由于SF6气体在超低温下发生部分液化,导致SF6气体密度监测设备中的SF6气体密度降低,降低了SF6开关柜的分断能力和绝缘水平,无法保证SF6开关柜的可靠运行。为此,本文提出了用电加热装置对SF6开关柜中的SF6气体进行加热的解决方案,使SF6气体的温度始终高于SF6气体的液化温度。
电加热装置用于加热炉内的SF6气体SF6压力表,可有效解决SF6气体在超低温下的低温液化问题。电加热设计方案的技术关键是:在SF6开关柜上加装SF6气体电加热装置。当环境温度下降到一定值(如:-25℃)时,加热器可自动投入运行。内部灭弧和绝缘介质加热;无论环境温度多低(例如:-50℃),SF6开关柜内的气体温度始终高于SF6气体液化所需的温度,解决了严寒地区SF6低温气体液化的问题。
在SF6开关柜电加热设计方案中,加热装置的传热方式包括热传导、热辐射和热对流。对于SF6开关柜的不同结构形式,采用的电加热方式也略有不同。常用的设计结构有:
①在设备罐外壁上缠绕电热带的加热方法;
②将加热器插入SF6气体室内部,直接加热。
为了解决高压SF6断路器在超低温下可靠运行的问题,可采用电加热装置对SF6气体进行加热SF6密度监测器.SF6/N2混合气体也可作为开关柜的灭弧和绝缘介质。此外,还可以通过降低SF6密度监测器中SF6气体的额定压力来降低SF6气体的液化点。然而,无论采用哪种方法,都有优点和缺点。
降低SF6气体压力或采用SF6/N2混合气体的方法,会导致设备的分断性能下降,往往不能满足招标文件中对设备短路分断能力的要求。同时按GB1984标准进行相关型式试验。试验周期长,成本高。电加热方法需要改变设备的现有结构,增加材料成本。
综合分析认为,电加热是最经济有效的解决方案。此外,在设计低温产品时也要注意:选用耐低温密封件、耐低温润滑脂。并在操作机构箱体内加热,确保启闭特性保持不变,可跨大温度范围使用瓷套等。