變電站SF6斷路器檢修技術(shù)研究

賈　明，李文超，周　興，周葛城（國網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司，湖南長沙410004）

變電站SF6斷路器檢修技術(shù)研究

賈明，李文超，周興，周葛城（國網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司，湖南長沙410004）

SF6氣體是斷路器中的常用氣體，具有耐電強(qiáng)度高、滅弧性能強(qiáng)、不易液化、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)?，F(xiàn)如今，SF6斷路器運(yùn)行條件越來越復(fù)雜，在制造和安裝過程中也容易出現(xiàn)質(zhì)量隱患，而這些都會造成SF6斷路器故障問題。因此，加強(qiáng)對于變電站SF6斷路器的故障檢測和處理至關(guān)重要。對此，本文首先對變電站SF6斷路器進(jìn)行了介紹，然后結(jié)合案例對變電站SF6斷路器故障檢修技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)探究，以期保障SF6斷路器正常運(yùn)行。

變電站；SF6斷路器；檢修

1　引言

現(xiàn)如今，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，電力系統(tǒng)也在不斷進(jìn)步，SF6斷路器逐漸取代傳統(tǒng)的油斷路器，并且已經(jīng)成為電力系統(tǒng)中十分重要的組成設(shè)備。由于不同SF6斷路器的型號、電壓和質(zhì)量是不同的，因此，SF6斷路器日常檢修難度較大。為了更好的發(fā)揮SF6斷路器的應(yīng)用優(yōu)勢，必須加強(qiáng)SF6斷路器的檢修和維護(hù)。

2　變電站SF6斷路器概述

2.1SF6氣體的優(yōu)點(diǎn)

SF6斷路器的介質(zhì)為SF6，SF6氣體的主要作用是絕緣和滅弧。另外，SF6具有帶負(fù)電特性，因此，在實(shí)際應(yīng)用過程中，SF6氣體能夠準(zhǔn)確抓住電流中的自由電子，然后將自身負(fù)電與自由電子進(jìn)行有效結(jié)合，從而將自由電子轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)離子。在離子的移動過程中，其導(dǎo)電性會逐漸下降，在這種情況下，電子的恢復(fù)速度不斷加快，同時電弧介質(zhì)強(qiáng)度也會逐漸增加，而這就會促進(jìn)滅弧功能的發(fā)揮。

2.2SF6斷路器應(yīng)用優(yōu)勢

①SF6斷路器的可存放量較小。由于SF6斷路器的主要部件是由彈簧組合而成的，因此在生產(chǎn)過程中，要想使斷路器的使用性能更強(qiáng)，就要采用材質(zhì)較好的彈簧作為材料。此外，SF6斷路器的運(yùn)輸效率很高，檢修操作十分簡單。②SF6斷路器檢修的時間間隔較長。在生產(chǎn)線外的使用中，由于SF6斷路器可以進(jìn)行多次斷路，且規(guī)定的檢修時間一般是10年，因此檢修工作不會耗費(fèi)大量的人力。③SF6斷路器的絕緣支撐少。因?yàn)镾F6斷路器的結(jié)構(gòu)比較清晰、易懂，所以在實(shí)際使用中，它的絕緣支撐數(shù)量有可能會下降。④SF6斷路器的滅弧時間短。在實(shí)際應(yīng)用中，SF6斷路器可能會受到很大的力，從而導(dǎo)致滅弧間隔減小，并且運(yùn)行的空間也相應(yīng)縮小。

3　變電站SF6斷路器故障檢測原理

SF6斷路器的在線檢測與故障診斷系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)是傳感器技術(shù)和微電子技術(shù)，在檢測過程中，首先需要對SF6斷路器運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)參數(shù)以及狀態(tài)量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，然后對SF6斷路器實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)、環(huán)境條件以及實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行綜合分析，從而對可能出現(xiàn)故障的性質(zhì)、類別、程度、原因、部位、發(fā)展趨勢和破壞程度進(jìn)行分析判斷，并據(jù)此制定一個維修、調(diào)整、治理的策略加以實(shí)施，從而消除SF6斷路器故障，使其工作正常。

SF6斷路器的性能指標(biāo)主要有絕緣性能、滅弧性能、密封性、微水含量等。SF6氣體密度值直接影響斷路器滅弧性能與絕緣性能，如果斷路器內(nèi)微水含量上升，斷路器內(nèi)部存在故障，SF6將會發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)生成其它分解產(chǎn)物，不僅會腐蝕斷路器，還會威脅工作人員人身安全。因此，SF6在線監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)通過監(jiān)測SF6氣體密度值、分解物體積分?jǐn)?shù)就能夠判斷SF6絕緣性能、氣體泄露和內(nèi)部故障情況。

