国网厦门供电公司 福建厦门 361000
摘要：随着现代社会市场经济的快速发展，人们对各种元器件的研究力度逐渐加强，新型元器件逐渐取代传统元器件，大大提升了各种设备的运行效率与运行安全性，但是其本身仍然会在运行的过程中遇到问题，如何解决这些问题，是工作人员需要重点思考的。结合现阶段的变电检修实际情况，SF6开关取代传统油断路器，成为电力设备的主要元件结构，工作人员需要分析SF6开关在运行过程中的各种故障问题，提出相应解决方法，提升变电检修有效性，维护机电设备运行可靠性。本文简要分析了SF6开关结构及特点，对变电检修中SF6开关常见问题及其解决对策、SF6开关检修技术进行深入探究。
关键词：变电检修；SF6开关；问题；解决对策
在电力行业快速发展的过程中，变电站开关材料持续更新，人们采用新的材料与技术研发变电站开关，其中SF6开关（如图一）已经被广泛运用于变电站中。基于此种背景，工作人员需要重点检修SF6开关，及时发现SF6开关的故障隐患并处理，以此维护高压电网运行的稳定性与安全性。在实际过程中，工作人员需要根据自身丰富经验，检查维护SF6开关，及时更换其中的密封材料，观察其是否存在重合闸问题、气体泄漏、压力失控等问题，精准检修设备，达成检修目的[1]。
.png)
图一 SF6开关
一、SF6开关开关结构及其在变电检修中的特点
（一）SF6开关结构
SF6开关结构（如图二）包括开断元件、支持元件、操动机构、传动系统四个主要部分。
.png)
图二 SF6开关包括结构
开断元件主要为灭弧室、电触头。灭弧室的分类：若按能量来源可分为自能式与外能式；若按照吹弧方向又可分为横吹、纵吹两种不同的形式。电触头可分为主触头、弧触头、动触头、静触头等，分别布置在不同的位置。
支持元件包括外壳、支撑构架底座、支持瓷套等部件[2]。其中，支持瓷套的作用不仅要支撑导电体的重力和拉力，还需承受极高的对地电压，因此支持瓷套要有足够的机械强度和电气绝缘水平。
操作机构（如图三）是SF6开关的重要组部件。操作机构相当于SF6开关的“心脏”，开关快速分、合闸操作所需的能量都来自于它。如图所示，从外观看，有接地开关操作孔、观察窗、位置指示灯、负荷开关操作孔、分闸按钮、带电显示、自封阀等。按储能媒介来分，操作机构的类型有：电磁机构、气动机构、弹簧机构、液压机构等。目前，变电站常见的SF6开关是弹簧机构或液压机构。液压机构SF6开关具有操作功大、动作平稳、操作声音较小的优势，但是其价格较高。操作机构箱通过二次控制电缆与保护测控装置连接，当保护测控装置发出分、合闸指令，操作机构箱接到指令后，分、合闸线圈得电动作，触发操作机构的脱扣装置实现快速分、合闸动作，从而实现开断负荷电流或短路电流的功能。
.png)
图三 操作机构
传动系统包括机械传动和变直机构，常见的传动方式有齿轮传动、杠杆传动、四连杆传动等；变直机构则可以分为近似椭圆机构、混合式变直机构、准确椭圆机构与摇杆机构[3]。
（二）SF6开关工作原理
以图一中的SF6开关为例，其是10千伏配网常用的SF6开关。一般是SF6气体绝缘、真空灭弧的工作原理。具体结构原理是将真空泡（灭弧元件）、操作机构、传动连杆等全部或部分密封在机构箱内，在机构箱内充入1个大气压（对外界大气为零表压）的SF6气体，作为主绝缘介质。
（三）SF6开关的特点
SF6开关通常将SF6气体作为绝缘和灭弧介质，主要是因为SF6具有独特的物理和化学特性。SF6气体的特性如下：
（1）无色、无味、无毒，化学性质稳定，不易分解、电离。
（2）优良的绝缘特性。在均匀电场中，SF6气体的绝缘强度约为空气的2.5倍。这是因为卤族化合物的负电性，即对电子的吸附能力。
（3）优良的灭弧特性。SF6气体的灭弧能力为空气的100倍，这是因为SF6在高温下的分解，可使气体降温、导热系数增大及随后的复合过程加快。
（4）优良的导热特性。综合考虑对流传热因素，SF6气体实际传热能力是空气的2~5倍。可避免电力设备温升过高[4]。
因此，SF6开关具有体积小、开断能力强、运行稳定可靠、维修工作量小等特点。
二、变电检修中SF6开关常见问题及解决对策
（一）开关分、合闸故障及解决对策
SF6开关分、合闸故障较为常见。以弹簧操作机构为例，主要原因是操作机构各零部件损坏所引起。原因包括：机构压力低闭锁操作（操作能量不足）、SF6压力低闭锁操作、传动连杆锈蚀卡涩、控制回路的二次元器件损坏、保护装置本身故障等。面对这一问题，建议分别从拒合、拒分两种情况入手。
面对SF6开关拒分或拒合，处理流程如下：①操作控制开关，若发现分、合闸铁芯不动，需要检查二次控制回路各元器件是否损坏。如：机构辅助开关切换灵活性、闭锁继电器的接点导通情况、控制开关触点动作情况、分合闸线圈是否烧毁、控制回路电源电压是否正常，更换损坏的元器件。②操作控制开关，发现分、合闸电磁铁可以动作但是开关仍然拒分、拒合，需要检查电磁铁铁芯是否生锈卡涩，观察铁芯顶杆是否变形，检查脱扣装置是否生锈卡涩、各动作配合间隙是否满足产品技术要求，检查传动连杆是否有变形卡涩等情况。对故障部位进行相应的维修处理或更换零部件。
