高壓斷路器故障檢修及狀態(tài)監(jiān)測(cè)

張震

【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)的不斷提高，電成為人們生產(chǎn)生活中不能缺少的重要資源之一。在高壓電網(wǎng)中，高壓斷路器是其中占有重要地位的部分，它能夠在保護(hù)電網(wǎng)設(shè)備的同時(shí)，提高電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性。因此，高壓斷路器出現(xiàn)故障將會(huì)對(duì)高壓電網(wǎng)系統(tǒng)造成不利影響。本文析了高壓斷路器的故障檢修以及狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

【關(guān)鍵詞】高壓斷路器;故障檢修;狀態(tài)監(jiān)測(cè)

1 引 言

隨著電網(wǎng)規(guī)模的增大， 高壓斷路器在高壓電網(wǎng)中有著愈來(lái)愈重要的影響， 在高壓電網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程中， 它是必不可少的。 但是，在高壓電網(wǎng)中，高壓斷路器又是容易出現(xiàn)故障的組成部分。目前，我國(guó)對(duì)高壓斷路器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)還存在不足，但是，為了提高電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定性，對(duì)高壓斷路器進(jìn)行故障檢修和狀態(tài)監(jiān)測(cè)的研究是必須的。

2 高壓斷路器中存在的故障

為了提高高壓電網(wǎng)的穩(wěn)定性并且更好的解決高壓斷路器中的故障，對(duì)高壓短路器中發(fā)生的故障進(jìn)行詳細(xì)的了解是基本，因?yàn)椴煌墓收蠙z修方法適用于不同的故障。下面將對(duì)斷路器中的故障進(jìn)行闡述。

2.1 載流故障

引線過(guò)熱、觸頭接觸不良是導(dǎo)致出現(xiàn)載流故障的主要原因。引線過(guò)熱是一般是由于斷路器的溫度高，而觸頭的接觸不良則使得靜觸頭和動(dòng)觸頭在接觸時(shí)無(wú)法對(duì)準(zhǔn)，這些都會(huì)使載流問(wèn)題出現(xiàn)。

2.2 拒動(dòng)故障

拒合和拒分故障是拒動(dòng)故障中的兩種故障。而拒動(dòng)故障中拒分故障是會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題擴(kuò)大化的嚴(yán)重故障， 一般會(huì)出現(xiàn)越級(jí)跳閘和系統(tǒng)故障的情況。分析發(fā)現(xiàn)拒動(dòng)故障出現(xiàn)的原因，一般包括機(jī)械、電氣等方面的因素。①在機(jī)械上，傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械和操動(dòng)機(jī)構(gòu)的問(wèn)題是引起問(wèn)題的主要因素。在排查故障時(shí)，要檢查壓縮空氣的管道回路是否正常排水以及是否有凍結(jié)的現(xiàn)象。 如果有凍結(jié)的現(xiàn)象，則可能是氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)出現(xiàn)了問(wèn)題。因此要及時(shí)采取解凍措施，然后檢查各個(gè)部分的運(yùn)行情況。除此之外，為了排查液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)故障，要對(duì)低壓閉鎖裝置、氣壓表等進(jìn)行查看，同時(shí)，要有擁有專業(yè)素質(zhì)的人對(duì)液壓回路和液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)部各部分進(jìn)行詳細(xì)檢查。②在對(duì)電氣的故障進(jìn)行排查時(shí)，要對(duì)直流電的電源電壓進(jìn)行檢查，保證其符合標(biāo)準(zhǔn)值。檢查時(shí)要重點(diǎn)檢查開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)、分合閘的線圈、端子排接線，看其是否存在問(wèn)題。

2.3 誤動(dòng)故障

操動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械的故障和二次回路接線的故障時(shí)導(dǎo)致誤動(dòng)故障出現(xiàn)的原因。在分合閘沒(méi)有指令的狀態(tài)下，如果分合閘的電磁鐵鎖扣扣入太短，出現(xiàn)振動(dòng)，可能會(huì)使分合閘分合，出現(xiàn)誤動(dòng)。 除此之外，分合閘的電磁鐵電壓低，也會(huì)造成高壓斷路器誤合、誤分。

