變電一次設(shè)備故障檢測及檢修的探析

夏梓云 潘閱

摘要：一次設(shè)備是電網(wǎng)的重要組成部分，在確保變電站功能實現(xiàn)中發(fā)揮著重要性的作用，但在實際的運行過程中會受到多種因素的影響，極易出現(xiàn)各種類型的故障。為始終確保變電一次設(shè)備可以安全穩(wěn)定的運行，必須認(rèn)真做好對故障的檢測與檢修，并充分明確故障檢測與檢修的要點?；诖?，本文對變電一次設(shè)備故障檢測及檢修作系統(tǒng)的分析論述，以期為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：一次設(shè)備;故障檢測;故障檢修

引言

一次設(shè)備是指直接應(yīng)用于生產(chǎn)與使用電能，比二次設(shè)備電壓高的電氣設(shè)備，顯著功能是保護(hù)電氣和載流導(dǎo)體。一次設(shè)備在變電站中有廣泛的應(yīng)用，所發(fā)揮出的作用是十分顯著的，比如可以限制短路電流的電抗器，再比如可以接通和斷開電路的開關(guān)設(shè)備。變電站的一次設(shè)備主要包括電抗器、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)，其中變壓器是變電系統(tǒng)的重要組成部分，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在實際的運行過程中，一次設(shè)備很容易出現(xiàn)負(fù)荷量、操作等因素的影響繼而出現(xiàn)故障，直接影響到變電站的安全穩(wěn)定。為有效降低變電一次設(shè)備故障的發(fā)生風(fēng)險，必須認(rèn)真做好故障檢測及檢修工作，將故障風(fēng)險及時消除。

1 變電一次設(shè)備故障檢測及檢修的常用方法

對于變電一次設(shè)備故障檢測與檢修來說，最為主要的對象是斷路器、變壓器、避雷器。在實際開展檢測及檢修工作時，工作人員可以去使用專業(yè)性的診斷系統(tǒng)與檢測儀器，采取相對應(yīng)的技術(shù)手段來完成預(yù)期任務(wù)，最大限度消除變電一次設(shè)備運行過程中的風(fēng)險隱患。比如為了確認(rèn)變電一次設(shè)備是否存在缺陷與故障，可以使用紅外診斷、帶電監(jiān)測這些方式，其中的紅外診斷方式能夠非常有效地確定地緣老化和接觸不良。紅外測溫與熱成像技術(shù)在變電一次設(shè)備的故障檢測及檢修中有著非常廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用優(yōu)勢是非常值得肯定的。具體來說，紅外測溫與熱成像技術(shù)屬于一種非接觸性診斷技術(shù)，對于工作人員的專業(yè)能力不作太高的要求，安全性與檢測效率均是較高的，在增強(qiáng)變電一次設(shè)備運行的穩(wěn)定性與安全性中發(fā)揮著重要作用。從技術(shù)原理的角度來說，在變電一次設(shè)備正常的運行狀態(tài)下，設(shè)備發(fā)熱規(guī)律、表面溫度、溫升情況均是較為穩(wěn)定的，一旦發(fā)生運行故障，則與正常運行狀態(tài)的各個參數(shù)信息有很大的差異。基于此，工作人員通過比對兩種運行狀態(tài)下的檢測數(shù)據(jù)，可以很好地確定出變電一次設(shè)備出現(xiàn)故障的類型與部位。需要注意一點，在實際使用紅外測溫與熱成像技術(shù)時，工作人員要確定檢測設(shè)備是否處于帶電運行狀態(tài)，及時將遮蓋設(shè)備的物體移開。若是所檢測的設(shè)備屬于電流致熱種類，則要將檢測工作選定在設(shè)備運行的高峰狀態(tài)[1]。

