变电站 SF6 断路器的运行维护要求及异常处理方法研究

发表时间:2020/11/20   来源:《科学与技术》2020年第20期   作者:潘庆志 樊娜
[导读] 随着电力技术的迅猛发展,少油断路器逐渐被淘汰,SF6断路器得到了广泛应用
        潘庆志 樊娜
        孝感供电公司 湖北 孝感 432000   
        摘要:随着电力技术的迅猛发展,少油断路器逐渐被淘汰,SF6断路器得到了广泛应用。全 面总结归纳变电站SF6断路器的运行维护要求及异常处理方法,对生产实 际有重大的指导作用,为电力系统的安全稳定运行提供有力保证。
        关键字:SF6断路器;运行维护要求;异常处理方法
        六氟化硫(SF6)气体具有较高的介电强度和良好的灭弧性能。它是一种惰性气体,性能稳定。SF6密度约为空气的5倍,介电强度为空气的2-3倍,在2×105Pa时与变压器油的介电强度相近。尤其是SF6气体在电弧中能捕捉自由电子而形成负离子,负离子行动迟缓,对再结合有利,使介质迅速游离,可加速弧隙介质强度的恢复,电弧易于熄灭。它的灭弧能力比空气强100倍,优于压缩空气。用SF6灭弧也可做成各种气吹的方式。
        SF6灭弧在受电弧烧灼后,不会造成SF6气体的变质。SF6受电弧作用会分解,少量分解为SF4和SF2,但它们不稳定,在10-4s的极短时间内迅速合成SF6。在多次强电流断开试验中表明SF6气体基本上不劣化。在弧击时还形成一些金属氧化物,它们也具有较高的电阻率,不会造成绝缘损坏事故。而在SF6气体中有水分时,会分解出腐蚀性的气体。SF6断路器中要严格控制水分。
        1、变电站SF6断路器概述
        1.1 SF6气体的优点
        SF6断路器的介质为SF6,SF6气体的主要作用是绝缘和灭弧。另外,SF6具有带负电特性,因此,在实际应用过程中,SF6气体能够准确抓住电流中的自由电子,然后将自身负电与自由电子进行有效结合,从而将自由电子转变为负离子。在离子的移动过程中,其导电性会逐渐下降,在这种情况下,电子的恢复速度不断加快,同时电弧介质强度也会逐渐增加,而这就会促进灭弧功能的发挥。
        1.2 SF6断路器应用优势
        ①SF6断路器的可存放量较小。由于SF6断路器的主要部件是由弹簧组合而成的,因此在生产过程中,要想使断路器的使用性能更强,就要采用材质较好的弹簧作为材料。此外,SF6断路器的运输效率很高,检修操作十分简单。②SF6断路器检修的时间间隔较长。在生产线外的使用中,由于SF6断路器可以进行多次断路,且规定的检修时间一般是10年,因此检修工作不会耗费大量的人力。③SF6断路器的绝缘支撑少。因为SF6断路器的结构比较清晰、易懂,所以在实际使用中,它的绝缘支撑数量有可能会下降。④SF6断路器的灭弧时间短。在实际应用中,SF6断路器可能会受到很大的力,从而导致灭弧间隔减小,并且运行的空间也相应缩小。
        2、变电站SF6断路器的运行维护要求
        2.1SF6断路器的运行维护
        (1)每年对外壳锈蚀部分进行防腐处理及补漆
        (2)要定期对断路器转动及传动部位作二次润滑,半年一并操动3次要正常。
        (3)每两年一次对断路器的所有密封面定性检漏,不可有0.1Pa·cm3/s以上的漏点存在。
        (4)每年应进行一次SF6气体微量水分测试,测试结果对照水分一温度曲线,不可超过300×10-6(20℃)。
        (5)绝缘、操作试验等可根据相关规定定期进行,试验结果要满足相关标准。
        (6)检修应注意的问题。断路器在真空状态下不可进行分、合操作,防止损坏灭弧室零部件。机构在正常检修时,要把分、合同弹簧能量释放。
        2.2SF6断路器的检修工艺及要求
        (1)断路器解体检修时要注意检修环境要清洁干燥、通风良好;须备有必要的防护措施如防毒面具、防护服和防护手套;要有SF6气体和化学废物的处理设备和措施。
        (2)检修人员戴防毒面具将断路器内的SF6气体放掉(放出的气体应通过10%的NaOH水溶液排出,再抽真空,绝对压力要达到133Pa,再用氮气冲洗三次,充气冲洗压力0.2MPa(气体仍通过NaOH水溶液排出)。将SF6断路器封盖打开后,暂时撤离现场30min。

检修人员戴防毒面具或氧气呼吸器和防护手套将吸附剂取出,用吸尘器和毛刷清除粉尘,用丙酮清洗金属和绝缘件。
