基于SF6断路器的故障原因及处理措施研究

发表时间:2019/12/19   来源:《电力设备》2019年第17期   作者:李佳雨
[导读] 摘要:SF6断路器属于一种新型断路器,在电力系统的发展下,SF6断路器开始得到了广泛的推广,SF6断路器通常应用的是SF6作为灭弧气体,该气体具有环境适应能力强、绝缘性好、载流能力强、开断性能强、体积小、重量轻、耐电强度高,SF6断路器使用了弹簧储能型结构,比油断路器的液压结构和电磁结构更先进,弹簧结构电源容量小、动作快,维护简单,但是一旦出现故障,就会对电力系统的运行产生不良影响,为了保障系统运
        (国网山西省电力公司检修分公司  山西太原  030032)
        摘要:SF6断路器属于一种新型断路器,在电力系统的发展下,SF6断路器开始得到了广泛的推广,SF6断路器通常应用的是SF6作为灭弧气体,该气体具有环境适应能力强、绝缘性好、载流能力强、开断性能强、体积小、重量轻、耐电强度高,SF6断路器使用了弹簧储能型结构,比油断路器的液压结构和电磁结构更先进,弹簧结构电源容量小、动作快,维护简单,但是一旦出现故障,就会对电力系统的运行产生不良影响,为了保障系统运行的安全性与稳定性,为此,必须要SF6断路器运行维护与故障处理工作。
        关键字:SF6断路器;运行维护;故障处理
        1前言
        SF6断路器指的是采取SF6气体为灭弧材料和绝缘介质的一种断路器的装置,其与空气断路器相比,SF6断路器的工作气压较低、灭弧的功效较高、循环应用的效果好。由于SF6断路器在电力系统中占据比较重要的地位,SF6断路器运行维护与故障处理工作,确保SF6断路器能安全稳定地运行。
        2SF6断路器检修维护措施
        为了保证SF6断路器的安全使用,供电企业应当定期检修断路器,具体可通过以下几个方面进行:
        (1)试验并记录灭弧室的断口工频耐压水平,如果发现耐压不好的管子应及时进行更换。
        (2)对于SF6断路器的接触行程、开距等应进行测量并记录在册,以便以后发生变化能迅速找到原因进行针对性处理。同时,认真测试断路器的机械特性,如果机械特性参数变化增大,则应立即找出原因并处理。
        (3)严格检查各连接处的连接螺栓、螺母等是否发生松动,尤其是辅助开关拐臂处的连接小螺钉。
        (4)检查各转动关节处的卡簧、销子等有无松脱,以及对各转动、滑动部分涂抹润滑油脂。
        (5)若需要更换灭弧室,则应严格按照产品说明书的规定进行,得到更换后,还应该对其机械特性及耐压进行测试和试验。
        (6)定期检查后,在正式使用前应当连续空载操作9次左右,若检查无异常声音、无异常晃动时,方可投入使用。除此之外,在发生短路事故分断动作后,应仔细检查断路器,尤其是SF6灭弧室,如果发现疑问,则应在设备停电状态下,用手触碰灭弧室外壳。若灭弧室外壳温度较高,则应对其断口进行工频耐压试验,如果工频耐压达不到相关要求,则说明管子内部可能已漏气或烧损,那么应该做到及时更换处理。
        3SF6断路器故障的处理
        (1)补漏方法
        一般情况下断路器出现的分合闸失灵、打压频繁以及压力不正常等都是由于泄露造成的,对于不同的泄露部位和方式,其采用的故障处理方法也不同。如阀门出现变形或者损坏,维修人员可通过更换新的元器件消除故障;对于打压故障,维修人员要设置正确的打压值,从而排除泄露。对于分合闸操作中铁芯造成的故障,则要更换铁芯;对于线圈反接故障,要将其重新进行连接调整到正确位置;对于线圈烧毁或者断开故障,则要更换线圈。
        (2)液压操作机构泄露故障的处理
        在使用过程中可以先进行紧固处理,如果仍然存在泄露,就要重新将油管拆卸下来进行装配,装配过程中要掌握好拧紧力大小,不可太大也不可太小,既要保证正确装配,又要避免出现卡套损坏的现象。对于液压机构中的密封线圈,如果出现泄露,维修人员可以直接进行密封元件的更换。
        (3)阀体泄露故障的处理