除紅外測溫與熱成像技術(shù)，在變電一次設(shè)備故障的檢測及檢修中，也有另外一些應(yīng)用效果良好的方式，比如狀態(tài)檢修、使用在線監(jiān)測裝置、預(yù)防性檢測及檢修，均有著較好的應(yīng)用效果。在預(yù)防性檢測及檢修中，工作人員可以定期和不定期的去檢測變電一次設(shè)備，判斷是否存在故障風(fēng)險。使用在線監(jiān)測裝置時，工作人員可以使用帶電測量的方式來檢測設(shè)備是否存在故障風(fēng)險，這一種方式有很好的應(yīng)用效果，有著廣泛的應(yīng)用。

2 變電一次設(shè)備故障檢測及檢修的要點

2.1斷路器的檢測及檢修

斷路器發(fā)揮著重要性的作用，顯著功能便是為變電設(shè)備提供良好的保護(hù)與控制作用，所以必須確保斷路器處于良好的運行狀態(tài)?？偟膩碚f，斷路器在運行過程中最易出現(xiàn)五種故障：一是電氣控制輔助回路故障;二是絕緣老化降低;三是接觸不良;四是操作系統(tǒng)故障;五是SF6氣體泄漏，這些故障對斷路器的穩(wěn)定運行均有較大的影響。針對斷路器常見的故障風(fēng)險，在實際開展檢測及檢修工作時，可以選擇性的使用以下五種方式：

①工作人員要按照相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，全面檢查分合閘電磁鐵的動作電壓，繼而結(jié)合最低值來判斷是否在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，最終確保斷路器設(shè)備可以可靠地分、合閘動作。

②結(jié)合斷路器的運行特點做好定期測試工作，需要對分合閘和三相不同期進(jìn)行定期測試，保證三相同期（分閘不同期小于等于3ms，合閘不同期小于等于5ms）。

③對斷路器SF6氣體的相關(guān)性質(zhì)做好檢測分析，尤其是要檢測SF6氣體的密度與含水量，在此基礎(chǔ)上來判斷出SF6斷路器的運行狀態(tài)。

④定期檢查斷路器的完整性和觸頭完好性，同時要結(jié)合實際情況去測量主回路的電阻值。

⑤定期檢查斷路器的補(bǔ)氣記錄，對于補(bǔ)氣頻繁的斷路器，需進(jìn)行SF6氣體檢漏，必要時進(jìn)行斷路器解體大修。

2.2變壓器的檢測及檢修

變壓器在變電站的穩(wěn)定運行中發(fā)揮著重要的作用，是變電站重要的設(shè)備之一，所以如何做好變壓器的保護(hù)與控制一直都是行業(yè)研究的重點。在變壓器的運行過程中，很容易受到內(nèi)部因素與外部因素的影響，往往這些因素對變壓器運行有較大的影響，很容易導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)故障。從內(nèi)部因素的影響這一角度來說，當(dāng)繞組接觸外殼、繞組間存在匝短路、變電器繞組間存在短路這些故障時，變壓器也會隨之出現(xiàn)故障。再從外部因素的影響這一角度來說，主要有兩種常見的故障，一是熱故障，二是電故障。在熱故障中，若是變壓器的溫度在局部處于不斷累積的情況，一旦溫度過高，則變壓器勢必會被燒蝕，最終影響到變壓器的功能[3]。在電故障中，受到一些外部環(huán)境因素和電磁的影響時，變壓器會很容易便出現(xiàn)放電與火花的問題，此時變壓器的運行安全勢必受到影響。