（二）气体泄漏问题及其解决措施
SF6开关内部结构复杂、生产安装工艺精细，发生气体泄漏问题主要是由于设备金属材质不良、密封面不平整或有异物、密封圈老化、密封件进水锈蚀、环境恶劣污染严重导致的密封件腐蚀等。比如：SF6气体密度继电器本身或接头漏气；气体连接管道漏气；瓷式底座密封组件老化引发的漏气；密封胶圈老化引发的漏气；金属密封面腐蚀引发的漏气等。面对这些问题，建议工作人员结合实际情况采取相应的处理措施。
在变电检修工作中，工作人员需密切关注SF6开关的生产组装环节，进厂监造时注意检查密封材料质量、生产车间环境控制、组装工艺流程等是否符合规定要求，在生产制造的源头环节确保SF6开关密封性良好。在变电站安装后，应仔细检查各密封部位外观完好、元件材质良好、螺栓等紧固件的紧固力矩满足技术要求，户外安装的开关还需在各密封面、螺栓涂抹防水胶，保证密封性良好且满足现场复杂环境中的长期运行要求。在停电检修中也要密切关注密封性问题，使用卤素检漏仪、SF6红外成像仪等手段仔细检查是否存在漏气点，若发现漏气，需采取更换密封圈等有效措施进行彻底处理，避免出现气体泄漏故障[6]。
（三）开关压力控制问题及其解决措施
发生压力控制问题，一般是因为SF6开关操作机构液压油外漏、内部渗漏、压力控制开关等部位出现问题，引起的一系列装置运行故障。以液压机构为例，比如电机损坏、电机控制回路不通、液压油外漏、机构内漏导致频繁打压、油泵内部故障无法打压、密封件老化、液压油存在固体杂质、压力控制机械损坏、压力控制接点接触不良等情况，均会引发压力控制失灵。
面对这种情况，需仔细查明具体原因。①若是电机控制回路不通，则检查控制回路并更换损坏的元器件。②若为油泵故障，则维修或更换油泵。③若液压油存在固体杂质，这些杂质会停留在液压油路各密封面导致密封不良，机构发生内漏、频繁打压等异常现象，此时需在开关分闸、合闸位置综合判断漏油点，找到漏油部位后清除杂质、更换损坏的密封圈、对液压管路全面清洁，检查处理油泵吸油口的过滤器，最后更换清洁的液压油，并重新建立压力、排气，在开关分闸、合闸位置检查保压情况。④若是压力控制机械损坏、接点接触不良等情况，则更换相应零部件并重新调整各压力动作值。
三、变电检修中SF6开关运行维护检修措施
为了更好的维护SF6开关运行状态，实现变电检修目标，建议工作人员开展以下检修措施：
第一，重点进行SF6开关气体检漏工作。SF6开关在长期带电运行中，焊接不良存在砂眼、密封面出现腐蚀或裂缝、设备内部发热、导线拉力过大等，都会影响密封质量，造成SF6开关的气体泄漏问题。工作人员需根据检修规程开展气体检漏工作，利用SF6气体红外成像仪、卤素检漏仪等进行作业，及时发现漏气部位。若出现SF6气体大量泄漏事故，工作人员需立即远离泄漏点，若在开关室内需开启强力通风装置充分排气，待检测空气中的SF6气体含量合格、氧气含量大于18%，方可重新进入开关室进行维修作业。考虑到SF6开关发生故障后SF6气体在电弧作用下分解产生有毒物质，工作人员需做好穿防化服、戴防毒面具等防护措施方可进行检修作业，在检修完成后需将废弃吸附剂用20%氢氧化钠充分浸泡后深埋处理，工作人员需洗澡、清洗工器具。
第二，及时开展例行检修试验工作。全面检查设备情况，对开关的所有组部件进行详细检查、保养、维修、更换，特别关注上述常见的故障问题如：气体泄漏、压力失控等。按照规程要求进行SF6含水量及纯度检测、开关机械特性试验、回路电阻测试、绝缘测试、工频耐压试验等高压试验项目，综合检测判断开关设备的各方面性能。对不合格的项目需查清原因、重新调整试验，直至所有项目均试验合格，保证SF6开关的安全稳定运行。
第三，定期开展带电检测作业。在变电检修中，运维检修人员需要全面开展红外测温、紫外检测等工作，及时发现设备是否存在发热缺陷、局部放电缺陷等安全隐患。必要时需紧急申请停电处理，避免发生设备烧毁、爆炸等事故。
结语
综上所述，开展变电检修工作能大大降低变电设备故障发生概率，维护变电站运行可靠性，促进地区电力行业的稳定发展。在实际工作中，工作人员要结合SF6开关结构及工作原理，把握SF6开关检修的关键点，及时发现SF6开关的气体泄漏、压力失控、局部发热等问题，采取相应的解决措施，保证SF6开关运行状态良好。此外，在检修的过程中，工作人员还需要分别完成气体检漏、故障处理、预防性试验等工作，全面提升SF6开关检修质量，将设备故障扼杀于摇篮中。
参考文献：
[1]徐腾飞.关于变电检修中SF6开关遇到的问题分析及对策探讨[J].商品与质量，2019，000（011）：84.
[2]赵博群，段庆亮，张辰，等.SF6开关在变电检修中的常见问题及解决措施[J].百科论坛电子杂志，2019，000（003）：603-604.
[3]黄逸宁.变电检修中SF6断路器的特点及其维护措施分析[J].科技风，2019，371（03）：202-202.
[4]梅名平.关于变电检修中SFsub6/sub开关遇到的问题分析及对策探讨[J].技术与市场，2018.
作者简介：
郭世煌（1977.10.08）；男；福建永安；汉；本科；高级工程师；国网厦门供电公司。