分析影响继电保护装置使用寿命原因

发表时间:2021/8/23   来源:《当代电力文化》2021年12期   作者:陈艳丽
[导读] 继电保护装置是保障电网安全运行的第一道防线,这个设备的可靠性直接影响到电力系统和主要电气设备安全稳定的运行
        陈艳丽
        国网山东省电力公司武城县供电公司  山东德州  253300
        摘要:继电保护装置是保障电网安全运行的第一道防线,这个设备的可靠性直接影响到电力系统和主要电气设备安全稳定的运行。当继电保护装置出现故障之后,就会该制动的不制动,不该制动的误动,影响继电保护装置的运行质量,进而导致电力系统无法安全运行。因此本文对影响继电保护装置使用寿命的相关因素进行了分析,以期可以有所帮助。
        关键词:继电保护装置;使用寿命;原因分析
        在电力工程控制系统中,继电保护装置作为最重要的电气元件,对于提高电力系统的运行效果具有重要的作用。一般来说,继电保护装置的使用年限为12年,但是在实际运行过程中常常受到外界因素的干扰而使得使用寿命不断缩减。面对继电保护装置的应用现状,只有详细的掌握继电保护装置的使用条件,并在正确的条件下使用加以维护,才能确保继电保护装置的运行质量,进而稳定电力系统的安全运行。
1继电保护装置概述
        继电保护装置一般是由硬件和软件系统构成。在继电保护装置运行过程中,内部软件系统一般不会出现系统运行安全问题,其随着使用时间的增加,出现故障的概率并不会增加,并且随着科学技术不断发展,继电保护装置内部软件系统部分经常会升级改造,其适应性一般比较强,对运行过程中软件系统的可靠性和安全性都比较高。而继电保护装置硬件部分就不同了,硬件设备在使用过程中会出现硬件老化现象,在多种因素的共同制约下,导致继电保护装置运行的稳定性和可靠性显著受到影响,致使设备在使用过程中经常会出现这样或者那样的问题,对电力系统安全稳定运行造成了严重的威胁。由此可以看出,影响继电保护装置使用寿命的主要影响因素是硬件设备,在分析继电保护装置寿命降低原因过程中,应该从设备的硬件分析,将设备故障降低到最小程度。
2影响继电保护装置使用寿命的原因分析
2.1温度原因
        在继电保护装置长期运行过程中,温度是影响继电保护装置使用寿命最主要的因素,在继电保护装置中分布着很多电气元件、芯片和复杂的电路。继电保护装置正常工作时,电气元件和芯片以及电路中温度会显著升高,在温度的影响下,电气元件和线路的绝缘层会逐渐老化,随着温度升高老化现象越来越严重,当设备中的电气元件老化到一定程度之后,就会出现短路和击穿现象,引发继电保护装置出现故障。此外,随着近几年,继电保护装置的科学技术含量越来越高,更多复杂的集成电路逐渐应用到继电保护装置中,装置中的集成电路更容易受到温度的影响,当温度升高就会加速设备出现老化。
2.2湿度因素
        湿度是导致继电保护装置老化现象和故障率升高的第二大因素。但湿度的来源和温度存在明显差异,温度主要来源于继电保护装置内部发热,而湿度主要来源于继电保护装置周围的外界环境。在外界环境中湿度较高时,继电保护装置的外壳以及内部元器件的物理性质、化学性质以及电性能都会发生一定程度的恶化,并且湿度越大、持续时间越长,继电保护装置的外壳和内部元器件的老化程度就越明显、越恶劣,在恶化达到一定程度的时候,就会导致继电保护装置出现故障甚至完全失效。
2.3电磁原因
        继电保护装置的电磁干扰问题也是影响装置安全稳定运行的一个主要因素。目前我国电力系统中关于电磁干扰的预防措施做的还不是很充分,电力系统运行过程,很多电气设备运行过程都会产生大量的磁场,磁场在运行过程中还会产生大量的中励磁电流和过电压,最终对继电保护装置安全运行产生很大影响。当外界出现极端天气后,如雷击现象发生后,大量电路流入会产生很强的电磁场,磁场在保护装置内会产生较大的过电压电流,导致装置被击穿烧毁,进而损坏了继电保护装置。此外,人为因素也是影响设备使用寿命的主要因素之一。