        (3)拆卸废弃物处理至中性后放入20%的NaOH水溶液中浸泡12h后深埋。
        (4)解体后主要检查更换磨损、烧损及腐蚀比较严重的零件,更换紧固件、弹簧、绝缘件、已老化的密封圈、绝缘件,以及更换吸附剂。
        (5)重新清洗各零部件,绝缘件送入烘炉在80-100℃烘4h后进行装配,吸附剂在500-550℃烘干2h后装配。
        (6)整体装配结束后,随即抽真空至133Pa,维持真空泵运转30min以上,再停止真空泵观察30min后读取真空度值,再静观5h以上,第二次读取真空度值,两读数之差不大于65为合格,不然,查找漏气点。抽真空时应绝对避免误操作,防止引起真空泵倒灌事故。
        (7)充气24h后,用灵敏度为10-3cm3/s的SF6气体检漏仪检测漏气率,要求年漏气率小于或等于1%,微水含量小于或大于150×10-6(20℃);尤其要注意管道、接头、阀等处。
        (8)断路器装配完毕后,主要技术参数要达到标准,并按其标准进行机械特性及电气性能试验。
        3、SF6 断路器异常现象和处理方式
        3.1SF6 断路器出现拒动故障问题
        断路器误跳现象表现为系统没有呈现出接地以及短路情况的时候,继电器保护也没有进行动作,那么断路器就会发生跳闸情况。在断路器出现误跳现象以后,需要提前找寻出问题所在,可能是因为人员因素引起的误跳现象。在二次回路直流系统出现两点接地而引起的误动故障时,需要及时商讨措施,积极处理和解决。在实施断路器分闸以及合闸指令的过程中,断路器不进行动作,依旧保持原有的运行现象,就会使得设备处于无法送点情况下必须将故障电流切断,如此一来便加剧了事故的出现,因此产生的危害性特别大。通过相关分析来看,出现拒动情况的实质性原因表现为:SF6 断路器气体压力不大,在操作电气回路的过程中,有着诸多的异常状态。所以,在对 SF6 断路器气体压力进行检验的过程中,应当了解到合闸线圈有没有受到损坏,并且分闸继电器有没有短线开路问题等。在闸阀内存在较多积污现象的时候,就会影响到断路器运行,这就需要对闸阀进行有效的清理,保持内部整洁性。
        3.2 断路器经常发生偷跳问题
        对于断路器偷跳现象的存在,通常表现为在没有对断路器进行操作的情况下,而且安全装置没有动作期间引起的跳闸事故,该项事故的形成原因是因为受到了线路过于老化等因素的影响,形成了跳闸问题,导致运行器件位于合位的断路器跳开,随之停电。通过分析来看,产生断路器偷跳的实质性因素是因为设备本身存有问题,在产生该种现象以后,线路机电保护装置可以对故障问题进行快速的判断,拿上启动断路器内的重合闸,确保线路处于良好供电的状态。
        3.3SF6 断路器存在着漏气和误报警问题
        通过相关探究来看,SF6 断路器发生漏气故障的实质性原因是:在连接 SF6 断路器气体密度计以及气体压力表铜管的过程中,因为连接不到位或者是密实性不够等,因此产生了漏气问题。最后是因为没有密封好封圈边缘,处于室外气候条件中密封退化现象比较明显。在夏季的时候,因为气温比较高,长时间下来的话,气体就会呈现出膨胀情况,断路器压力表内部压力增加,形成故障。而在冬季的时候,则是因为气温比较低,使得断路器气体冷缩,经常发生压力比较大或者是闭锁等问题。在接收了 SF6 断路器报警信息以后,相关人员可以先对周围温度情况进行检验,了解到具体气体压力,而在冬季因为低压而报警的时候,需要详细检验 SF6 断路器的密度开关现象以及气体压力表性能,当性能存有误差或者是不精准的话就会产生压力误报警问题。最后是结合气压变化率来辨别气室内有没有漏气问题,当有漏气情况的时候,马上补气。
        4、结论
        通过论述来看,SF6 断路器产生的作用极高,相关单位必须做好维护工作,分析影响 SF6 断路器的因素,采取正确方式进行检验,一旦发生问题之后必须马上落实各项措施,从而降低故障出现的概率,促使 SF6 断路器处于稳定运行的状态。
        参考文献
        [1]周鑫阳,吴裕锋.变电站设备状态检修及高压 SF6 断路器的检修策略[J].中国新技术新产品,2019(18):42-43.
        [2]张婷婷,郭志明,陈朝亮.变电站内 SF-6 断路器性能特点及其运行维护[J].电气开关,2018,56(04):103-106.
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