[行业技术文章]10KV、SF6负荷开关技术指标的质量控制
更新：2013-03-27
10KV、SF6负荷开关装备具有平安、易安装、维修少、体积小、价格廉价、平安靠得住等点。同时由于负荷开关与限流熔断器配合能更好地庇护变压器，是以在国外已获得普遍使用。如在工蓬勃国家（如欧洲、日本），断路器与负荷开关之比为1：5～6。断路器主要用于一次配电，而负荷开关用于二次配电。在我国随着，城网建设和改造的不竭深进成长，负荷开关装备在10KV配电系统的环网供电和终端送电的运用也越来越多。这几年相继由广东、北京、上海、天津慢慢向全国推行。但今朝，国内10KV，SF6负荷开关的市场主要仍是由国外公司（如ABB、施耐徳等）占据，随着国内生产厂家对SF6负荷开关技术的慢慢掌控，国产SF6负荷开关的数目和已稳步提高。
今朝我国已有十几家生产厂家生产着各类分歧型号的SF6负荷开关。在此以北京龙源开关装备有限责任公司生产的SF6负荷开关为例，对几项要害技术的控制问题做一下介绍。 1、氧树脂尽缘壳体的控制 环氧树脂由于其秀的机械、尽缘、耐老化及制造工艺性能，已成为现今制造尽缘件的，而压力凝胶工艺由于充实阐扬了环氧树脂的各项性能势，现今、国内各类品牌SF6负荷开关尽缘壳体无不由环氧树脂采用压力凝胶工艺制成。
由于开关壳体同时承当了尽缘、气密、机械支持的功能，使得它结构复杂、机械性能及精度要求都很高，无疑对材料选用、制造工艺进程均提出了严酷的要求。 材料选用 环氧树脂： 根蒂根基型的环氧树脂（即年夜型树脂厂生产的年产数千吨的环氧树脂）及固化剂不能直接用于生产尽缘件，非凡是SF6开关尽缘壳体所用的环氧树脂及固化剂更是需要经过非凡的改性处置以提高其机械强度、韧性及改善其耐冷热冲击性能及加工工艺性能。分歧厂家的改性技术各有千秋，所以适合分歧工作重点的产物要求，而对于SF6开关尽缘壳体由于它自己是一个支持件，在开关分、合进程中遭到一定的冲击力，对环氧树脂的强度提出了较高的要求；开关壳体里要充装SF6气体并保证极低的泄漏率，就对环氧树脂对嵌件的粘结性提出了较高的要求；近年来，SF6负荷开关在生产或工作中曾发生过壳体开裂事故，经测试，开裂壳体所用材料的拉伸强度及抗弯强度其实不低，而代表材料韧性的冲击强度却较低。可见SF6开关尽缘壳体的冲击强度又是各项性能指标中的重中之重。国内生产的HE2082-HH2082材料非凡适合生产SF6开关尽缘壳体，该系统玻璃化温度实测104℃，知足某知名品牌要求的100℃～110℃，而且冲击强度达15KJ/m2,跨越一般配方系统50，具有的韧性，同时由于其粘结性，生产的开关壳体有极低的漏气率。 硅微粉： 环氧树脂中加进硅微粉可以提高固化物的耐热性、硬度及尺寸稳定性，并下降了生产成本。硅微粉由于矿源及生产工艺的分歧，对环氧树脂固化物的各项性能均有很年夜的影响。在生产一般产物时往往把夹杂料粘度或硅微粉的可加进当做衡硅微粉的主要指标。但作为生产重要尽缘件的配方系统，把固化物高性能作为衡硅微粉的指标。加进高的硅微粉加进环氧树脂后粘度较高，使得可加进偏低，经分析是硅微粉中针状颗粒含较高造成，而这恰恰提高了环氧树脂的机械强度。
染色剂： 用于环氧树脂的染色剂无怪乎有机染色剂及无机染色剂两年夜类，有机染色剂对环氧树脂加固化物电气尽缘性能无较着影响；而无机染色剂多是以氧化铁为主的金属氧化物，加进环氧树脂后会加年夜固化物的介电消耗，所觉得了保证产物的电气尽缘性能，配方系统中尽不要加进无机染色剂。为了保证电气尽缘性能，电工级硅微粉的Fe2O3含的技术指标要求为≤0.01。假设在配方系统中按环氧树脂比加进1.5的氧化铁红色粉相当于使硅微粉的Fe2O3含提高至0.5,到达根蒂根基含50倍，可以想象对电气尽缘性能的负面影响水平很年夜。 嵌件预处置: 为了保证环氧树脂对嵌件的秀粘结,对嵌件秀的预处置也是相当重要的。嵌件的预处置包括喷砂、清洗油污及灰尘,切确预热至与模具温度一致并注重不能氧化过度，以免强度极低的氧化铜影响环氧树脂对嵌件的粘结强度。