發電廠電氣檢修中SF6斷路器的特點及維護措施分析

何慶廣

摘 要：文章分析了SF6斷路器的基本情況與其在發電廠電氣檢修中的優勢，闡述了在發電廠電氣中SF6斷路器的應用、檢測中發現的故障，對發電廠電氣檢修中SF6斷路器的故障進行研究。提出一些發電廠電氣檢修中SF6斷路器的維護措施，希望能夠為SF6斷路器能安全使用提供精準的數據，為日常的SF6斷路器維護工作提供參考依據，提高發電廠電氣中SF6斷路器的維護質量，延長SF6斷路器在發電廠電氣中的使用壽命。

關鍵詞：電廠電氣檢修；SF6斷路器；特點；維護措施

中圖分類號：TM561 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）26-0082-03

隨著我國社會經濟的快速發展，電力系統取得飛速進展，人們越來越重視電力系統的運行質量。油斷路器設備為適應電力系統的革新，使得舊式的油斷路器已不能滿足人們對電力系統的運行需求，因此，油斷路器也在不斷地改革。

滅弧氣體是SF6斷路器常使用的氣體，這種氣體對環境的適應能力、開端性能、載流能力都較強，且絕緣性能較好、體積小、分量較輕又有較高的耐電強度，自身的滅弧能力與其它的油斷路器設備相比，優勢顯著。因此，SF6斷路器以其特有的優勢，被廣泛應用于電力系統中，成為了目前電力系統中的中心設備。

SF6斷路器的優點顯著，但是由于其生產廠家過多，使其基本的構造有較大的差異。廠家、型號、電壓不同的SF6斷路器其使用的標準也各不相同，使其在安裝、運行極其檢修工作也有所不同，這無疑是加大了SF6斷路器檢測工作的難度和工作量，使SF6斷路器在施工安裝和日常的檢修中有嚴重的影響，如檢修人員無法對故障的SF6斷路器中的問題做出正確的判定。

因此，想要正確的判定故障SF6斷路器中出現的問題，保證其能在發電廠電氣系統中正常、安全的運行，需加強日常的維護與檢測工作。

1 SF6斷路器概論

1.1 SF6斷路器的簡介

斷路器是發電站中較為重要的電氣設備，它能開斷正常的負荷電流與短路的電流，只有快速地對這些電流進行滅弧，才能保障發電廠內的電力系統安全、正常的運行。管理斷路器成為了電力系統管理中較為重要的工作之一，需嚴格對其進行日常維護與檢修。隨著時代的進步，空氣斷路器和SF6斷路器逐漸的替代了有斷路器的位置，在發電廠的110 kV與以上電力系統中SF6斷路器被廣泛使用。

SF6斷路器的氣體是以絕緣滅弧為載體的氣體，與空氣斷路器一樣，歸屬于氣吹斷路器，但是與空氣斷路器不同的是，SF6斷路器工作時的氣壓較低、在進行吹弧時產生的氣體不會排向大氣，而是在封閉的系統之下被循環利用。

SF6斷路器系統中的氣體無色、無味也無毒，且分子量是空氣的五倍，在45.6 ℃上SF6氣體才會被完全氣化。因此，SF6斷路器并不適合在低溫或是高壓力的環境中使用。

1.2 SF6斷路器的優點

1.2.1 滅弧氣體的散熱性能較強

SF6斷路器中滅弧氣體的比熱容量是空氣的3.4倍，由于SF6斷路器的氣體是以絕緣滅弧為載體的氣體，其滅弧的能力約為空氣的二倍，SF6斷路器電弧的弧芯部位溫度有較強的高導電性能，且外圍的溫度較低，有較好的散熱能力，更利于滅弧。因此，其滅弧氣體有較強的對流散熱能力，SF6斷路器的溫度上升的速度比空氣斷路器的溫度上升的較為緩慢，且不會出現高截的流過電壓，只要電流值為零，滅弧氣體將會很快被恢復，比有斷路器和空氣斷路器都要快。

