550 k V高壓變電站氣體絕緣開關的耐震能力分析

張 杰

（廣東電網公司肇慶供電局變電管理所，廣東 肇慶526060）

0 引言

和傳統的高壓開關相比，氣體絕緣開關的優勢顯著，它具有非常強的環境適應性能，運行時不易受到外界條件的影響，具有比較強的防污閃性能，較佳的抗震性能，廣泛應用于電力系統中。550 k V高壓變電站中使用氣體絕緣開關意義重大，不僅可有效節省開關設備的占地空間，還可保證變電站運行的高效化與便捷化。

1 影響550 k V高壓變電站氣體絕緣開關耐震能力的因素

氣體絕緣開關的主要構成包括斷路器、隔離開關、接地開關、互感器、避雷器、母線以及各種連接件和出線端。在氣體絕緣開關設備中主要使用的絕緣介質是SF6氣體，因而，氣體絕緣開關的很多性能都與SF6斷路器有著密切的聯系。SF6斷路器類型主要包括雙壓式斷路器階段、單壓式斷路器階段、熱膨脹式斷路器階段。雙壓式的SF6斷路器因其落后的性能已經不再被使用，而單壓式的SF6斷路器一般采用液壓和氣動的操作機構。熱膨脹式的斷路器是利用電弧在燃燒中產生的氣體來吹弧，在很大程度上提高了斷路器的安全性和可靠性，但是其中彈簧部件具有的能量比較小，所以就相對延長了斷路器開斷的時間，導致其向高壓容量大的斷路器發展的空間逐漸縮小，也會影響其使用功能，因而在很多領域中，SF6斷路器已經朝著自能式的方向改進和完善。

通常情況下，斷路器的故障主要出現在控制部分和輔助回路中?，F階段，斷路器的制造中采用了很多先進的技術手段，極大地提高了斷路器控制系統的安全性和運行的可靠性，例如使用的傳感器技術、光纖傳導技術等，可以非常方便地簡化控制系統的操作程序和步驟，快捷地實現系統的各項操作。SF6斷路器的操作機構也在不斷發展，利用液壓彈簧機構，不僅可將彈簧和液壓2方面的優點有機結合在一起，而且可極大簡化系統的結構，有效提高操作機構的可靠性。在此基礎上形成的氣體絕緣開關具有非常高的使用靈活性能，在實際安裝過程中也非常簡單，環境適應性能非常強，且便于維護。但在實際應用過程中只有充分降低氣體絕緣開關設備內部閃絡故障發生的頻率，才可提高氣體耐震性能。

2 提高550 k V高壓變電站氣體絕緣開關耐震能力的有效措施

為了增強氣體絕緣開關的使用性能，就要從最容易產生故障的方面入手，建立起高效的故障排查與處理機制，保證電力系統的安全運行。

首先要保證氣體絕緣開關中的SF6斷路器的高效運行。斷路器在運行過程中，需要純度比較高、含水量比較高的氣體，而系統運行時往往因為內部構件發生閃絡導致SF6氣體產生各種分解物質，氣體中的水分將逐漸滲入到氣體的絕緣設備中，在較高的氣壓下，過量的水分很容易導致氣體的絕緣程度不斷降低，嚴重的時候還會在系統的內部造成閃絡事故，影響斷路器的正常工作。如果SF6斷路器中的其他一些帶有毒性的分解物從系統中泄露出來，就會對操作人員的身體健康帶來嚴重威脅，同時也會對大氣環境造成一定程度的污染，可見要保證斷路器中氣體的質量，還要做好防水工作。溫度也會對SF6斷路器的運行狀況產生一定影響，同時運行的幾臺設備中，如果測試的溫度不同，所得的結果中的水分含量就有差別。一般來說，如果溫度比較低，氣體中水分的含量就相對少一些；如果溫度比較高，則含量就會相對多一些。在對斷路器的構件進行組裝時，假如沒有進行專門的烘干處理，則會將水分帶進系統中，組裝的環境越潮濕，存留的水分就會越多。所以組裝的環境溫度最好控制在25℃左右，相對濕度控制在60%以下，另外還要對組件進行烘干處理，以保障系統的質量。

