近日,由中国电气装备所属平高电气联合中国电科院、国网四川电力、智宇信电力等单位研制的“特高压换流变防爆燃用550千伏快速SF6断路器研制及应用”通过中国电机工程学会成果鉴定,被认定为国际首创,具有自主知识产权,达到国际领先水平。
当前我国加速推进特高压直流输电网络布局,依托远距离、大容量输电优势,实现风电、光伏等清洁能源大规模外送消纳。特高压换流变压器作为交直流转换核心枢纽设备,其运行可靠性至关重要。

为进一步提升系统安全保障水平,持续优化故障快速清除机制,确保设备可靠运行、维护电网整体稳定性,平高电气项目团队在常规SF6断路器基础上全面创新加速,成功研制换流变用550千伏快速SF6断路器,整体性能达到E2-M2-C2级,关键性能和结构尺寸兼容常规断路器,全面满足特高压直流输电工程高性能高可靠要求。配合继电保护三取二装置快速光纤接入,可将故障清除时间缩短约一半,与换流变油箱防爆结构协同配套,形成“本体防爆+主动防御+快速故障清除”三重防护体系,大幅降低爆燃风险。
产品采用六氟化硫气体作为绝缘、开断介质,双断口压气式灭弧室,配双组碟簧液压机构,总开断时间25毫秒以内,故障切除速度国际领先。通过分闸速度提升、灭弧喷口及气流通道多参数协同匹配,短燃弧时间缩短至8毫秒以内。
通过电磁斥力机构与液压机构控制阀有机融合,实现快速斥力脱扣的同时兼容电磁铁脱扣;采用新型高比强度材料,结合冲击动力学仿真优化关键传动零件,实现重负荷、强冲击下轻质高强可靠传动;优化绝缘设计裕度,强化异物工艺控制,曲面长条陷阱捕获微粒,5000次操作后绝缘性能无衰减;快速控制系统冗余设计,具备防拒动、防误动和状态监测功能。
产品结构尺寸与常规SF6断路器相当,一次、二次接口完全统一,兼容性好;根据直流工程需要选择户外罐式快速断路器、分支母线加装快速断路器、换流变进线串内间隔替换为快速断路器三种布置方案,灵活便捷,工程适配性好。
除换流变防爆燃外,该产品作为通用性断路器,还可广泛应用于短路电流柔性抑制、高风险设备故障快速隔离、交流系统故障快速切除等电网快速控制保护场景,提升系统输送容量,提高系统安全和稳定水平,支撑新型电力系统建设。2025年,该产品已应用于金上—湖北±800千伏直流工程,经国网特高压部组织论证,将在换流站推广应用,快速保护换流变和换流阀。