1.2.2 滅弧氣體的絕緣性能較強。

SF6斷路器有良好的絕緣性能，因為在均勻的電場中，SF6斷路器的滅弧氣體是空氣絕緣強度的兩至三倍，絕緣的強度是油斷路器的三倍；SF6斷路器的滅弧氣體是一種較為穩定的惰性氣體，當該氣體與電弧接觸后，將會被分解成三氧化物、氟化銅、氧化氟與粉末狀的絕緣物質，但在滅弧后會快速結合，還原成為穩定的SF6滅弧氣體。一旦SF6斷路器中的滅弧氣體與中帶有雜質或是水分，將會降低其絕緣強度，其SF6斷路器分解后的氟化銅、氧化氟是有毒性的物質，含水量越多毒性越大。因此，在安裝SF6斷路器時需在其內部放置能夠吸附水分與氟化銅、氧化氟的吸附劑。

1.2.3 滅弧氣體的斷開性能較強

由于SF6是單斷口與變開距為一體的斷路器，因此其滅弧室不僅能夠承受近距離的電力系統故障條件較為苛刻的電壓恢復時的上升率，還能承受住失步開斷系統較高的恢復電壓峰值。切合勵磁電流的過程中，由于電壓小于正常運行電壓的兩倍，因此，不會使SF6斷電器產生嚴重的擊穿與重燃現象。

1.2.4 SF6斷電器的檢修量較小

SF6斷電器的檢修周期一般為10 a，檢修時只需2～3人即可，較長的周期，可對SF6斷電器進行對此斷電；SF6斷電器是單斷口的斷電器，絕緣所需的支柱少，使用的零件較少減輕了斷電器重量；其操作構造是彈簧機構，運行速度快，電源需要的電容較小，更方便日常的維護工作。

2 SF6斷路器檢測與維護

2.1 SF6斷路器裝置檢測

對SF6斷路器進行檢測可及時發現SF6斷路器在運行時出現的問題，及時采取有效措施進行處理，預防由SF6斷路器發生的安全事故。主要的檢測項目有：

①SF6斷路器的基本桿件沒有出現移位或是下沉的現象，桿件沒有出現被腐蝕或是焊接部位脫落的現象，接地設備的裝置連接牢固。

②SF6斷路器的外殼和操作的彈簧機構箱的完整性，沒有出現銹蝕、破損或變形等現象。

③SF6斷路器的絕緣部分只有瓷套是干凈的，沒有發生變形、破損或是出現放過電的印記。

④SF6斷路器的外部沒有發出異味，內部沒有發出異樣的聲音。

⑤SF6斷路器分合匣的線圈完好無損，沒有散發焦味、冒煙或是被燒傷的印記，分合匣三相交流的指示一致。

⑥SF6斷路器的的引線被牢固的固定，并沒有出現松動和發電、發熱的跡象。

⑦由于SF6斷路器的機構為彈簧機構，因此，需要確認彈簧的位置正常，檢測彈簧的儲能情況。

⑧SF6斷路器是否出現氣體泄漏現象，檢測氣體泄漏的報警儀器能否正常使用，SF6斷路器構造或是SF6斷路器的管道及其閥門是否出現變形、SF6氣體的壓力表是否出現破損、有無發熱或是發熱出現異常、導線是否出現破損等現象。

⑨SF6斷路器控制箱內部的端子與二次排線的絕緣性能優良，沒有出現脫落、松動或是受潮、發霉的現象；各個輔助的開關都處在正常的位置上；每月檢查一次控制箱，查看其是否處于密封狀態，是否有小動物的存在，并對蜘蛛網進行清理。

⑩對SF6斷路器進行解體后發現其容器內有SF6氣體分解粉末時，需用柔軟的紙巾或專用的吸塵紙巾，將粉末搽拭干凈，并將微末封存在密封的容器中，進行深埋，防止粉末的擴散。不可對粉末進行壓縮或是吹向空中，或是采取不科學的方式對其粉末進行清理。

{11}對SF6斷路器的加熱器進行檢測，在陰雨季節或是冬天，及時把加熱器投入到斷路器中使用。

2.2 SF6斷路器環境的檢測

維護是需保證SF6斷路器周圍的環境濕度與空氣相比不可大于80%，溫度曲線顯示的溫度不可超過20℃，保持周邊環境的干燥度、清潔，并且放置SF6斷路器的空間需要通風，檢測人員在檢測室需要穿戴專業的防護衣物，檢測人員需帶有防毒面具，注重個人的衛生情況。