并保证嵌件在周转进程中不能被二次污染。环氧树脂对嵌件秀的粘结不单保证了极低的漏气率，同时也使得产物有极低的局部放电。放电在15KV时，测得仅为5PC。 后固化、定型、冷却： 环氧树脂在常温下的弹性模很高，如剪切弹性模到达4000MPa，呈刚性状态；当温度跨越玻璃化温度时，其剪切弹性模只有40MPa，呈高弹态。在很小的外力下就能够变形，哄骗这一特征，可以在后固化进程中将SF6开关尽缘壳体上下壳的对合面放在一个有一定精度的平板上进行定型，完成后固化后，以很低的降温速度（≤5℃/h）对产物进行随炉冷却，不单有益于保证尽缘壳体上、下壳对合面有较小的平面度误差，而且产物遍地的内应力也很低，不至于在以后发生变形或开裂现象。 经过这样处置并加以适当的选配，上、下壳之间的对合间隙≤0.25mm,这样在上、下壳对锁在一起时由于变形极小，使得产物的变形内应力极小,保证了开关的平安使用，不会发生开裂漏气现象。 2、SF6负荷开关泄漏率的控制 SF6负荷开关漏气率一直是各生产厂家和用户关注的焦点。国外产物充气压力为0.04MPa的负荷开关24小时密封实验，年泄漏率基本在0.05／年左右，开关使用寿命30年。国内企生产的SF6负荷开关充气压力0.045MPa，24小时密封实验年漏气率比力高，都在1~0.5／年左右。 是什么缘由使国内、国外同类产物的年泄漏率相差如斯悬殊？主要缘由是国内生产密封圈的材料和性能比国外生产的性能差，针对密封圈存在的问题北京龙源开关装备公司在生产中更改了密封圈的型状和材料，将上下壳体之间和动配合与壳体之间使用的密封圈改成“□”型密封圈，将材改成软木橡胶。为了保证橡胶圈的寿命，做了100℃×24小时的耐热空气的老化实验，硬度变化为 2度。伸长率变化16，拉伸强度变化15，还做了耐25#变压器油实验100℃×24小时体积变化2.8，重变化—1.1，硬度变化—3度，脆性温度—45℃。 实验成效证实：该密封圈的性能可以知足我们的要求。同时也把通气阀和观查窗所使用三元乙丙的密封圈改成了耐油性和耐凹凸温性能好的丁睛橡胶。而且把合模线改到了非密封概况部位，从而使密封效果年夜年夜提高。 北京龙源开关装备公司采用“□”密封圈后对SF6开关的组装工艺进行修改，改变螺栓紧固顺序；将螺栓的锁紧力肯定为22N/m；开关进行100次“合—分”后作密封检验。开关充气压力为0.045MPa放到密封罐内24小时，放进前后两次测得基数相等（差值为零）。这讲明检漏装备精度在10-7时不能测出数值，也就是说泄漏率基本为零，是以将24小时前后测得增加值划定为零。假设测得24小时前后有变化，则认定此产物为不及格，在电力工电力装备及仪表检验中心（即中国电科院开关实验站），做型式实验中测得泄漏气体浓度的增ΔC=0.03μL/L，封锁罩容积Vm=2.46M3；?试品体积V1=0.72M3；开关内充气体积V=0.029M3；距离时间Δt=86400S；尽对年夜气压P=0.1MPa；SF6开关充气压力Pr=0.045MPa；F=（ΔC×（Vm×V1）×P）/Δt?Fy=[（F×31.5×106）/（V×（Pr P））×100。经过计较，相对年泄漏率Fy=0.045／年,到达国外同类产物的进步前辈水平。 3、回路电阻的控制 国内SF6负荷开关技术条件中，一般划定主回路电阻≤65μΩ，而国外同类产物≤42μΩ。为了缩小SF6开关的回路电阻值，到达国外同类产物的水平，经过度析后得出结论：影响回路电阻值存在缘由是消息触头之间的夹紧力的年夜小和一致性，是以经过年夜的实验，肯定夹紧力为160N—190N之间，对影响触头夹紧力的碟型弹簧进行了挑选，选择了高的碟型弹簧。缘由之二是消息触头的R13球面接触要保证在整个球面的85以上，方可保证开关主回路电阻值在40μΩ以下。以上两项措施，保证了机械寿命实验前后主回路电阻值的变化在划定值之内。测试成效见表（1），从而实现了主回路电阻≤42μΩ的尺度。其温升实验裕度很年夜，仅为划定值的50左右见表（2）。从而使SF6开关在 50℃的情况中能靠得住运行。 表（1）