“自能式”开断原理,尤其是弹簧机构在SF6断路器上的应用,进一步满足了运行部门对操动机构提出的高可靠性、少维护性和简单经济的要求,它一出现就受到了运行部门的欢迎。尽管目前自能式SF6断路器在开断电流、断口电压、电寿命和近区故障开断性能等方面尚需继续改进和提高,但在110~220kV电压等级电网中使用量却与日俱增,发展势头相当迅猛。为此,国外各大公司在九十年代初开始将开发生产的重点转移到自能式断路器上,并先后推出了以自能式为基本设计原理的各种配用弹簧操动机构的110~220kV断路器,如AEG公司的S1系列、ABB公司的LTB系列、阿尔斯通公司FXT系列、西门子公司的3AP1系列、三菱公司的SFM-32B系列等等,目前我国电力系统中已经有相当数量的进口自能式SF6断路器在110~220kV电网中运行。
5 关于压气式断路器和自能式断路器的选型
可以肯定地说,目前仍在大量生产和使用的压气式SF6断路器,无论是各种开断性能和电寿命,或是开断容量和单断口电压水平,均能满足我国高压和超高压电力系统的需要。压气式SF6断路器存在的最大不足就是所配用的大功率液压机构或气动机构的渗漏问题。
液压机构已经有几十年的生产历史和使用经验,正是由于使用时间太长了,使用的数量太大了,而渗漏现象似乎又太多了,使用部门希望能有一种结构相对简单、直观而且是无液体和气体、无压力和密封、也无需压力监视和闭锁的纯机械的操动机构来替代液压机构,以减少因渗漏而带来的大量维修工作。弹簧操动机构的重新起用和自能式SF6断路器的出现,适应了广大运行部门的这一需要。
自能式SF6断路器的最大特点就是大大地降低了操作功,最大的优点就是采用了纯机械的弹簧操动机构,不存在油或气体的渗漏问题和密封问题。但是我们也应该注意到,自能式SF6断路器由于降低了操作功也会使其某些开断性能和技术指标受到影响,从而使它的使用受到限制。目前所生产的自能式SF6断路器由于主要依靠短路电弧自身的能量提高灭弧室内SF6气体的压力,以达到熄弧压力,因此势必会增加燃弧时间、加重喷口和触头的烧损程度、使介质强度的初始恢复速度降低,从而使自能式SF6断路器的短路开断能力、电寿命次数、近区故障开断能力、断口耐压水平均达不到目前生产的压气式SF6断路器的水平,其单断口电压只能到220kV级、短路开断能力只有40kA。不仅如此,由于自能式SF6断路器的灭弧室结构更为复杂,部件增多,而且在开断大小不同电流时均须可靠配合,这既增大了制造难度,同时也可能对电气可靠性造成不利影响。构简单、直观,但其运行可靠性还很难说就比液压机构高,否则在少油断路器时代大量使用的就不是液压机构了。弹簧机构克服了液压机构的渗漏问题,但可能会发生更多的机械故障,如机械变形、损伤、卡滞及分合闸锁扣失灵等,而弹簧本身的制造质量也难以控制,尤其是盘簧和扭簧,所以目前大多使用螺旋形弹簧。配用弹簧机构的自能式SF6断路器仍在发展过程中,其电气性能仍需不断改善和提高,所以在短期内还很难替代压气式SF6断路器。