為了確保SF6斷路器元件中的氣水含量比值在規定的范圍內，這就要對斷路器進行定期檢測，要按照說明書上的程序進行嚴格測試，并要使檢測周圍的環境一直處于比較清潔的狀態下。在對SF6斷路器檢漏時，千萬不能將檢測儀器的探頭在濃度比較高的SF6氣體中放置太久，因為這樣會對探頭造成一定程度的損害，導致測量結果的誤差比較大。為了使進入電氣設備的氣體的質量比較高，就要減少水分的進入，當對設備的管道進行常規的沖洗時，可使用電吹風吹接頭來驅潮。另外，吸附劑也要經常更換，保證其作用的正常發揮。吸附劑在使用前要對其進行額外的處理，以便降低測量誤差。當在戶外組裝設備并進行充氣時，要把所有用具都放置在上風向處，這樣有利于保證充入氣體的質量。當在室內進行充氣時，要確保通風良好，使用的管道大多都是紫銅管或不銹鋼管，這兩種管道的質量均屬上乘，保證管道的干燥率和清潔程度尤其關鍵。

SF6斷路器構件中還經常出現一些固體雜質，這也會影響斷路器的使用狀況。產生固體雜質的原因包括以下幾點：（1）電氣設備在出廠時并沒有將其中的固體雜質完全清除。（2）斷路器在運行的過程中，各個金屬器件相互摩擦產生雜質。（3）化學反應中所分解的粉塵顆粒物質。固體雜質對SF6斷路器的影響主要體現在對電壓的影響上，電壓不穩定會給電力系統的正常運行帶來很多故障。這些雜質對SF6氣體的擊穿電壓的影響最大，雜質的材料、大小、形狀和位置都會對擊穿電壓產生影響，所以要對SF6斷路器所存在的雜質進行必要的檢測和處理。

對氣體絕緣開關進行預防性的檢測工作是非常重要的環節。氣體絕緣開關中主要使用SF6氣體作為絕緣和滅弧的介質，SF6氣體質量的好壞直接決定著斷路器乃至整個氣體絕緣開關的操作機構的穩定性能。和常規的斷路器預防性檢測的工作項大致相似，對斷路器內部性能評判的主要方式是檢測SF6氣體中含水量的多少，倘若斷路器不存在大范圍漏氣的情況，可以在一年之中檢測一次。在對主回路的直流電阻進行測量的時候，要保證實際的測量值不能超過初始測量值的1．2倍，如果之前發生過由于緊固螺釘沒有擰緊而燒蝕了電桿，就要引起相關部門的高度重視。

其次要保證絕緣子的有效運行。絕緣子的安全性影響著整個電力系統的安全，一旦發生斷裂就會給母線、變電站、發電廠的正常運營帶來重大安全隱患。絕緣子產品本身的質量不夠好是導致絕緣子斷裂的原因之一。絕緣子在制作時需要將內部構造制作得足夠完整和均勻，如果工藝不精良，使用的效果也會不達標。絕緣子在長期使用過程中會出現老化現象，質量受到影響。在安裝絕緣子時由于外力的作用會導致它的彎曲和變形，致使最終斷裂。因此在實際應用中最好使用強度比較高的絕緣子產品，相應延長使用期限，同時要加強日常的巡視和維護力度，及時檢查氣體絕緣開關的觸頭有沒有發生變形，引線的長度是否符合標準，還要經常擦拭絕緣子上的污穢，在轉動部位涂一層防滑油，保障氣體絕緣開關使用的安全性和穩定性。

3 結語

綜上所述，氣體絕緣開關的使用安全性能關系重大，不僅關系到電力系統的正常有序運行，還關系到社會經濟的健康發展。為此要建立起有效的檢測與評估系統，對開關的日常運行情況進行全面的跟蹤監督，及時發現問題并處理，加強系統的維修與養護，增強氣體絕緣開關的內部抗閃絡性能，保障電力系統的穩定運行。

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