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
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)。
2.1SF6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。
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。
4.1SF6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。
5.1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。
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。
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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。