2.3 SF6斷路器的維護

①對每一臺SF6斷路器裝置一年的運行次數作詳細記錄，將正常的操作次數和因短路故障而斷開的次數分別記錄在案。

②每年至少對SF6斷路器的外殼進行一次維護，將SF6斷路器銹蝕的外殼進行處理，主要是對其外殼進行清洗與防腐。

③在停電的空擋里對SF6斷路器的所有設備進行清理，并按照規定，為SF6斷路器按照規范加入潤滑油。

2.4 預防性SF6斷路器試測檢查工作

SF6斷路器制造采用的材料質量與安裝時的規范程度，常規的日常維護與檢測工作的力度，都與SF6斷路器日后是否能夠安全、正常的運行有關。通常SF6斷路器的檢測工作是從其絕緣性能、彈簧機構的動作、導電時的回路等多個方面進行檢測的。

由于SF6斷路器使用的氣體是以絕緣滅弧為載體的氣體，這是它的一大特點，SF6斷路器氣體質量的優良程度直接決定了SF6斷路器滅弧的性能與絕緣的程度。因此，需要對SF6斷路器導電回路與彈簧機構動作的穩定性能做嚴格的要求。

和其他斷路器的預防性檢測工作一樣，主要有以下幾個檢測項目：

①判定SF6斷路器內部的絕緣性能，主要是對SF6分解氣體中的含水量，溫度等進行檢測，并未發現SF6斷路器出現大量的漏氣現象時，只需每年對其進行一次檢測即可。

②在檢測SF6斷路器主回路直流電阻的過程中，盡量保證實際測量的值小于初始值的1.2倍。曾經某發電廠就有發生因緊固螺釘沒有擰緊，使電桿被燒蝕的情況發生，因此，必須引起重視。

③在對均壓電容器和分閘電阻的性能進行判定時，需要對對老化的元件進行考核，并考核的情況記錄在案。

④在對機構油、SF6斷路器氣壓泄露情況以及補氣的時間進行檢測時，首先需判斷油氣壓系統的完整性與油氣泵的運轉性能，某發電站曾經發生過因空壓機的磨損情況較為嚴重，而使打壓時間增加，造成油氣泵運轉異常現象。

⑤在對分合閘的電磁鐵動作電壓進行檢測時，必須使其可靠動作電壓的額定電壓保持在30%～65%之間。

3 發電廠中SF6斷路器的故障處理

3.1 SF6斷路器的氣體檢測

在對SF6斷路器進行焊接時，焊接縫隙、密封面及接頭的地方發生了裂縫或是因為密封不到位，因此，SF6斷路器氣體現泄漏現象，SF6斷路器的氣體檢測需采用專業的檢漏儀器。當SF6斷路器氣體大量泄漏時，檢測人員需遠離現場，至少在10 m以上，直至氣體泄漏停止，才可進入泄漏區域。造成SF6斷路器氣體泄漏是因其內部原因引起的，SF6斷路器內部必然會存在SF6滅弧分解物質，由于其分解物氟化銅、氧化氟帶有毒性，因此在拆除外殼前，檢測人員需帶有防毒面具，穿戴專業的防護衣物，避免因觸碰到有毒物質而引起中毒事故。

為了檢測人員的安全，相關檢測規范規定，檢修室內O的含量低于18%時，檢測人員方可進入。在檢測SF6斷路器是否出現泄漏時，檢測人員需嚴格按照相關規定，不得使檢漏儀器長期處于高濃度的SF6滅弧分解氣體中。當探頭接觸到高濃度的SF6滅弧分解氣體中，表針會快速地達到滿刻度，產生劇烈的報警現象，需立即將探頭移動到空氣潔凈的區域。