針對變壓器在運行過程中所出現(xiàn)的各類風(fēng)險故障，必須結(jié)合相關(guān)要求認(rèn)真做好檢測與檢修工作。在實際開展變壓器的檢測與檢修工作時，首先要明確變壓器的運行狀態(tài)，精準(zhǔn)判別變壓器所存在的運行風(fēng)險，工作人員可以借助超聲探頭來收集放電聲，若是發(fā)現(xiàn)存在放電聲的異常情況，則需要使用相關(guān)的技術(shù)手段做進(jìn)一步的檢測。具體來說，工作人員可以使用震動探頭來探測變壓器的異常震動情況，并得到變壓器異常震動的軌跡，此時能夠精準(zhǔn)判斷變壓器的運行故障，即確定出變壓器是否存在線圈變形、異常放電、零件松動的問題。另外，在日常巡查過程中工作人員要做好故障判斷，結(jié)合變壓器運行過程中的噪聲來判斷故障。為了確認(rèn)變壓器的絕緣是否存在問題，可以使用絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)和超聲探頭，在探測到異常放電聲后即可以來判斷。總的來說，變壓器的絕緣故障檢測及檢修需要從多個方面來展開，比如要通過絕緣紙的老化試驗與含水量檢測來分析。在判斷變壓器是否要拆修時，工作人員可以使用接地絕緣測試儀，借助接地絕緣測試儀能夠很好地明確變壓器的接地直流絕緣。除此之外，工作人員要認(rèn)真做好變壓器運行狀態(tài)的日常檢測及檢修工作，直觀去查看變壓器的引線是否存在松動跡象、燒毀、異常放電。若是在檢測過程中發(fā)現(xiàn)變壓器的引線存在松動與脫焊的問題，則要盡快進(jìn)行隔離檢修，以此來有力避免次生事故。

2.3避雷器的檢測及檢修

避雷器在保障電網(wǎng)安全運行中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，可以大大保障變電一次設(shè)備的運行質(zhì)量。具體來說，避雷器可以很好地限制內(nèi)部誤操作，線路與過電壓所傳來的雷電過電壓均可以被有效限制，許多不良風(fēng)險均可以盡早消除。從當(dāng)前變電一次設(shè)備所使用的避雷器來看，主要有兩種，一是碳化硅避雷器，二是金屬氧化物避雷器。與碳化硅避雷器相比，金屬氧化物避雷器的應(yīng)用更加廣泛，優(yōu)點也更多，但在實際的使用過程中，金屬氧化物避雷器也存在著一些不足，集中體現(xiàn)在四個方面：一是在長時間的運行過程中，若金屬氧化物避雷器的閥片受潮，或者長時間使用而出現(xiàn)老化，則很容易出現(xiàn)避雷器熱擊穿的問題，情況嚴(yán)重時還會出現(xiàn)爆炸;二是外界的雨雪、塵埃均會對金屬氧化物避雷器的運行造成影響，內(nèi)外電位分布的差異會導(dǎo)致避雷器出現(xiàn)徑向局部發(fā)電的問題，此時避雷器很容易被損壞;三是若支持絕緣套管在長時間的運行過程中受潮和性能下降，則泄漏電流會不斷上升，此時很容易導(dǎo)致絕緣套管被擊穿;四是除了受到外部環(huán)境因素的影響，金屬氧化物避雷器的設(shè)計也是尤為重要的，比如當(dāng)基座、瓷套、端子的設(shè)計水平不足時，后續(xù)使用過程中很容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，常見的有避雷器開裂和傾倒問題。為有效完成避雷器運行故障的檢測及檢修，需要重點做好以下三個方面的：

①在檢測避雷器是否存在受潮問題時，可以使用測試絕緣電阻的方法，這一種方法操作簡便，有著廣泛的應(yīng)用。

②為了動態(tài)掌握避雷器的運行狀態(tài)，可以利用在線監(jiān)測設(shè)備設(shè)施，做到全過程的管理。

③按照要求去測量運行電壓下的交流泄漏電流，若是避雷器可以處于正常運行狀態(tài)，則流過的電流主要是容性電流，此時阻性電流只能占到10-20%。若是避雷器的表面有污染物質(zhì)附著，且存在著內(nèi)部絕緣設(shè)施損壞與受潮的問題，則阻性電流會有著急劇上升的情況。

