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变电检修中高压SF6断路器常见故障分析

2024-09-04 56 上传者：管理员

摘要：随着电力行业的迅速发展，社会各界对电力安全的需求日益增长，电力系统的运行安全受到高度重视。在变电检修中应用高压SF6断路器并保持其良好的维护状态，是保障电力系统安全稳定运行的关键。本文详细探讨了高压SF6断路器的构造和工作原理，分析了变电检修中可能遇到的常见故障，并有针对性地制定了有效的检修维护策略。实践表明，该策略对变电检修提供了借鉴参考。

关键词：
变电检修
电力安全
电力系统
系统架构
高压SF6断路器
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高压SF6断路器是电力系统中的主要设备。它采用了化学性质稳定、无害、灭弧能力强的SF6气体作为灭弧介质。该介质独特的分子结构使其成为一种优秀的强电负性气体，具有较强的开断能力、优异的绝缘性能与灭弧作用、体积小，被大范围地运用在电力系统中。因此，高压SF6断路器大大提高了系统的安全性能和维护效率，减少了电弧重燃的可能性，延长了使用寿命，降低了运维成本。

1、高压SF6断路器的基本构造及工作原理

图1为高压SF6断路器结构图。高压断路器的基本结构包括：瓷套、互感器链接护管、分闸弹簧、极附器、气体管道、弹簧操动机构、电流互感器、传动箱等。瓷套，主要承担着绝缘和支撑开断元件的重要职责；互感器链接护管，用于保护电流互感器；传动箱，转换操动机构的动作，实现动触头的垂直移动；气体管道，SF6气体的传输路径；分闸弹簧，有效确保断路器能迅速分闸，同时保证分闸动作准确到位；基座，为各部件提供稳固支撑。而操动机构，包含液压操动、手动操动、弹簧操动、电磁操动等，核心零部件有机构本体及其配件，是SF6断路器的核心动力部分，确保断路器的分合闸动作的正常进行，满足各项操作要求。

图1 高压SF6断路器结构图

表1 不同断路器的劣势与优势

高压断路器的分类主要基于所使用的灭弧介质，类型包括油断路器、真空断路器、SF6断路器等。表1列出了各种断路器的优缺点。每种断路器都有其独特之处，例如真空断路器在高度真空环境中灭弧，利用电流过零点时等离子体的快速扩散来熄灭电弧；油断路器有多油和少油两种，前者使用大量绝缘油同时作为灭弧材料和绝缘介质，而后者仅将油用作灭弧介质，因而用油量较少。而SF6高压断路器由于采用了SF6气体作为灭弧介质，具有强大的开断能力和多次开断的特点，自20世纪80年代起逐渐取代油断路器，并发展成一种主流的断路器。

2、高压SF6断路器的变电检修维护要点分析

在对高压SF6断路器开展变电检修维护工作的过程中，必须遵守相关规范标准执行断路器设备的维修检验工作，以便在第一时间将处于运行状态下的设备存在的安全隐患找出来，并有针对性地采取对策予以应对。具体要点如下。

2.1 气体泄漏检验与处理要点

在对高压SF6断路器进行维护与检修的过程中，确保SF6气体不外泄是至关重要的一环，这一点通过相关数据分析得到了证实。通常情况下，这种断路器的气体泄漏多发生在焊接接口处，即通过密闭圈和焊接技术相连接的管道。若在制造过程中，技术人员的工艺水平不高或使用的焊接密闭圈材质低劣，就可能造成焊接部位密闭性显著下降，由此引发SF6气体泄漏，这将不利于整个电力系统地稳定运行以及设备运行的安全。因此，要保障高压SF6断路器安全高效运行，应在变电检修中进行严格的气体泄漏检测。在实际操作中，维护人员需按照相关理论与规定，运用专业设备对SF6气体含量做精确测量，同时严控检测区域环境，保持其干燥、整洁并通风良好，以便准确测定空气中的氧气含量，确保其超过18%。此外，技术人员应严格遵守安全防护规定，穿戴齐全的防护装备，在发现气体泄漏时立即组织撤离，必须在自身安全得到有效保障的前提下，对SF6断路器进行检修，找出问题，并予以处理。特别要强调的是，每隔一段时间必须换用新的检测仪器探头，防止其因为在高浓度SF6气体环境下暴露时间太长而无法正常使用。

