550 k V高壓變電站氣體絕緣開關(guān)的耐震能力分析

張 杰

（廣東電網(wǎng)公司肇慶供電局變電管理所，廣東 肇慶526060）

0 引言

和傳統(tǒng)的高壓開關(guān)相比，氣體絕緣開關(guān)的優(yōu)勢顯著，它具有非常強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性能，運(yùn)行時不易受到外界條件的影響，具有比較強(qiáng)的防污閃性能，較佳的抗震性能，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。550 k V高壓變電站中使用氣體絕緣開關(guān)意義重大，不僅可有效節(jié)省開關(guān)設(shè)備的占地空間，還可保證變電站運(yùn)行的高效化與便捷化。

1 影響550 k V高壓變電站氣體絕緣開關(guān)耐震能力的因素

氣體絕緣開關(guān)的主要構(gòu)成包括斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線以及各種連接件和出線端。在氣體絕緣開關(guān)設(shè)備中主要使用的絕緣介質(zhì)是SF6氣體，因而，氣體絕緣開關(guān)的很多性能都與SF6斷路器有著密切的聯(lián)系。SF6斷路器類型主要包括雙壓式斷路器階段、單壓式斷路器階段、熱膨脹式斷路器階段。雙壓式的SF6斷路器因其落后的性能已經(jīng)不再被使用，而單壓式的SF6斷路器一般采用液壓和氣動的操作機(jī)構(gòu)。熱膨脹式的斷路器是利用電弧在燃燒中產(chǎn)生的氣體來吹弧，在很大程度上提高了斷路器的安全性和可靠性，但是其中彈簧部件具有的能量比較小，所以就相對延長了斷路器開斷的時間，導(dǎo)致其向高壓容量大的斷路器發(fā)展的空間逐漸縮小，也會影響其使用功能，因而在很多領(lǐng)域中，SF6斷路器已經(jīng)朝著自能式的方向改進(jìn)和完善。

通常情況下，斷路器的故障主要出現(xiàn)在控制部分和輔助回路中?，F(xiàn)階段，斷路器的制造中采用了很多先進(jìn)的技術(shù)手段，極大地提高了斷路器控制系統(tǒng)的安全性和運(yùn)行的可靠性，例如使用的傳感器技術(shù)、光纖傳導(dǎo)技術(shù)等，可以非常方便地簡化控制系統(tǒng)的操作程序和步驟，快捷地實現(xiàn)系統(tǒng)的各項操作。SF6斷路器的操作機(jī)構(gòu)也在不斷發(fā)展，利用液壓彈簧機(jī)構(gòu)，不僅可將彈簧和液壓2方面的優(yōu)點有機(jī)結(jié)合在一起，而且可極大簡化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，有效提高操作機(jī)構(gòu)的可靠性。在此基礎(chǔ)上形成的氣體絕緣開關(guān)具有非常高的使用靈活性能，在實際安裝過程中也非常簡單，環(huán)境適應(yīng)性能非常強(qiáng)，且便于維護(hù)。但在實際應(yīng)用過程中只有充分降低氣體絕緣開關(guān)設(shè)備內(nèi)部閃絡(luò)故障發(fā)生的頻率，才可提高氣體耐震性能。

2 提高550 k V高壓變電站氣體絕緣開關(guān)耐震能力的有效措施

為了增強(qiáng)氣體絕緣開關(guān)的使用性能，就要從最容易產(chǎn)生故障的方面入手，建立起高效的故障排查與處理機(jī)制，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

首先要保證氣體絕緣開關(guān)中的SF6斷路器的高效運(yùn)行。斷路器在運(yùn)行過程中，需要純度比較高、含水量比較高的氣體，而系統(tǒng)運(yùn)行時往往因為內(nèi)部構(gòu)件發(fā)生閃絡(luò)導(dǎo)致SF6氣體產(chǎn)生各種分解物質(zhì)，氣體中的水分將逐漸滲入到氣體的絕緣設(shè)備中，在較高的氣壓下，過量的水分很容易導(dǎo)致氣體的絕緣程度不斷降低，嚴(yán)重的時候還會在系統(tǒng)的內(nèi)部造成閃絡(luò)事故，影響斷路器的正常工作。如果SF6斷路器中的其他一些帶有毒性的分解物從系統(tǒng)中泄露出來，就會對操作人員的身體健康帶來嚴(yán)重威脅，同時也會對大氣環(huán)境造成一定程度的污染，可見要保證斷路器中氣體的質(zhì)量，還要做好防水工作。溫度也會對SF6斷路器的運(yùn)行狀況產(chǎn)生一定影響，同時運(yùn)行的幾臺設(shè)備中，如果測試的溫度不同，所得的結(jié)果中的水分含量就有差別。一般來說，如果溫度比較低，氣體中水分的含量就相對少一些；如果溫度比較高，則含量就會相對多一些。在對斷路器的構(gòu)件進(jìn)行組裝時，假如沒有進(jìn)行專門的烘干處理，則會將水分帶進(jìn)系統(tǒng)中，組裝的環(huán)境越潮濕，存留的水分就會越多。所以組裝的環(huán)境溫度最好控制在25℃左右，相對濕度控制在60%以下，另外還要對組件進(jìn)行烘干處理，以保障系統(tǒng)的質(zhì)量。

