LW8—35戶(hù)外高壓SF6斷路器檢修技術(shù)研究

摘 要：SF6斷路器是運(yùn)用SF6氣體為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)的無(wú)油化開(kāi)關(guān)設(shè)備，具有良好的絕緣性能和滅弧特性，是確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的核心設(shè)備，起到保護(hù)與控制的雙重作用。文章主要對(duì)LW8-35戶(hù)外高壓SF6斷路器的檢修現(xiàn)狀、故障類(lèi)型及維護(hù)方法等幾方面內(nèi)容作了探討。重點(diǎn)分析了SF6斷路器氣體泄漏的檢測(cè)方法，為以后的斷路器檢修提供參考。

關(guān)鍵詞：SF6；斷路器；檢修技術(shù)；氣體泄漏

引言

SF6斷路器是運(yùn)用六氟化硫（SF6）氣體作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)的一種斷路器。LW8-35型戶(hù)外高壓六氟化硫斷路器是三相交流50HZ的戶(hù)外高壓電氣設(shè)備，適用于35KV輸電系統(tǒng)的控制和保護(hù)，也可用于聯(lián)絡(luò)斷路器及開(kāi)合電容器組的場(chǎng)合，斷路器配用CT14型彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)。LW8-35戶(hù)外高壓SF6斷路器采用壓氣式滅弧室，燃弧時(shí)間短，電壽命長(zhǎng)，在額定電壓下連續(xù)開(kāi)斷31.5KA短路電流達(dá)21次不檢修，不更換六硫氣體；機(jī)械可靠性高，機(jī)械壽命達(dá)3000次以上；能頻繁操作，每臺(tái)可裝12只電流互感器，供用戶(hù)選擇。LW8-35戶(hù)外高壓SF6斷路器是一種相對(duì)成熟的高壓設(shè)備，相比油斷路器有明顯優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)得到廣泛應(yīng)用。SF6斷路器具有良好的滅弧性與絕緣強(qiáng)度，在分解之后還可以復(fù)合，維護(hù)工作量小。

1 LW8-35戶(hù)外高壓SF6斷路器檢修現(xiàn)狀

SF6斷路器經(jīng)歷了三代的發(fā)展，由最初的雙壓室滅弧室斷路器、單壓室滅弧室斷路器到目前常用的GIS氣體絕緣金屬封賽閉器組合電器，最新一代SF6斷路器具有開(kāi)斷能力強(qiáng)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)功率小等優(yōu)點(diǎn)，有利于新型操動(dòng)機(jī)構(gòu)的小型化，應(yīng)用前景廣泛。SF6斷路器利用吹出SF6氣體來(lái)完成滅弧，進(jìn)而有效保護(hù)電路安全[1]。SF6斷路器利用短路電流電弧自身的能量加熱SF6氣體，進(jìn)而產(chǎn)生高氣壓開(kāi)斷短路電流，不易產(chǎn)生截流過(guò)電壓。

以往斷路器的檢修都是按照檢修工藝要求進(jìn)行的，缺乏結(jié)合電力企業(yè)自身實(shí)際的計(jì)劃，隨著斷路器設(shè)備本身功能的結(jié)構(gòu)改進(jìn)以及電力系統(tǒng)對(duì)SF6斷路器性能要求的提高，SF6斷路器檢修也逐步向系統(tǒng)化發(fā)展[2]。電力公司明確規(guī)定，斷路器應(yīng)按照規(guī)定的時(shí)間周期進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)斷路器的狀態(tài)檢測(cè)和故障診斷的各項(xiàng)功能進(jìn)行檢修，防止出現(xiàn)設(shè)備事故。

2 LW8-35戶(hù)外高壓SF6斷路器日常檢修維護(hù)的內(nèi)容

（1）每年對(duì)外殼銹蝕部分進(jìn)行防腐處理及補(bǔ)漆。（2）要定期對(duì)斷路器轉(zhuǎn)動(dòng)及傳動(dòng)部位作二次潤(rùn)滑，半年一并操動(dòng)3次要正常。（3）每?jī)赡暌淮螌?duì)斷路器的所有密封面定性檢漏，不可有0.1Pa·cm3/s以上的漏點(diǎn)存在。（4）每年應(yīng)進(jìn)行一次SF6氣體微量水分測(cè)試，測(cè)試結(jié)果對(duì)照水分-溫度曲線。（5）絕緣、操作試驗(yàn)等可根據(jù)相關(guān)規(guī)定定期進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果要滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。（6）檢修應(yīng)注意的問(wèn)題。斷路器在真空狀態(tài)下不可進(jìn)行分、合操作，防止損壞滅弧室零部件；機(jī)構(gòu)在正常檢修時(shí)，應(yīng)將分合彈簧能量釋放。