2.4 泄露故障

對(duì)于出現(xiàn)的泄露故障：①因?yàn)橐簤翰賱?dòng)出現(xiàn)問(wèn)題，在液壓油管道回路接頭處出現(xiàn)漏油的情況或者放油閥沒(méi)有關(guān)閉。②由于儲(chǔ)氣罐放水閥沒(méi)有很好地關(guān)閉或者壓縮空氣的回路管道處漏油的氣動(dòng)機(jī)構(gòu)漏氣。一旦發(fā)生泄露問(wèn)題，要及時(shí)對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行檢查。

2.5 絕緣故障

在高壓斷路器發(fā)生的故障中，絕緣故障是比較常見(jiàn)的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，內(nèi)、外絕緣故障和瓷套閃絡(luò)故障是絕緣故障的三個(gè)種類。如果出現(xiàn)在斷路器內(nèi)部存在異物而引起的絕緣的情況，需要專業(yè)人員來(lái)進(jìn)行處理。

3.高壓斷路器故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測(cè)

從目前我國(guó)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，目前還無(wú)法針對(duì)高壓斷路器的每一個(gè)部位實(shí)施針對(duì)性的在線監(jiān)測(cè)，因此，筆者根據(jù)上文所總結(jié)的各類故障，基于監(jiān)測(cè)技術(shù)的可行性及監(jiān)測(cè)部位的重要性，提出以下具體在線監(jiān)測(cè)策略。

3.1 滅弧室在線監(jiān)測(cè)高壓斷路器優(yōu)良的絕緣和滅弧性能是其被廣泛應(yīng)用的重要原因，但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，多種因素的共同作用會(huì)導(dǎo)致滅弧性能和絕緣性能會(huì)降低。SF6高壓斷路器滅弧室最常見(jiàn)的故障是泄漏問(wèn)題與微水超標(biāo)問(wèn)題，泄漏問(wèn)題可通過(guò)檢測(cè)氣體壓力或密度來(lái)檢測(cè)。

3.1.1 SF6氣體密度的監(jiān)測(cè)

SF6性能主要取決于它的密度，密度降低會(huì)導(dǎo)致其絕緣性能和滅弧性能的降低。另外，由于密度的降低主要是由于氣體的泄露引起的，而氣體的泄漏將帶來(lái)外界水分的滲透，最后導(dǎo)致 SF6氣體中含水量增多，因此，對(duì)實(shí)際運(yùn)行的SF6氣體密度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)是很必要的，但監(jiān)測(cè)氣體的密度又是非常困難的。因此，可通過(guò)監(jiān)測(cè)氣體的壓力來(lái)反映氣體的密度。在此情況下斷路器通常設(shè)有兩級(jí)警告信號(hào)，即一級(jí)補(bǔ)氣壓力信號(hào)和二級(jí)閉鎖壓力信號(hào)。通常狀況下，補(bǔ)氣壓力信號(hào)低于額定氣壓約10%，閉鎖壓力又低5%。另外，在滅弧室沒(méi)有發(fā)生泄漏的情況下，氣體的壓力還與溫度有關(guān)，氣室的壓力隨著溫度的上升而升高，在工程實(shí)踐中，根據(jù)測(cè)量時(shí)的溫度便可在SF6溫度特性曲線上查出當(dāng)時(shí)的氣體壓力值，然后判斷滅弧室的泄漏情況。

可能造成斷路器運(yùn)行發(fā)出SF6氣體壓力低于規(guī)定值信號(hào)的原因主要有以下幾點(diǎn)：一是地區(qū)冬季氣溫突然大幅增加;二是監(jiān)視氣體壓力報(bào)警系統(tǒng)故障;三斷路器主體密封面或氣體壓力表接頭充氣、或取氣樣氣閥密封不嚴(yán)實(shí)有嚴(yán)重漏氣;對(duì)于第一種情況，SF6氣體確因冬季氣溫突然大幅下降而降低，應(yīng)對(duì)罐體加溫設(shè)施進(jìn)行檢查，并投入運(yùn)行;對(duì)于第二種情況，對(duì)SF6氣體密度繼電器和氣體壓力表的指示值進(jìn)行核對(duì)，找出誤發(fā)信號(hào)原因進(jìn)行處理;對(duì)于第三種情況，如因漏氣造成壓力降低，首先應(yīng)給斷路器補(bǔ)充SF6氣體，在查明漏氣處是否是壓力表、充氣或取氣樣閥等處，條件允許的話可以在運(yùn)行中進(jìn)行處理，如果是套管法蘭、工作孔蓋板等相關(guān)連接面密封造成漏氣，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視，退出運(yùn)行后進(jìn)行處理。

