繼電保護(hù)裝置壽命分析及壽命影響機(jī)理的探討

黃 崢

（江蘇省電力公司檢修分公司淮安運(yùn)維分部,223002）

繼電保護(hù)裝置壽命分析及壽命影響機(jī)理的探討

黃 崢

（江蘇省電力公司檢修分公司淮安運(yùn)維分部,223002）

在本文中對(duì)繼電保護(hù)裝置的壽命進(jìn)行分析，并且研究繼電保護(hù)裝置的壽命影響機(jī)理，以提升裝置的使用年限。

繼電保護(hù)裝置；壽命分析；壽命影響機(jī)理；探討

0　前言

繼電保護(hù)裝置是保障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，保護(hù)裝置主要由軟件部分和硬件部門組成，其中軟件部分中所存在的問(wèn)題不會(huì)受到時(shí)間的影響，而硬件部分的問(wèn)題將會(huì)在時(shí)間增加的過(guò)程中導(dǎo)致器件老化。因此，影響繼電保護(hù)裝置使用壽命的是硬件系統(tǒng)。合理化的限定硬件系統(tǒng)使用時(shí)間，對(duì)于繼電保護(hù)裝置的經(jīng)濟(jì)性使用的具有積極意義。

1　繼電保護(hù)裝置壽命分析

對(duì)于繼電保護(hù)裝置壽命進(jìn)行分析，能夠?yàn)槔^電保護(hù)裝置的升級(jí)設(shè)計(jì)帶來(lái)幫助。繼電保護(hù)裝置產(chǎn)品的種類比較多，難以在短時(shí)間內(nèi)確定繼電保護(hù)裝置實(shí)際使用壽命，因此，采用繼電保護(hù)裝置的相關(guān)參數(shù)來(lái)真實(shí)反映出其實(shí)際的使用壽命。

1.1故障的曲線分析

一般的繼電保護(hù)裝置的故障產(chǎn)生主要分為三個(gè)階段：第一階段，初期的故障階段。造成該階段的故障原因是繼電保護(hù)裝置在試運(yùn)行的環(huán)節(jié)中，設(shè)備裝置存在著問(wèn)題，導(dǎo)致試運(yùn)行難以進(jìn)行；第二階段，偶然故障階段。偶然故障是指裝置在試運(yùn)行時(shí)比較穩(wěn)定，但是在實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生一定的小故障，同時(shí)該故障對(duì)于繼電保護(hù)裝置安全不產(chǎn)生影響；第三階段，線路損壞故障。在第三階段出現(xiàn)故障的繼電保護(hù)器，其實(shí)際的使用壽命大幅度降低。將以上的階段中中繼電保護(hù)裝置所出現(xiàn)的故障對(duì)于裝置使用壽命的影響按照?qǐng)D像的形式描繪出來(lái)，故障階段就像一個(gè)中間凹的“浴盆”，因此，故障曲線分析也被稱為浴盆曲線。

1.2壽命試驗(yàn)

對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行壽命試驗(yàn)分析，采用一般的方式進(jìn)行壽命試驗(yàn)，所消耗的時(shí)間比較長(zhǎng)，并且經(jīng)濟(jì)成本量也比較大。一種快速的壽命試驗(yàn)應(yīng)運(yùn)而生，該種快速壽命試驗(yàn)的應(yīng)用是在不引入失效機(jī)理的前提下，加速繼電保護(hù)裝置老化的環(huán)境與與樣品加速達(dá)成一致。加速老化試驗(yàn)對(duì)于繼電保護(hù)裝置壽命分析而言具重大的意義，能夠直接的找到繼電保護(hù)裝置缺陷，消除設(shè)計(jì)中所存在的缺陷，以提升設(shè)備裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性。

1.3平均故障時(shí)間

對(duì)于一個(gè)可以修復(fù)的繼電保護(hù)裝置而言，設(shè)定其兩個(gè)突發(fā)故障之間的平均工作時(shí)間為的MTBF，繼電保護(hù)裝置故障率則被視為MTBF的倒數(shù)，但該數(shù)值并不是設(shè)備的使用壽命。MTBF =T=1/ r=。

2　繼電保護(hù)裝置壽命影響機(jī)理

對(duì)繼電保護(hù)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，其內(nèi)部含有大量的電子元件器件，這種元件器件的運(yùn)行環(huán)境比較惡劣，運(yùn)行中可能會(huì)出現(xiàn)設(shè)備振動(dòng)、溫濕度的變化、灰塵、電磁干擾等情況，這種環(huán)境因素對(duì)于繼電保護(hù)裝置的壽命產(chǎn)生比較明顯的影響。