2.2 含水量检验及处理要点

根据我国出台的变电检修规范标准可知，在运行阶段，高压SF6断路器附近的含水量必须控制在1.5X10-6g/cm以下。以此检测标准为依据，可对高压SF6断路器运行过程中的含水量作出精准判定，看其是否合乎要求。假设水分含量超标，那么势必会影响到SF6断路器外部的绝缘结构的完好性，导致其绝缘性能减弱，并释放出许多负电荷，增加设备电路闪络的概率。出现这种情况，主要归咎于断路设备的运行与空气水分之间存在密切联系。由于运行时间的延长，水分会不断积聚在设备的外部结构上，导致其内部的离子与电流出现无序流动，不利于断路器的运行。严重的话，还会造成变电检修工作出现安全事故。

在高压SF6断路器的内部，SF6气体的存在量是相当大的。如果环境空气中水分含量偏高，将直接影响到断路器内部的密封性能，从而导致SF6气体的外泄。一旦发生大量气体泄漏，不仅对周边环境构成重大的污染威胁，还可能对现场技术人员的健康安全造成严重危害。

鉴于这些潜在风险，要全面地评估并处理高压SF6断路器的水分含量，可从以下方面着手：

(1）彻底地检验高压SF6断路器的内部零件与外部结构等，并做好相关的维护工作。比如，灭弧装置、绝缘体等，仔细检查其外观，一旦发现有污垢积累，立即清理，防止这些外部因素在接下来运行期间影响到设备运行的安全。（2）严格遵循有关规范标准，检测高压SF6断路器的运行环境的含水量，以此为依据制定有效的应对方案。比如，某断路器检测结果表明设备运行环境中渗入了许多水分，这时应抽取出一些气体，再将若干高浓度纯氮气注入其中，使运行环境的干燥度增加，使其在理想环境条件下运行，从而保障设备的正常功能和运行安全。

2.3 预防性检测要点

为了最大限度地发挥高压SF6断路器在电力系统中的保护效果，要全面评估其运行状况和安装标准。同时，要积极采取预防性措施，预判断路器后续使用情况，提前制定应对方案，从而在保障高压SF6断路器的变电检修维护效果的同时，延长其使用时间，提升其运行效果。在实践过程中进行变电检修时，若察觉高压SF6断路器内部零件出现了不良问题，比如受到侵蚀、磨损等，则应在第一时间更换掉存在问题的零件，为设备运行的可靠与安全提供保障，从而确保电力系统的运行质量与效率不受影响。

3、高压SF6断路器在变电检修中容易出现的故障问题分析

3.1 设备破坏及侵蚀故障

在变电站运行过程中，高压SF6断路器通常暴露于露天环境，由此变得异常脆弱，容易受到自然环境变化的影响，尤其是在恶劣天气条件下，其外部结构损坏和腐蚀的风险显著增加。这种情况下，断路器可能会遭受各种外界因素的损害，如强风、冰雹、高温或暴雨，这些因素都可能导致设备功能的严重下降。为此，减轻这类问题的频繁出现至关重要。维护人员必须严格遵守维修规范，定期进行细致的检查和保养工作，以保证高压SF6断路器的稳定性和可靠性，这就要求对遭受损坏或腐蚀的外部结构部件进行及时的更换和修复，同时对SF6气体可能泄漏的风险进行认真评估。在此过程中，要运用先进的测试技术全面评估断路器内部空间的密闭性，确保不出现任何微小的漏洞或缺陷。同时，还要对断路器的各个组成部分进行维护和保养，以防止由于磨损或老化导致性能下降。采取适当的维护和保养措施对于提升高压SF6断路器的整体运行性能至关重要，通过这些措施，不仅可以确保电力系统的安全和稳定运行，还可有效延长高压SF6断路器的使用寿命，从而为电力系统的可持续发展提供坚实的保障。