檢測人員需及時發現SF6斷路器出現氣體泄漏現象和泄漏的部位，并采取有效措施對泄漏的氣體進行處理；計算出泄漏的氣體量能夠對SF6斷路器運行時受到的SF6分解氣體的影響程度；在對SF6斷路器進行定期檢測時，可夠發覺SF6斷路器瓷套是否出現損壞現象、SF6斷路器構造或是SF6斷路器的管道及其閥門是否出現變形、SF6氣體的壓力表是否出現破損、有無發熱現象或是發熱出現異常、導線是否出現破損等。

檢測人員需及時發現SF6斷路器出現氣體泄漏現象和泄漏的部位，并采取有效措施對泄漏的氣體進行處理；計算出泄漏的氣體量能夠對SF6斷路器運行時受到的SF6分解氣體的影響程度。

3.2 SF6斷路器的含水量檢測

SF6斷路器中的滅弧氣體對空氣中的含水量要求較為嚴格，當其分解的三氧化物含水量較大時，會使SF6斷路器內部出現閃絡現象。一旦SF6斷路器中的滅弧氣體與中帶有雜質或是水分，將會降低其絕緣強度，其SF6斷路器分解后的氟化銅、氧化氟是有毒性的物質，含水量越多毒性越大。因此，在安裝SF6斷路器時需在其內部放置能夠吸附水分與氟化銅、氧化氟的吸附劑。因此，需保證注入到SF6斷路器內部的含水量符合規定（通常在8×10以下），做好防水措施。

在對SF6斷路器進行檢修與安裝時，要保證SF6的氣壓為正壓，防止潮氣進入在SF6斷路器的內部，保持其內部空氣的干燥有兩種方式，一種是對在SF6斷路器氣室進行清理，可以對滅弧氣體、絕緣氣體、SF6金屬外殼及其導體進行清理。對高壓與超高壓電氣的氣室進行干燥處理可采取抽真空和充入高純氮的方式，在進行真空處理時，收尾步驟因是干燥處理，定要使氣室內的干燥度達到規定。在采用SF6斷路器觀察其壓力表或是采用SF6檢測儀器對空氣中的SF6氣體與空氣中水分的含量進行檢測時，可以使用SF6斷路器空氣、壓力的曲線對其氣體及水含量進行檢測，SF6氣壓邊能夠使SF6氣體的氣壓降至閉鎖壓力前面。

3.3 SF6斷路器彈簧機構不能儲存能量

這是因電機在運行，彈簧不能進行儲能造成的。SF6斷路器出現這中故障通常是由于棘爪的壓緊彈簧被折斷、脫離了原來的位置或是棘爪的壓緊彈簧運作疲勞等因素造成的，也可能是棘爪的端部有較為嚴重的磨損造成的。當電機在運行的過程中，凸輪的缺口和棘爪碰撞的地方因出現上述的各種因素，使棘爪出現打滑現象，造成電機在運行彈簧卻不能進行儲能的現象，并且行程的開關一直是閉合狀態，使得電機一直在運行。發生這類故障時，需對棘爪的壓緊彈簧進行檢測，當彈簧遭到損傷時，需及時更換棘爪的彈簧；倘若棘爪的彈簧處于正常狀態，可采用手動機械對彈簧機構進行手動儲能，而后查看軸套的運行情況是否正常，如發現軸套不能正常運行，應是減速箱內部的蝸輪與蝸桿等物件發生故障，需及時地更換減速箱。要是軸套能正常運行，就需對凸輪缺口與棘爪間接觸情況進行檢測，出現打滑現象，應及時更換棘爪。

4 結 語

SF6斷路器出現故障會對發電廠的電力系統造成重大影響，引發SF6斷路器故障的因素有很多，大部分因素度較為隱蔽，不過掌握了SF6斷路器發生故障的規律，根據發電廠當地的季節與氣候特點，有針對性地對SF6斷路器進行巡視和檢查工作，做好日常的維護工作，認真地分析出現故障的原因，在日常的工作中檢測人員只有不斷地積累經驗，才能有效地降低發電廠SF6斷路器發生事故的記幾率，及時發現SF6斷路器存在的問題，采取有效措施對其進行維護，再能保障發電廠電力系統的安全、穩定地運行，最終達到和諧用電的目的，延長SF6斷路器在發電廠電力系統中的使用壽命。

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