3 LW8-35戶(hù)外高壓SF6斷路器常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案

（1）SF6氣體泄漏。斷路器焊縫和管路接頭處的封密性是導(dǎo)致SF6氣體泄漏的主要原因，因而想要預(yù)防氣體泄漏事件的發(fā)生，需定期檢測(cè)斷路的密封性。在工作當(dāng)中，普遍采用專(zhuān)用檢漏儀對(duì)SF6氣體進(jìn)行檢漏。變電站等的開(kāi)關(guān)室是設(shè)備最集中的地方，大多安裝了SF6氣體泄漏在線檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。目前市面上常用的氣體泄漏在線檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)由監(jiān)控主機(jī)模塊、SF6氣體監(jiān)測(cè)模塊、智能模擬量數(shù)據(jù)采集模塊三大模塊構(gòu)成。其中SF6氣體監(jiān)測(cè)模塊運(yùn)用激光技術(shù)、主動(dòng)取樣方式實(shí)現(xiàn)對(duì)SF6氣體檢測(cè)。當(dāng)檢測(cè)到SF6氣體的濃度大于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)則會(huì)發(fā)出警報(bào)。若有大量SF6氣體泄漏，工作人員需馬上退出泄漏點(diǎn)10米以外。等泄漏停止之后必須穿戴好防護(hù)工作服方能對(duì)斷路器進(jìn)行檢修。

（2）SF6氣體微水超標(biāo)。常態(tài)下SF6為氣體無(wú)色無(wú)味，大氣中水分的濃度比SF6氣體中水分濃度高很多，大氣中的水分極易浸入，大幅度提高了SF6氣體中的含水量。斷路器一般用作戶(hù)外設(shè)備，一旦氣溫降低較大幅度時(shí)，SF6氣體中凝結(jié)的過(guò)量水可能會(huì)導(dǎo)致斷路器發(fā)生閃絡(luò)，甚至發(fā)生爆炸事故。斷路器運(yùn)行中，純凈的SF6氣體在受到電弧放電或高溫后，產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)，分解成單體的氟、硫和氟硫化合物，并與水反應(yīng)生成腐蝕很強(qiáng)的酸性化合物，破壞斷路器的絕緣性能和使用壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生斷路器爆炸。斷路器內(nèi)SF6氣體中含有水分是難以避免的，但只要找出原因，盡可能防止水分侵入，即可顯著提高SF6氣體的純度。SF6氣體微水超標(biāo)原因：SF6氣體新氣水分不合格、SF6氣體充氣時(shí)帶入水分、絕緣件帶入的水分、吸附劑帶入的水分、透過(guò)密封件滲入的水分、斷路器的泄漏點(diǎn)滲入的水分等。控制SF6氣體中的含水量，嚴(yán)格把握“七關(guān)”，即：控制SF6新氣體質(zhì)量關(guān)；控制絕緣件的處理關(guān)；控制密封件的質(zhì)量關(guān)；控制吸附劑的質(zhì)量關(guān)；控制充氣的操作關(guān)；加強(qiáng)運(yùn)行中SF6氣體檢漏關(guān)；加強(qiáng)運(yùn)行中SF6氣體微水量的監(jiān)視測(cè)量關(guān)。

（3）SF6斷路器接觸電阻。高壓斷路器的接觸電阻存在于動(dòng)、靜觸頭之間，由收縮電阻和表面電阻兩部分組成。若觸頭表面氧化或觸頭間殘留雜物，會(huì)影響接觸壓力和接觸面積，導(dǎo)致在正常工作電流下發(fā)生過(guò)熱，破壞斷路器周?chē)慕^緣性能，極易造成觸頭燒溶粘結(jié)，嚴(yán)重影響斷路器工作性能。