3.2 气体泄漏故障

在进行高压SF6断路器变电检修工作时，有关技术人员的第一要务是对SF6气体实施严格管理，旨在确保其符合特定的规范标准，从而最大化地发挥出高压SF6断路器的性能。然而，在进行实际操作的过程中，SF6气体泄漏是一种常见现象。一旦出现了气体泄漏的情况，势必会影响到SF6断路器的外观结构，且泄漏的气体会在短时间内将存在于设备外部结构表层的水分吸收掉，直到有冰块产生为止，这无疑会影响到断路器的顺利运行，且埋下较大的安全隐患。鉴于此，在开展变电检修工作时，必须事先检查高压SF6断路器的工作环境，使其干燥度符合有关要求。与此同时，要通过测试的方式获取到设备表面的真实水分含量的数值，确保其既能够满足一些SF6气体的泄漏需要，又不会显著影响到设备的安全和质量。

3.3 密闭圈故障

高压SF6断路器中的SF6气体的绝缘性必须良好，灭弧性能优异，有关供电企业在挑选合适的SF6断路器设备的过程中，要系统而又深入地检查设备的制造工艺与性能条件，要求设备内部的密闭空间是通过运用密闭圈层与焊接技术打造出来的，从而有效减小变电检修与设备运行期间出现气体泄漏的可能性。

然而，因不同制造商采用的密封环材料存在一定差异，密封环的类型和密闭效果也各不相同。如果在生产过程中使用低质量的密封环，那么高压SF6断路器的内部密闭性就可能受损，从而导致气体泄漏。这种泄漏不仅会威胁断路器本身的安全运行，还可能对整个电力系统的安全产生严重影响。所以，为防止这种风险产生，在使用SF6断路器时对密封环的质量进行严格检查是至关重要的，只有确保其质量符合要求后才能应用于设备的制造中。

4、改善高压SF6断路器变电检修维护质量的建议

4.1 强化力度开展断路器故障监测工作

在高压SF6断路器变电检修实践中，由于诸多外部因素的影响，断路器经常出现外部结构损坏、气体泄漏等问题。这些故障不仅威胁到电力系统的安全稳定运行，而且会对整体电网的可靠性构成挑战。所以，技术人员必须不断优化断路器的工作质量，做好变电检修工作，在提质增效同时，派遣专人负责24小时监测高压SF6断路器的运行状况，以监测数据为参照物对设备故障进行精准分析，并制定有效方案予以处置，这样才能在第一时间使断路器的运行恢复至正常状态，从而确保电力系统运行的稳定性与安全性。

4.2 提升检修维护人员的综合素质水平

就高压SF6断路器来说，在对其进行变电检修时，要尽可能地减小故障出现的可能性，就必须确保有关检修人员具备较高的技术能力、较强的综合素质水平。所以，技术人员要重视变电检修维护人才的培养，强化力度做好人才培养工作，结合实际情况合理调整用人要求与标准，积极引入专业水平高、素质能力强的检修维护人才，提升工作效率。同时，要严格按照高压SF6断路器的变电检修标准与规范，每隔一段时间安排人员参与培训工作，以期提升其专业技能水平与综合实力，增加其对SF6断路器检修维护的必要性以及意义的了解，以相关规范标准与要求为原则进行设备维护与检修，这也是确保及时发现和解决故障隐患的关键。只有做到以上几点，才能为电力系统的安全稳定运行提供更加可靠的保障。

5、结语

在当前变电检修中，高压SF6断路器直接关系到整个电力系统的安全和稳定，为满足人们对电能的需求，需提升电力系统的整体运行可靠性。因此，在变电检修时，首先要重视高压SF6断路器设备的维护和检修，这对技术人员的专业技能水平和综合素质能力提出了较高的要求，同时还要求实时对断路器运行状态进行系统监控，结合发生的故障制定处理方案，以提升高压SF6断路器的性能水平，确保其在电力系统运行阶段能够最大限度地发挥作用。综上所述，高压SF6断路器的故障处理在确保电力系统稳定运行的同时，也能带来更可靠的电力服务。

参考文献:

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[3]殷杰.变电检修中高压SF_6断路器的常见故障及对策.电器工业,2022(10):121-122.

文章来源:叶罕罕.变电检修中高压SF6断路器常见故障分析[J].家电维修,2024,(09):89-91.