3 變電一次設(shè)備故障檢測及檢修——以狀態(tài)檢修技術(shù)為例

3.1變電一次設(shè)備使用狀態(tài)檢修技術(shù)的意義

在變電一次設(shè)備的運行過程中，若是出現(xiàn)故障則會引發(fā)嚴(yán)重性的后果，為有效做好故障的檢測與檢修，以往主要是采用靜態(tài)檢修與狀態(tài)檢修的方式，靜態(tài)檢修方式是指在定期時間內(nèi)對變電一次設(shè)備進(jìn)行檢修，以此恢復(fù)到最佳運行狀態(tài)，存在著兩個方面的明顯弊端：一是需要對變電一次設(shè)備進(jìn)行全面性的檢修，要耗費較多的人力與物力;二是靜態(tài)檢修的頻率往往無法有效滿足變電一次設(shè)備檢測與檢修工作的需要。針對靜態(tài)檢修方式所存在的不足，狀態(tài)檢修方式的應(yīng)用優(yōu)勢更加的凸顯，可以滿足變電一次設(shè)備檢測及檢修工作的需求。具體來說，在狀態(tài)檢修中，工作人員可以對變電一次設(shè)備的關(guān)鍵設(shè)備開展全面的評估，繼而決定出哪一些設(shè)備需要盡快去檢修，哪一些設(shè)備可以暫時不需要去檢修，哪一些設(shè)備需要進(jìn)行頻繁的檢修。

3.2變電一次設(shè)備使用狀態(tài)檢修技術(shù)的優(yōu)勢

狀態(tài)檢修技術(shù)在變電一次設(shè)備故障檢測及檢修中的應(yīng)用優(yōu)勢是十分顯著的，可以做好針對性的檢修、預(yù)測性的檢修、經(jīng)濟(jì)性的檢修。

①針對性的檢修：狀態(tài)檢修技術(shù)可以將影響變電一次設(shè)備的每一個部位作為對象來進(jìn)行檢測及檢修，所以能夠精準(zhǔn)評估每一個部位的運行狀況，在后期的檢測及檢修工作中，可以根據(jù)具體部位的特性來確定周期，有助于檢修效率的提升。

②預(yù)測性的檢修：在使用狀態(tài)檢修的方法時，工作人員需要對所要檢修的對象進(jìn)行針對性的評估，若是檢修部位還未到預(yù)設(shè)的周期，則不需要進(jìn)行額外性的檢修?？梢哉f，使用狀態(tài)檢修這一種方式時，對延長變電一次設(shè)備的使用壽命是十分有利的。

③經(jīng)濟(jì)性的檢修：為了確保變電站運行的穩(wěn)定與安全，對一次設(shè)備故障進(jìn)行檢測及檢修是至關(guān)重要的，但同時也需要最大限度降低周期和成本。若使用靜態(tài)檢修這一方法，則工作人員需要去全面檢測一次設(shè)備，這勢必會增加變電站的運行成本。相比之下，狀態(tài)檢修這一方法所投入的成本是較少的，且有著較好的穩(wěn)定性，可以最大限度減少變電站的運營成本。

3.3變電一次設(shè)備使用狀態(tài)檢修技術(shù)的原則

在開展變電一次設(shè)備的檢修工作時，要始終將一次設(shè)備的運行情況作為基礎(chǔ)，對每一個部位做好狀態(tài)評估，并以指標(biāo)化的方式呈現(xiàn)出來。結(jié)合變電一次設(shè)備的故障特點，在使用狀態(tài)檢修這一種方法時，可以將故障特征分為四個類別，即輕微、漸變、分散、可測，在此基礎(chǔ)上擬訂出不同的評估指標(biāo)，以此讓變電一次設(shè)備可以始終得到良好的維護(hù)。需要注意一點，在開展下一周期的檢測及檢修工作時，工作人員需要對變電一次設(shè)備進(jìn)行全面性的評估，以此來得到一個最佳的檢修周期，始終確保變電一次設(shè)備的故障檢測及檢修工作可以有效開展。

3.4變電一次設(shè)備使用狀態(tài)檢修技術(shù)的方法

狀態(tài)檢修技術(shù)在變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器的檢測及檢修中均有著很好的應(yīng)用效果，非常值得推廣。

