关于SF6断路器检修维护及常见故障的处理

发表时间:2021/6/16   来源:《中国电气工程学报》2021年2期   作者:李志超
[导读] SF6断路器检修技术的研究是一项漫长、综合性的系统工程。其有利于增加电力企业的利润,减少电力企业的维修费用支出;还有助于电力设备的安全、稳定运行。
        李志超
        国网黑龙江省电力有限公司检修公司  黑龙江省哈尔滨市150000
        摘要:SF6断路器检修技术的研究是一项漫长、综合性的系统工程。其有利于增加电力企业的利润,减少电力企业的维修费用支出;还有助于电力设备的安全、稳定运行。要构建科学性、合理性、系统性、的断路器检修技术,需要相关工作的共同努力,同时还要根据企业的实际情况,对设备进行改进和优化,及时掌握改进SF6断路器检修技术的新途径。
关键词:SF6断路器;检修维护;常见故障;处理对策
引言
        在电力系统的整个运行过程中,对变电站内的设备进行定期检修工作,是确保各类变电设备高度可靠与有效运行的基础,而且对于控制电气设备质量问题与运行事故也具有重要意义。
1SF6断路器的结构特点
        SF6作为灭弧效率较高的气体,经过多年的研究和论证后,逐渐作为电力保护装置应用到了各个发电厂、变电站中,是目前应用最广泛的断路器,与常见的油断路器、真空断路器等传统断路器相比,SF6断路器的缺点相对较少,运行稳定性和环境适应性较强,且运行成本和体积重量远低于油断路器,性能较真空断路器也有较大的提升。SF6断路器使用SF6气体作为灭弧方式,使其性能得到较大提升,被广泛装备到各变电系统、发电厂中。其主要结构由传动系统、操动机构和相关元件组成。
        SF6断路器内部结构有由灭弧室构成的开断原件,通过灭弧实现开断,其SF6气体不仅是灭弧气体,也是性能较为优秀的绝缘介质,与自由电子混合时,混合程度高,并能形成一些负离子,从而加速自由电子的移动速度以减少电流恢复所需要的时间,大大提高变电系统灭弧效率。操动机构可氛围弹簧操动机构、液压操动机构等,下图所示SF6断电器采用的是弹簧操动机构,具有成本低,性能较为良好的优点。较为常见的操动机构还有液压式操动机构,其相较于弹簧操动机构,设备运行时噪音少,操动稳定,但价格高于弹簧操动机构。
        在日常的变电检修工作,相较于传统的油断路器,SF6断路器的内部结构组成更加合理且具有多种优势,一是其采用了性能优秀的弹簧操动机构,动作反应迅速,体积较小二是SF6断路器运行比较稳定,因此不需要频繁的检修维护,大大降低了检修时间和成本,保证了供电的稳定性和安全性,三是SF6断路器本身结构安排合理,且使用SF6气体进行灭弧,灭弧时间短,也可承受较大的电流,节省空间的同时增加了可靠性,为日常变电检修工作提供了便利。
2SF6断路器检修维护
        2.1SF6断路器检修研究现状
        SF6断路器是保护电路安全的,其将SF6气体作为绝缘介质和灭弧介质,一般情况下,SF6断路器根据自动压气原理来工作,当电流被切断时,气体被压进压缩室,使其压力升高,当电弧出现时,压缩室中的气体喷出,在电流过零时将电弧熄灭,从而进行保护。其具有多个优点,如断口电压高、结构简单、使用寿命内允许开断次数较多、开断能力强等。而且在中压配电角度,SF6断路器对元件结构及六氟化硫气体要求较高,但具有开断电流时不产生过电压、不重燃等优势。断路器的检修一般不会结合企业自身的实际情况,都是按照检修工艺要求进行的,但是随着电力系统对断路器性能要求的提高和断路器设备本身功能的结构改进,断路器检修也逐步向系统化发展。根据相关规定,对断路器故障诊断检修,应该在规定的时间进行周期检测。为了防止故障的发展,需要提前做好以下3方面的工作来确保断路器设备检修的有效和有序进行:做好后续的设备维护工作;组建高水平的维修队伍;配备高科技的检测设备。
        2.2SF6断路器检修