2.1溫度變化、濕度變化對(duì)于繼電保護(hù)裝置壽命影響

溫度方面。繼電保護(hù)裝置內(nèi)部元件多為集成電路，隨著科學(xué)技術(shù)逐漸研發(fā)，繼電保護(hù)裝置內(nèi)部的集成電路的面積越來(lái)越小，在比較小的集成電路上含有諸多個(gè)的元件。當(dāng)繼電保護(hù)裝置內(nèi)部溫度升高時(shí)，元件表面上的溫度迅速提升，繼而加速了元件的老化。元件老化速度增加時(shí)，繼電保護(hù)裝置故障產(chǎn)生可能性便會(huì)增加。提升繼電保護(hù)裝置的使用壽命，從溫度方面入手進(jìn)行分析。提出溫度方面的解決對(duì)策。首先，對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行低功耗和散熱性設(shè)計(jì)，從根源上避免繼電保護(hù)裝置內(nèi)部的元件溫度過(guò)高。尤其是在針對(duì)戶外的繼電保護(hù)裝置安裝時(shí)，對(duì)于元件的溫度控制至關(guān)重要。其次，安裝溫度報(bào)警元器件，在繼電保護(hù)裝置內(nèi)部安裝溫度額定值元器件，當(dāng)溫度將要升高時(shí)，系統(tǒng)中能夠作出相應(yīng)的降溫措施。

濕度方面。濕度是影響著繼電保護(hù)裝置老化的另一個(gè)自然環(huán)境因素。繼電保護(hù)裝置內(nèi)部元件設(shè)備在潮濕的環(huán)境中，比較容易產(chǎn)生的物理、化學(xué)、以及電性能等方面的變化。從環(huán)境濕度角度采取相應(yīng)的措施防止繼電保護(hù)裝置老化，可以采用當(dāng)下比較流行的硅橡膠涂抹覆蓋，并且將元器件的抗震能力提升。

2.2防護(hù)電磁干擾

電磁波對(duì)于的不同類型的設(shè)備干擾程度不同，是一種不可控的自然因素。在變電站周圍環(huán)境中存在著大量的電磁場(chǎng)，這些電磁場(chǎng)的存在對(duì)繼電保護(hù)裝置存在著電磁干擾。在繼電保護(hù)裝置內(nèi)部的電子回路中，其工作電壓比較低，主頻比較高，對(duì)電磁干擾也比較敏感。如果不對(duì)變電站周圍的電磁干擾進(jìn)行優(yōu)化處理，那么將會(huì)嚴(yán)重的影響到繼電保護(hù)裝置壽命。因此，需要作出具體的電磁干擾防護(hù)的措施，具體的實(shí)現(xiàn)途徑有：第一，避免電磁干擾的產(chǎn)生，從根源上減少電磁干擾。將干擾源的強(qiáng)度降低；第二，從繼電保護(hù)裝置角度提升二次設(shè)備抗干擾的能力。

2.3熱插拔開(kāi)關(guān)電源的安裝

繼電保護(hù)裝置的壽命影響最為直接的環(huán)節(jié)設(shè)備開(kāi)關(guān)電源模塊，在繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中都會(huì)配置的一個(gè)開(kāi)關(guān)電源模塊，當(dāng)開(kāi)關(guān)電源模塊發(fā)生異常時(shí)，繼電保護(hù)裝置將會(huì)推出系統(tǒng)運(yùn)行，或者出現(xiàn)誤動(dòng)的情況。在系統(tǒng)中安裝熱插拔開(kāi)關(guān)電源，能夠以上問(wèn)題有效的解決，并且的降低繼電保護(hù)裝置老化維修的成本費(fèi)用。另外，當(dāng)繼電保護(hù)裝置出廠之前，需要進(jìn)行環(huán)境應(yīng)力測(cè)試，將設(shè)備的初期故障消除，提升繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性。

3　結(jié)論

綜上所述，繼電保護(hù)裝置產(chǎn)品的種類比較多，難以在短時(shí)間內(nèi)確定繼電保護(hù)裝置實(shí)際使用壽命，因此，采用繼電保護(hù)裝置的相關(guān)參數(shù)來(lái)真實(shí)反映出其實(shí)際的使用壽命。其內(nèi)部含有大量的電子元件器件，這種元件器件的運(yùn)行環(huán)境比較惡劣，運(yùn)行中可能會(huì)出現(xiàn)設(shè)備振動(dòng)、溫濕度的變化、灰塵、電磁干擾等情況，這種環(huán)境因素對(duì)于繼電保護(hù)裝置的壽命產(chǎn)生比較明顯的影響。

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Study on the life analysis and influence mechanism of relay protection device

Huang Zheng
（Jiangsu electric power company maintenance branch Huaian operation and maintenance branch,223002）

In this paper,the life of the relay protection device is analyzed,and the influence mechanism of the relay protection device is studied, nd the service life of the device is also studied.

relay protection device;life analysis;life influence mechanism; discussion