①變壓器的檢修：可以從看、聽、測這三個方面來著手，繼而精準(zhǔn)評估變壓器的故障。比如在通過看的方式來檢修時，工作人員需要重點去查看變壓器的外觀，包括引線是否松動、引線是否燒斷。再比如通過測的方法來檢修時，工作人員可以使用油簡化試驗、電氣絕緣試驗、絕緣紙含水量試驗。

②斷路器檢修：斷路器在運行過程中容易遇到的故障有：（1）控制回路斷線;（2）直流接地;（3）機(jī)構(gòu)儲能回路問題，如液壓機(jī)構(gòu)打壓頻繁，漏油，儲能電機(jī)故障（電機(jī)缺相、匝間短路、直流電機(jī)碳刷磨損）;（4）SF6斷路器漏氣。產(chǎn)生這些故障的原因有分、合閘回路端子松動，電纜絕緣下降，液壓機(jī)構(gòu)內(nèi)漏，儲能電機(jī)老化，開關(guān)密封部件老化。對于斷路器故障需要找準(zhǔn)故障點，再根據(jù)故障原因來對故障進(jìn)行排除。

③隔離開關(guān)的檢修：隔離開關(guān)的作用是提供給檢修人員一個明顯斷開點，它不具備滅弧能力。隔離開關(guān)的工作環(huán)境惡劣，且自身傳動部件多，工作原理復(fù)雜，因此在運行數(shù)年后出現(xiàn)問題的概率非常大。隔離開關(guān)一般容易出現(xiàn)的故障有：（1）操動機(jī)構(gòu)故障，表現(xiàn)為不能正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致隔離開關(guān)無法電動分、合閘。引起該故障的原因有控制回路故障（如控制回路端子松動，回路內(nèi)二次元器件如門控開關(guān)、停止接點、互鎖接點、自保持接點等故障），動力回路故障如電機(jī)損壞、接觸器主接點接觸不良導(dǎo)致電機(jī)電源缺相等。（2）運行中發(fā)熱，一般發(fā)熱點存在于刀閘接線板處及動、靜觸頭接觸面，一般引起發(fā)熱的原因有：動、靜觸頭夾緊力不足，接觸面氧化，導(dǎo)電膏干涸，需根據(jù)實際發(fā)熱現(xiàn)象分析檢修策略。（3）隔離開關(guān)分、合閘不到位，主要故障原因為隔離開關(guān)長期運行后，傳動部件卡澀，使得原本的分合閘行程變少，此時就需要對隔離開關(guān)進(jìn)行調(diào)整、維護(hù)，使分、合閘到位。

④熔斷器：熔斷器在運行過程中最易出現(xiàn)三種故障問題，一是溫度過高時出現(xiàn)接觸部位燒壞，二是熔斷器質(zhì)量不佳而引起問題，三是接觸不良的問題。當(dāng)出現(xiàn)接觸不良的問題時，工作人員要去重新連接熔斷器;當(dāng)出現(xiàn)斷路器燒壞的問題時，工作人員要及時去更換質(zhì)量合格、型號相同的熔斷器。

4 結(jié)束語

綜上所述，變電一次設(shè)備的故障檢測及檢修工作有著復(fù)雜性與專業(yè)性的特點，對工作人員的檢測與檢修能力有較高的要求，需要不斷去提升工作人員的專業(yè)技能，同時完善和創(chuàng)新變電一次設(shè)備故障檢測與檢修的技術(shù)方法。狀態(tài)檢測技術(shù)在變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器的故障檢測與檢修中均有很好的應(yīng)用優(yōu)勢，可以很好地提升檢修效率與控制成本，是值得推廣應(yīng)用的。后續(xù)要加大研究力度，掌握更多變電一次設(shè)備的故障檢測及檢修知識，切實保障變電一次設(shè)備的運行質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：夏梓云（1991-），男，漢族，湖北武漢人，本科，工程師，從事變電檢修工作