3.1.2 斷路器微水含量的監(jiān)測(cè)

SF6氣體中的水分會(huì)使得其絕緣性能和滅弧性能就會(huì)顯著下降。另外，其工頻閃絡(luò)電壓也會(huì)隨之下降。此外，還會(huì)導(dǎo)致斷路器觸頭發(fā)生電弧放電時(shí)產(chǎn)生有潛在危險(xiǎn)的化學(xué)物質(zhì)。綜上，對(duì)斷路器的微水含量在線監(jiān)測(cè)是及其必要的。SF6氣體含水量的測(cè)量方法有重量法、電解法、露點(diǎn)法、電容法等，不同的測(cè)量方法會(huì)得到不同的測(cè)量結(jié)果，筆者建議采用電解法和露點(diǎn)法作為日常的測(cè)量方法。

造成SF6氣體中微水含量超過(guò)規(guī)定或接近允許的最大值的原因是多方面的，需嚴(yán)格按照監(jiān)測(cè)工藝規(guī)定排除測(cè)量?jī)x器中原有的空氣后取氣分析，得出正確數(shù)值;監(jiān)測(cè)補(bǔ)氣時(shí)的操作;以上兩者均無(wú)問(wèn)題，則對(duì)該斷路器加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，如果運(yùn)行中的SF6氣體的微水含量繼續(xù)上升且速度較快，則應(yīng)該將斷路器退出運(yùn)行進(jìn)行徹底處理;結(jié)合前述內(nèi)容確定SF6斷路器實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)內(nèi)容如下：氣壓、密度、露點(diǎn)值、微水含量、工作環(huán)境溫度、氣壓變化率、20℃時(shí)氣壓。

3.2 高壓斷路觸頭電壽命的在線監(jiān)測(cè)

斷路器每次開(kāi)合都會(huì)使斷路器觸頭產(chǎn)生一定的損傷，一般以觸頭在開(kāi)斷時(shí)的磨損來(lái)衡量斷路器電壽命，它是衡量斷路器的重要指標(biāo)之一，因此，電壽命是斷路器在線監(jiān)測(cè)的重要參數(shù)。影響斷路器電壽命的因素有很多，主要因素是電磨損，包括滅弧室、滅弧介質(zhì)、觸頭這三方面，起決定性作用的是觸頭的電磨損。目前，對(duì)電壽命的研究計(jì)算很多，如累計(jì)開(kāi)斷電流或電弧能量法、累計(jì)開(kāi)斷電流加權(quán)法、計(jì)及燃弧時(shí)間加權(quán)評(píng)估法、觸頭相對(duì)電磨損與相對(duì)電壽命法等。這些方法中，只有計(jì)及燃弧時(shí)間加權(quán)評(píng)估法可直接計(jì)算出觸頭的電磨損，其他方法均是間接表征電磨損;其次，觸頭相對(duì)電磨損與相對(duì)電壽命法可以針對(duì)不同種類的斷路器進(jìn)行評(píng)估，也可以較準(zhǔn)確的表征斷路器的電磨損情況。由于另外兩種方法中可耗總量也是可以求取的，所以也可以很好地描述電磨損的損耗情況。在此，筆者建議選取觸頭相對(duì)電磨損與相對(duì)電壽命法實(shí)施在線監(jiān)測(cè)。

4.結(jié)論

高壓電網(wǎng)運(yùn)行中，其運(yùn)行的質(zhì)量會(huì)受到高壓斷路器的使用狀態(tài)直接影響。不僅如此，高壓斷路器還決定著電網(wǎng)的運(yùn)行安全。故此，為了保證保障高壓斷路器使用質(zhì)量的目的，需要充分認(rèn)識(shí)到斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷工作的重要性，進(jìn)而積極采用合理的監(jiān)測(cè)和診斷措施，全面應(yīng)對(duì)斷路器故障問(wèn)題"提高該項(xiàng)工作的實(shí)際效率和效果。

參考文獻(xiàn)：

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