斷路器故障大致分為兩大方面，一方面是電氣故障，另一方面為機(jī)械故障。常見(jiàn)的電氣故障有分合閘線圈燒損、二次接線故障等，出現(xiàn)電氣故障時(shí)，應(yīng)該對(duì)電路進(jìn)行檢查而排除故障。機(jī)械故障一般發(fā)生在生產(chǎn)制造、安裝調(diào)試、檢修等環(huán)節(jié)，其中傳動(dòng)系統(tǒng)最容易導(dǎo)致機(jī)械故障，可通過(guò)檢查傳動(dòng)部件的正確位置進(jìn)行調(diào)整。

4 SF6斷路器氣體泄漏的檢測(cè)方法

近年來(lái)國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者廣泛研究了SF6氣體泄漏檢測(cè)方法，常用的檢測(cè)方法有：吸收法、聲波法、高度絕緣法、電化學(xué)法、紫外線電離法、示蹤法、熱導(dǎo)法和熱裂解法[3]。下面詳細(xì)討論各方法的原理：

吸收法是應(yīng)用SF6氣體強(qiáng)吸收性的原理來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，主要采用兩種技術(shù)，一種是紅外成像技術(shù)，另一種是激光成像技術(shù)。依照激光成像原理制成的HEAD2088激光成像儀，通過(guò)采用紅外激光照射待檢設(shè)備表面，觀察其反射光在激光成像取景器上所成圖像，能夠快速、準(zhǔn)確、智能地鎖定SF6泄漏點(diǎn)聲波法是利用聲波在SF6氣體中傳播的速度比在大氣中傳播的速度慢的特點(diǎn)，進(jìn)行檢測(cè)。利用該原理制成的SF6氣體報(bào)警儀能檢測(cè)環(huán)境中SF6氣體含量大于2%體積百分比的濃度，可以通過(guò)擴(kuò)展器連接最多達(dá)6個(gè)點(diǎn)的監(jiān)控系統(tǒng)，但檢測(cè)下限太低是其最主要的缺點(diǎn)。

電化學(xué)法是利用電化學(xué)氣體傳感器通過(guò)檢測(cè)電流來(lái)檢測(cè)氣體的濃度，可檢測(cè)多種有毒氣體，其優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)氣體的高靈敏度以及良好的選擇性，缺點(diǎn)是漂移幅度隨靈敏度增高面增大，衰減速度快，使用壽命短。紫外線電離法是通過(guò)利用SF6吸附特性來(lái)工作的檢測(cè)方法，具有檢測(cè)精度較高，但量程非常窄，且使用壽命短，不適合在線檢測(cè)SF6泄露。

示蹤法是利用SF6氣體吸附特性，在SF6氣體加入某種能被SF6分子吸附物質(zhì)作為標(biāo)記物，然后通過(guò)檢測(cè)該物質(zhì)，間接測(cè)量SF6氣體濃度。該方法優(yōu)點(diǎn)是精度非常高，缺點(diǎn)是需要輔助氣體，造價(jià)成本高。熱導(dǎo)法是采用熱導(dǎo)型傳感器來(lái)進(jìn)行微量分析，該傳感器相使用壽命長(zhǎng)，比較適合在復(fù)雜、惡劣的條件下使用，其反應(yīng)速度慢，但GIS或SF6斷路器中SF6氣體泄漏是一個(gè)緩慢的過(guò)程，所以這個(gè)過(guò)程中熱導(dǎo)型傳感器基本不會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)的現(xiàn)象發(fā)生。

5 結(jié)束語(yǔ)

SF6高壓斷路器是一種專(zhuān)用于斷開(kāi)或接通電路的開(kāi)關(guān)設(shè)備，具有完善的滅弧裝置和良好的絕緣性能，不但能切斷負(fù)荷電流，也可在故障情況下切斷短路電流。文章主要對(duì)LW8-35戶(hù)外高壓SF6斷路器的檢修現(xiàn)狀、 故障類(lèi)型及維護(hù)方法等幾方面內(nèi)容作了探討，重點(diǎn)分析了SF6斷路器氣體泄漏的檢測(cè)方法，希望為斷路器檢修工作提供參考。

參考文獻(xiàn)

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[3]陸偉冰.六氟化硫開(kāi)關(guān)類(lèi)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢修的探討[J].電子制作，2014（7）：38-39.

作者簡(jiǎn)介：秦少勇（1966-），男，湖南永州，大專(zhuān)，助理工程師，從事變電檢修工作。