路器本身滿容量開斷一般可達(dá)到15次以上,，而且額定短路開斷電流與110系統(tǒng)短路電流相比有較大的裕度,。*運(yùn)行要求。如選擇31．5kA開斷次數(shù)為15次的斷路器在20kA系統(tǒng)中運(yùn)行,，按照公式計(jì)算,，近區(qū)開斷次數(shù)可達(dá)到37次，壽命期內(nèi)可以做到免維護(hù)。
4．4 斷路器短路開斷的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)
    平時(shí)運(yùn)行工作中對(duì)開斷短路的統(tǒng)計(jì)也要全面仔細(xì)?，F(xiàn)在220kV變電所都有故障錄波器,，而且微機(jī)保護(hù)大量采用，斷路器本身也有動(dòng)作計(jì)數(shù)器,，為基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)創(chuàng)造了條件,。一般線路故障可以確定相間還是單相，短路電流的數(shù)量,。這些基礎(chǔ)工作為斷路器的檢修提供依據(jù),，做到有的放矢。
    SF6斷路器額定短路開斷電流是其主要技術(shù)參數(shù),，而額定短路電流開斷次數(shù)反映了開斷短路電流的性能，是評(píng)估斷路器使用壽命和開展斷路器狀態(tài)檢修的重要依據(jù),。我們對(duì)SF6斷路器額定短路電流開斷次數(shù)要有比較全面的認(rèn)識(shí),，在選擇斷路器和平時(shí)運(yùn)行維護(hù)時(shí)，對(duì)這個(gè)指標(biāo)要仔細(xì)慎重,，綜合考慮,。以上對(duì)高壓斷路器開斷短路電流的分析探討，希望能為今后設(shè)備的選型,、運(yùn)行檢修提供一些幫助,。
    信息來(lái)源：六氟化硫微水儀生產(chǎn)廠家揚(yáng)州拓普電氣科技有限公司