為了確保SF6斷路器元件中的氣水含量比值在規(guī)定的范圍內(nèi)，這就要對斷路器進(jìn)行定期檢測，要按照說明書上的程序進(jìn)行嚴(yán)格測試，并要使檢測周圍的環(huán)境一直處于比較清潔的狀態(tài)下。在對SF6斷路器檢漏時，千萬不能將檢測儀器的探頭在濃度比較高的SF6氣體中放置太久，因為這樣會對探頭造成一定程度的損害，導(dǎo)致測量結(jié)果的誤差比較大。為了使進(jìn)入電氣設(shè)備的氣體的質(zhì)量比較高，就要減少水分的進(jìn)入，當(dāng)對設(shè)備的管道進(jìn)行常規(guī)的沖洗時，可使用電吹風(fēng)吹接頭來驅(qū)潮。另外，吸附劑也要經(jīng)常更換，保證其作用的正常發(fā)揮。吸附劑在使用前要對其進(jìn)行額外的處理，以便降低測量誤差。當(dāng)在戶外組裝設(shè)備并進(jìn)行充氣時，要把所有用具都放置在上風(fēng)向處，這樣有利于保證充入氣體的質(zhì)量。當(dāng)在室內(nèi)進(jìn)行充氣時，要確保通風(fēng)良好，使用的管道大多都是紫銅管或不銹鋼管，這兩種管道的質(zhì)量均屬上乘，保證管道的干燥率和清潔程度尤其關(guān)鍵。

SF6斷路器構(gòu)件中還經(jīng)常出現(xiàn)一些固體雜質(zhì)，這也會影響斷路器的使用狀況。產(chǎn)生固體雜質(zhì)的原因包括以下幾點：（1）電氣設(shè)備在出廠時并沒有將其中的固體雜質(zhì)完全清除。（2）斷路器在運(yùn)行的過程中，各個金屬器件相互摩擦產(chǎn)生雜質(zhì)。（3）化學(xué)反應(yīng)中所分解的粉塵顆粒物質(zhì)。固體雜質(zhì)對SF6斷路器的影響主要體現(xiàn)在對電壓的影響上，電壓不穩(wěn)定會給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來很多故障。這些雜質(zhì)對SF6氣體的擊穿電壓的影響最大，雜質(zhì)的材料、大小、形狀和位置都會對擊穿電壓產(chǎn)生影響，所以要對SF6斷路器所存在的雜質(zhì)進(jìn)行必要的檢測和處理。

對氣體絕緣開關(guān)進(jìn)行預(yù)防性的檢測工作是非常重要的環(huán)節(jié)。氣體絕緣開關(guān)中主要使用SF6氣體作為絕緣和滅弧的介質(zhì)，SF6氣體質(zhì)量的好壞直接決定著斷路器乃至整個氣體絕緣開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性能。和常規(guī)的斷路器預(yù)防性檢測的工作項大致相似，對斷路器內(nèi)部性能評判的主要方式是檢測SF6氣體中含水量的多少，倘若斷路器不存在大范圍漏氣的情況，可以在一年之中檢測一次。在對主回路的直流電阻進(jìn)行測量的時候，要保證實際的測量值不能超過初始測量值的1．2倍，如果之前發(fā)生過由于緊固螺釘沒有擰緊而燒蝕了電桿，就要引起相關(guān)部門的高度重視。

其次要保證絕緣子的有效運(yùn)行。絕緣子的安全性影響著整個電力系統(tǒng)的安全，一旦發(fā)生斷裂就會給母線、變電站、發(fā)電廠的正常運(yùn)營帶來重大安全隱患。絕緣子產(chǎn)品本身的質(zhì)量不夠好是導(dǎo)致絕緣子斷裂的原因之一。絕緣子在制作時需要將內(nèi)部構(gòu)造制作得足夠完整和均勻，如果工藝不精良，使用的效果也會不達(dá)標(biāo)。絕緣子在長期使用過程中會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，質(zhì)量受到影響。在安裝絕緣子時由于外力的作用會導(dǎo)致它的彎曲和變形，致使最終斷裂。因此在實際應(yīng)用中最好使用強(qiáng)度比較高的絕緣子產(chǎn)品，相應(yīng)延長使用期限，同時要加強(qiáng)日常的巡視和維護(hù)力度，及時檢查氣體絕緣開關(guān)的觸頭有沒有發(fā)生變形，引線的長度是否符合標(biāo)準(zhǔn)，還要經(jīng)常擦拭絕緣子上的污穢，在轉(zhuǎn)動部位涂一層防滑油，保障氣體絕緣開關(guān)使用的安全性和穩(wěn)定性。

3 結(jié)語

綜上所述，氣體絕緣開關(guān)的使用安全性能關(guān)系重大，不僅關(guān)系到電力系統(tǒng)的正常有序運(yùn)行，還關(guān)系到社會經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。為此要建立起有效的檢測與評估系統(tǒng)，對開關(guān)的日常運(yùn)行情況進(jìn)行全面的跟蹤監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)問題并處理，加強(qiáng)系統(tǒng)的維修與養(yǎng)護(hù)，增強(qiáng)氣體絕緣開關(guān)的內(nèi)部抗閃絡(luò)性能，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

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