        当前,对断路器检修主要从以下几个方面进行,如表1所示。
        表1SF6断路器检修项目及其影响
 
3SF6断路器的主要维护工作及注意事项
        3.1气体的检漏
        对气体进行检漏必须使用专用的检漏仪,检测气体泄漏原因。如果发生气体泄漏,工作人员不能呆在该区域,需停留在泄漏点10米以外的地方,再次进入工作区域时需要等到泄漏停止。如果泄露发生在内部,此时再进行工作时,需要穿戴防护工作服,而且必须使用防毒面具,才能进行工作。为了保证工作人员的安全,在进行SF6断路器室内检测时,室内空气中的氧气含量必须高于18%,进行室内通风。对断路器的捡漏,要严格遵守产品说明书的要求,检测仪器的探头不宜长时间处该环境里。当表针发生强烈报警时,说明检测探头接触到了高浓度的六氟化硫气体,而且此时表针为满刻度。
        3.2检测含水量
        断路器对含水量和六氟化硫气体的纯度都有要求,在内部正常运行时会发生闪络,产生多种六氟化硫分解物,气体绝缘设备中也会渗入大量的水分(大气中)。设备内部闪络事故发生的情况一般是在气压较高的情况下,气体绝缘设备的绝缘强度因大气中的水分而下降。此时,一些活性杂质氢氟酸、二氧化硫等气体,会对各种构件产生腐蚀,分解具有毒性的物质,如果发生泄漏会威胁工作人员的健康。因此,要保证冲入设备中的气体必须合格,同时还需要保证气室的干燥。
        根据电力设备检修试验规程,断路器A修后六氟化硫气体湿度不得大于150μL/L,运行中六氟化硫气体湿度不得大于300μL/L。设备中充有六氟化硫气体的单元在进行安装或检修时,要从环境的粉尘度、湿度进行控制。而检修完成后或设备运输过程中,气室内要避免潮气进入,需要保持一定的六氟化硫气体或氮气正压。室内气体的处理主要包括干燥和清理两种方式,干燥工作的基础是靠抽真空和注入高纯度的N2进行处理,在处理时,必须要保证气室干燥是合格的。通过对SF6断路器压力表的观察,并结合六氟化硫气体检漏仪、微水含量测量仪进行六氟化硫气体检漏和水分测试,可以趁早发现漏气现象和漏气点,然后采取相关处理措施。
        3.3故障预防方式
        为了加强设备运行的可靠性和延长SF6断路器的使用寿命,必须对设备进行维护,设备在不同的运行阶段其检修的方式也不同。断路器的检修方式主要有以下几种:定期检修方式,即将设备在一定时期内进行一次有计划性的维修,这种方式可以及时发现平时不易发现的故障,但是也有缺点,如工作量大、针对性不高等;事后检修方式,即在设备发生故障后采取的维修方式,这种方式可以节省时间,减少维修次数,但是会提高体系的故障率,影响或者缩短设备的使用寿命;预防性状态检修方式,即在故障发生之前,先通过仪器进行故障测试,这种方式工作量小,也不会造成经济损失,是一种比较经济合理的维修方式。
        3.4其他
        要定期巡视检查SF6断路器,包括检查瓷套有无破损、闪络现象,接线头有无过热、变色发红现象,实际分合位置与机械、电气指示位置是否一致,压力表读数是否符合断路器T-P曲线等。当发生断路器拒分或拒合故障时,一次部分应先检查断路器分合闸状态是否正常,机构、部件是否有变形损坏或卡涩,弹簧是否已储能,分合闸线圈电阻是否正常等,条件具备时可进行就地分合闸操作排除故障点,并按照二次控制回路图检查选控开关、辅助开关、气体闭锁继电器等接点是否到位、接通等。
结束语
        在电网运行中,油断路器出现的问题越来越多,而SF6断路器以自身的优势愈来愈多地代替油断路器。变电检修工作主要针对相关电力设备进行检修,六氟化硫气体具有耐电强度高和灭弧能力强的特点,是断路器的绝缘灭弧介质。文章针对变电检修当中断路器的特点进行列举,并根据断路器的故障以及维护措施进行分析。
参考文献
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