4　變電站SF6斷路器檢測技術(shù)

4.1SF6傳統(tǒng)檢漏方法

SF6電氣設(shè)備傳統(tǒng)且經(jīng)典的檢漏方法可主要?dú)w納為下面的兩大類。①定性檢漏：包括抽真空法、定性檢漏儀探測法、肥皂泡法、密度繼電器報警法。②定量檢漏：包括局部包扎法、掛瓶法、壓降法和扣罩法等。從電氣設(shè)備實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用來看，定量檢漏因包扎體積只能估算，且檢漏過程繁復(fù)，所以現(xiàn)場很少采用；定性檢漏因受溫度、風(fēng)力等環(huán)境因素的限制，應(yīng)用也有很大的局限性。它們共同特點(diǎn)是都屬于接觸類檢測法，設(shè)備不停電時存在很大的安全隱患。

4.2帶電檢測技術(shù)

現(xiàn)如今，較為常用的SF6檢漏帶電檢測技術(shù)包括電子捕獲型、紫外線電離型、高頻振蕩無極電離型、負(fù)電暈放電型以及鉑絲熱電子發(fā)射型，近年來，光聲光譜檢測技術(shù)、超聲波檢漏技術(shù)和激光檢漏技術(shù)發(fā)展迅速，并且也被逐漸應(yīng)用于SF6檢漏帶電檢測中。激光成像檢漏技術(shù)主要是利用反射理論及紅外吸收理論。這種技術(shù)需要一定背景作為反射面，且檢漏儀體積大、質(zhì)量重，存在檢測死角，對其應(yīng)用推廣形成一定的局限性。SF6紅外檢漏技術(shù)有效的彌補(bǔ)了以上缺陷，廣泛的應(yīng)用帶電檢測技術(shù)中。

4.3變電站SF6斷路器檢測實(shí)例

某110kV變電站，某110kV出線193斷路器氣體壓力低報警，當(dāng)時氣壓為0.57MPa，低于額定氣壓0.60MPa，檢修人員到現(xiàn)場后采用傳統(tǒng)的手持式SF6檢漏儀對斷路器進(jìn)行了全面檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯的漏氣部位；采用激光成像檢漏儀，因SF6斷路器結(jié)構(gòu)原因，使得檢測存在死角，也未發(fā)現(xiàn)明顯的漏氣部位；采用FLIRGF306型紅外檢漏儀到現(xiàn)場進(jìn)行精確檢測，檢漏時未受到斷路器結(jié)構(gòu)的限制，紅外檢漏儀所對的位置為漏氣的位置，發(fā)現(xiàn)該斷路器B相氣管與極柱連接處存在較嚴(yán)重的漏氣現(xiàn)象，并對其漏氣部位進(jìn)行了精確定位。

檢修人員對該斷路器B相氣管與極柱連接處進(jìn)行了解體檢查，發(fā)現(xiàn)逆止閥與對接頭連接螺母內(nèi)的O型密封膠圈有壓擠現(xiàn)象，取下O型密封圈發(fā)現(xiàn)其存在嚴(yán)重的老化變形現(xiàn)象，并且膠圈本身由于壓擠產(chǎn)生了多處裂痕。漏氣正是由于O型密封膠圈存在變形及多處裂痕導(dǎo)致的密封不嚴(yán)所致，檢修人員對密封膠圈進(jìn)行了更換，處理完成后，對斷路器重新進(jìn)行了全面的紅外檢漏檢查，未發(fā)現(xiàn)其存在其他漏氣部位，缺陷消除送電后，進(jìn)行了兩次跟蹤復(fù)測，至今該斷路器未再發(fā)生類似缺陷。

5　變電站SF6斷路器常見故障維修方法

5.1微水含量超標(biāo)故障及處理對策

如果滅弧室中SF6氣體水分含量超標(biāo)，則會直接影響開關(guān)絕緣性以及正常功能的發(fā)揮。造成SF6開關(guān)微水含量超標(biāo)的原因有內(nèi)在因素和外在因素，因此，要從內(nèi)外方面入手來解決處理。①外部處理措施。更換抽真空管，并對關(guān)鍵性設(shè)備，例如減壓閥、三通連管等實(shí)施烘干處理，使其重新回歸干燥狀態(tài)，并用真空計來檢查、探測抽真空管的真空水平，重新沖入N2，并著重檢查泄漏點(diǎn)，對存在泄漏的部位，重新實(shí)施換墊處理。②內(nèi)部因素處理。由于SF6微水含量超標(biāo)，其內(nèi)部絕緣部件已經(jīng)受損，所以對開關(guān)實(shí)施全天候的抽真空處理，同時維持低真空度，再向其內(nèi)部填充純度較高的N2。