人为因素也会在系统中产生较大的干扰磁场,对继电保护装置的安全运行产生影响,导致继电保护装置使用寿命下降。
3提高继电保护装置使用寿命的对策分析
3.1预防温度产生的影响
        为了有效降低温度对继电保护装置使用寿命造成的影响,提高设备使用寿命,应该采取必要措施防范温度升高。第一,要进一步降低继电保护装置热功率,积极研究低功耗的继电保护装置,不断提高继电保护装置的散热能力,确保继电保护装置在运行过程中,电路和电气元件不会产生过高的温度,同时将继电保护装置所产生的温度及时通过散热通道散逸出去,避免因为温度原因导致设备出现老化现象。第二,继电保护装置在生产制造过程中应该选择使用耐热能力强的印刷板,并保证在合理的范围内增加印刷板的厚度和散热能力,同时,对于继电保护装置内部的电气元件和电路应该选择更耐高温的设备,采用先进的设计理念,科学设计设备,延长继电保护装置的使用寿命。
3.2预防湿度产生的影响
        为了保障继电保护装置正常运行,并实现继电保护装置寿命的延长,就必须采取有效的措施对抗外界环境中的湿度因素对继电保护装置造成的不利影响。具体来说,可以采取以下一些措施:第一,对继电保护装置进行科学设计,在不影响继电保护装置散热性能的前提下,通过科学的设计方式有效避免外界雨滴、水分等直接进入继电保护装置内部对继电保护装置内部元器件造成损害;第二,为了减轻湿度对继电保护装置造成的影响,可以在继电保护装置内部电路板表面涂覆防潮材料,例如硅橡胶就是一种非常好的选择,不仅可以有效降低外界湿度对继电保护装置造成的影响,同时也可以在一定程度上增加继电保护装置内部元器件的抗震能力,可谓一举两得。
3.3预防电磁干扰产生的影响
        为了有效减轻电磁因素对继电保护装置的使用寿命造成的影响,必须科学分析电磁干扰对继电保护装置造成影响的原理,再在此基础上制定措施。具体来说,可以采取以下一些措施:第一,构造继电保护装置等点位面,具体方法为,将各微机设备专用的、拥有一定截面积的接地线接到地等电位面上,形成一个等电位面的地网,有效对抗电磁干扰;第二,控制电缆隐蔽层在两端同时接地,当控制电缆被母线暂态电流产生的磁通包围时,隐蔽电流将会在电缆的隐蔽层中产生,隐蔽电流产生的磁通将会有效抵消母线暂态电流产生的磁通,避免电磁干扰对继电保护装置造成损害;第三,开关场进线在继电保护盘端子处经电容接地,这种方式操作简单、容易实现,同时也可以明显降低电磁干扰对继电保护装置造成的影响。
3.4完善继电保护装置运行管理制度
        通过大量的实践证明,影响继电保护装置使用寿命最要的环节就是电源模块,在设备运行过程中,一旦电源模块发生异常问题之后,就会导致继电保护装置出现误动,而如果在设备中装置了支持热插拔的冗余开关,就会大大降低误动现象的发生。此外,在继电保护装置测试过程中应该将相应的环境应力施加到继电保护装置中,帮助测试者发现设备、工艺和制造过程中存在多种薄弱环节,提高继电保护装置的可靠性,为消除继电保护装置失效激励尽早采取相应措施。在继电保护装置出场之前,还要再一次的进行相应的测试工作,及时将产品中存在的潜在缺陷加速发展成为初期故障并及时采取措施将其清除,为确保设备安全运行奠定坚实基础。
4结束语
        在继电保护装置的运行过程中,必须要保证继电保护装置处于正常的运行环境中,并对影响继电保护装置使用寿命的原因进行分析,从而采取相应的措施来延长装置的使用寿命,不断提高电力系统的运行能力。
参考文献
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        [2]李进宇.继电保护装置的使用条件和维护措施[J].山东工业技术,2014(18):175.
        [3]李亦非,邹战明,祁邦彦,胡薇薇,孙宇锋,邓晓波.基于寿命应力模型的电能表加速寿命试验研究[J].现代电子技术,2011(20).
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