        当阀体密封出现故障后,维修人员可以采取的措施有:清理阀体元件上的毛刺;更换液压油;重新装配球阀。

球阀重装过程中要确保阀口的密封面宽度大小,避免出现过宽现象,且要尽量提高其装配精度,对各个元器件表面进行认真研磨。对于那些密封处出现非常严重的磨损现象不能够进行修复时,维修人员要全部更换。
        (4)SF6气体不足故障处理
        如果检测发现断路器中SF6气体量不足,要对其进行适当补充。首先将合格的SF6气体吹入管道中,将管道中的空气排除干净。然后再将进行充气操作。整个操作过程中要确保各个充气接头处的清洁,避免各种杂志进入断路器中。同时还要及时检测接口处湿度大小,如果湿度过大则可使用电吹风对其进行干燥处理。充气过程中还要调节其压力跟断路器中的压力大小一致,一般应使二者之间的压力差低于100kPa。
        4某SF6断路器故障处理案例
        2015年8月,某220kV变电站内线路出现单相接地故障,其中B相跳开,断路器没有跳开,I线出现C相跳闸,而A/B两相却保持正常。保护动作基本状态:I线223开关高闭出口发出动作。
        4.1事故检查
        (1)一次设备的检查
        I段母线上面的各项电气设备没有异常,未出现放电闪络问题,此线中的断路器都处于分闸处,经检测其液压机构也处于常规运行状态,压力无异常。避雷器也没有发出任何的非常规信号。检修工作者开始围绕故障线路I线上的断路器进行深入检查,具体的检查项目:分闸线圈中的直流电阻、电压等,经检查没有异常,然而同期性测试时却出现了A/B/C相不同期现象。
        (2)二次设备的检查
        维修者围绕I线保护展开了传动实验,经检查发现:I线双高频保护各自跳合,每一相的断路器都处于正常运行状态,其信号也无任何异常,各个分闸、合闸线圈的对地绝缘电阻也处于正常数值,永跳继电器能够正常运转,其返回的电压也正常。
        (3)事故分析与处理
        前面的检查结果得出:断路器A/B/C三相不同期,彼此间存在一定差距,可以大致判断出问题来自于液压系统,其管道故障概率最大,通过分解液压机构进行深入分析得出:第一,二级阀的滑动密封圈采用了特殊的质地,具体为:橡胶,由于长期的使用,其弹性度下降,同刚安装时相比,弹性压缩功能显著降低,密封圈无法延伸到凹陷部位,使得密封度下降,从而导致分闸与合闸无法同步进行。第二,经检查发现,二级阀同下阀体连接部位的金属线不平顺、不平滑,质地也不均,多种迹象表明:由于液压机中的小部件故障的累计最终使得液压机构运转失灵,打空压或反复打压现象,其合闸操作也受到了不良影响。如果上阀口和金属密封线没能匀称地结合一致,如图2所示,则会造成断路器反复打压。
        经综合分析能够判断得出:这一故障出现主要是因为断路器液压机构出现异常故障,问题主要出现在二级阀,其口部没能严密封存,出现了内部油体泄漏,导致开关的分闸迟迟不能发出动作,也就无法保护出口。
        根据分析结果,为了进一步预防断路器操作时间超出常规标准,控制液压机构反复打压的问题,决定更换整个线路上断路器的液压机构,通过更新设备来消除故障,从而维护系统的高效运行。
        5结语
        随着我国国民经济整体水平的不断进步和电力系统发展速度的持续增加,在我国变电站设备中SF6断路器的运行维护与故障处理得到了越来越多的重视。因此在这一前提下我国变电站工作人员应当对SF6断路器有着清晰的认识,从而能够在此基础上通过维护与故障处理实践的有效进行来促进我国变电站整体水平的有效提升。
        参考文献
        [1]史秀丽.试析变电检修中SF6断路器的维护[J].技术与科技创新,2014(06):92.
        [2]马野.浅谈变电检修中存在的问题[J].科技与企业,2011(08):86.
        [3]石斌,邹晓华.简论变电检修中SF6断路器的维护[J].科技与企业,2012(21):136.
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