5.2氣體泄漏故障及處理對策

在斷路器實(shí)際運(yùn)行過程中，SF6氣體很可能發(fā)生泄漏，此時氣壓將驟然下降，因此很容易產(chǎn)生危險隱患。一旦失去絕緣氣體的保護(hù)，斷路器則很可能出現(xiàn)爆炸危險，更嚴(yán)重的是，流入空氣中的氟化硫氣體含有毒性，會損害人體健康，帶來人身事故危機(jī)。出現(xiàn)氣體泄漏故障的原因主要有：密封墊變質(zhì)、腐化，瓷套完整度下降，出現(xiàn)裂痕，管道失去良好的密封度以及其他的設(shè)備未能牢固接觸等。對于氣體泄漏問題，可以采取以下處理方法：①確認(rèn)SF6氣體泄漏，首先要疏散人流，防止人扎堆、聚集，維護(hù)人身安全；②及時搶修，需要專業(yè)搶修人員穿上防護(hù)設(shè)備開展搶修，再通過檢漏儀來深入細(xì)致地檢查泄漏點(diǎn)，并做好補(bǔ)氣工作。

5.3接觸電阻故障及處理對策

引發(fā)接觸電阻故障的因素相對復(fù)雜，例如觸頭外部遭到腐蝕或者有污染性物質(zhì)附著于觸頭表層，接觸壓力降低，導(dǎo)致電流流通時，觸頭發(fā)熱，附近的絕緣層遭到腐蝕灼燒，從而出現(xiàn)熔化、斷裂等現(xiàn)象，導(dǎo)致斷路器最終無法像以前一樣跳閘，還會出現(xiàn)拒動問題。對此，必須做好檢修工作，重點(diǎn)檢測接觸電阻，同時還要檢查斷路器一次導(dǎo)電回路能否處于常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

5.4液壓操作系統(tǒng)壓力失常故障及處理對策

對于液壓操作系統(tǒng)來說，其油體壓力一般應(yīng)該維持在31.7～32.8MPa之間，通過狀態(tài)檢測后，如果發(fā)現(xiàn)油壓過高或過低，則說明可能會發(fā)生故障。導(dǎo)致系統(tǒng)壓力失常的原因很多，主要來自于油回路故障、電氣回路故障等，對此可以采取以下解決對策：①深入查看各項開關(guān)以及相關(guān)設(shè)備，例如接觸器等，檢查觸點(diǎn)有無損壞。同時檢查接觸器，分析其是否存在非正常運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象，檢查其表層有無污漬、灰塵等，做好清理工作。②檢查儲存器。查看其是否存在N2泄漏現(xiàn)象，以及其內(nèi)部是否粗糙，同時也要及時調(diào)換密封圈。③檢查壓力表。分析其運(yùn)轉(zhuǎn)有無失靈，誤測量等現(xiàn)象，當(dāng)發(fā)現(xiàn)其無法準(zhǔn)確測壓時則要考慮更新壓力表。

6　結(jié)語

綜上所述，SF6斷路器是變電站中十分重要的設(shè)備，一旦出現(xiàn)故障問題，則很容易對電網(wǎng)正常運(yùn)行造成不良影響，導(dǎo)致電路設(shè)備受到破壞，其危害性比較高。對于SF6斷路器檢修工作，一般可以采用SF6傳統(tǒng)檢漏方法或者帶點(diǎn)檢測技術(shù)，常見SF6斷路器故障主要有微水含量超標(biāo)、氣體泄漏、接觸電阻故障以及液壓操作系統(tǒng)壓力失常，對于故障問題，必須首先查明故障問題產(chǎn)生原因，然后有針對性的采取有效措施解決，這樣才能夠有效控制故障問題影響范圍，并降低損失，維護(hù)電網(wǎng)安全。

［1］韋曉輝.基于變電檢修中包含的SF6斷路器的特點(diǎn)進(jìn)行維護(hù)措施分析［J］.城市建設(shè)理論研究：電子版，2015（18）：36～37.

［2］余紅.110kV變電站六氟化硫斷路器安全運(yùn)行的相關(guān)問題研究［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2011（21）：100～101.

［3］王衛(wèi)紅，王曉兵.SF6斷路器的檢修與維護(hù)［J］.農(nóng)村電工，2011（07）：34.

TM561.3

A

2095-2066（2016）26-0044-02

2016-8-16

賈 明（1975-），男，技師，本科，主要從事變電檢修工作。

李文超（1973-），男，技師，大專，主要從事變電檢修工作。

周 興（1977-），男，技師，本科，主要從事變電檢修工作。

周葛城（1983-），男，技師，研究生，主要從事變電檢修工作。