110kV變電檢修中SF6開關(guān)裝置存在的問題及解決措施

林曉斌　張桂木

摘要：SF6開關(guān)亦稱為SF6斷路器，隨著當(dāng)前電力技術(shù)的快速發(fā)展，該開關(guān)裝置越來越多地應(yīng)用于高壓變電站系統(tǒng)中。文章首先探討了SF6開關(guān)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，而后分析了其在110kV變電檢修中出現(xiàn)的主要問題，最后提出針對(duì)性的解決措施，以供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：SF6開關(guān)裝置；變電檢修；高壓變電站；電力技術(shù)；高壓系統(tǒng)；斷路器

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）34-0111-02

SF6斷路器也就是采用SF6氣體具有優(yōu)良的絕緣和滅弧性能、SF6斷路器開斷能力強(qiáng)、斷口電壓做得較高、允許連續(xù)開斷次數(shù)較多、適用于頻繁操作、噪音小、無火災(zāi)危險(xiǎn)、機(jī)電磨損小等優(yōu)點(diǎn)，在高壓系統(tǒng)中應(yīng)用越來越多。但是在SF6的應(yīng)用過程中仍然存在著一些問題，例如斷路器的合閘問題以及液壓操作機(jī)構(gòu)的問題等，所以加強(qiáng)對(duì)于SF6斷路器的檢修和維護(hù)，是促進(jìn)供電操作系統(tǒng)安全性不斷提高的關(guān)鍵。

1 SF6開關(guān)的特征與優(yōu)勢(shì)

1.1 SF6開關(guān)的特征

SF6開關(guān)是斷路器的一種，其主要滅弧與絕緣介質(zhì)為SF6氣體，在配電系統(tǒng)中使用該開關(guān)具有滅弧效果好、循環(huán)使用效果好以及氣壓低的優(yōu)點(diǎn)。SF6開關(guān)主要使用SF6氣體，該氣體本身優(yōu)勢(shì)眾多，例如負(fù)電性明顯，氣體中所含有分子能夠?qū)㈦娏髦兴N(yùn)含的自由電子快速抓住，而后使用負(fù)電特性實(shí)現(xiàn)從自由離子到負(fù)離子的轉(zhuǎn)變。該開關(guān)在運(yùn)行過程中，負(fù)離子會(huì)影響其導(dǎo)電功能，使得電弧間質(zhì)能夠在更短時(shí)間內(nèi)獲得恢復(fù)，從而增強(qiáng)其滅弧能力。同時(shí)，SF6氣體還具備超高的混合性，一旦自由電子遭遇氣體中的分子，二者會(huì)呈現(xiàn)出100%的混合率，在極短時(shí)間內(nèi)便可形成負(fù)離子。由此可見，SF6氣體自身就具備優(yōu)良的滅弧性與絕緣性。

1.2 SF6開關(guān)的優(yōu)勢(shì)

在電力系統(tǒng)變電站中使用SF6開關(guān)，具有如下五種優(yōu)勢(shì)：（1）具有超強(qiáng)的端口耐電壓功能；（2）具有很簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，同時(shí)絕緣支柱數(shù)量較少；（3）具備較長的檢修周期，長達(dá)約10年，可多次斷路；（4）體積不大，可有效節(jié)省空間，電源容量也較小，應(yīng)用時(shí)速度靈敏快捷；（5）在發(fā)揮滅弧作用時(shí)花費(fèi)時(shí)間短。

2 SF6開關(guān)在變電檢修中出現(xiàn)的問題與解決

措施

2.1 滲漏

在110kV變電檢修中SF6可能會(huì)出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，主要原因如下：（1）SF6氣室中存在砂眼，導(dǎo)致微滲現(xiàn)象；（2）密封環(huán)、通式盤式絕緣子存在裂紋、老化或者傷痕現(xiàn)象，導(dǎo)致滲漏；（3）不通式盤式絕緣子內(nèi)部存在裂紋、傷痕或者砂眼現(xiàn)象；（4）瓷套管澆注內(nèi)部存在砂眼；（5）SF6密度繼電器出現(xiàn)微滲現(xiàn)象；（6）在瓷套管進(jìn)線接頭螺絲上存在小孔，孔內(nèi)存在砂眼，繼而導(dǎo)致微滲；（7）SF6氣室與不通式盤式絕緣子在對(duì)接過程中出現(xiàn)不齊現(xiàn)象，導(dǎo)致微滲。

2.2 重合閘問題

當(dāng)SF6出現(xiàn)永久性故障并且永跳后，在TWJ的作用下重合閘難以充電，使得重合閘僅會(huì)進(jìn)行一次動(dòng)作。然而若此時(shí)SF6的合閘彈簧能夠在較長時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)能或者其低閉鎖操作繼電器長期處于開放狀態(tài)，且其時(shí)間大于重合閘充電時(shí)間與開展保護(hù)后加速時(shí)間兩者之和，SF6出現(xiàn)永跳后便導(dǎo)致TWJ難以勵(lì)磁，并且此時(shí)重合閘會(huì)發(fā)出電充滿信號(hào)。若彈簧結(jié)束儲(chǔ)能或者SF6開關(guān)接點(diǎn)不再處于開放狀態(tài)而是閉合，TWJ會(huì)開始動(dòng)作，此時(shí)保護(hù)裝置會(huì)對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行判斷，認(rèn)為斷路器位置無法對(duì)應(yīng)，便會(huì)即刻啟動(dòng)重合閘，通過延時(shí)動(dòng)作后斷路器會(huì)再次關(guān)閉，110kV系統(tǒng)會(huì)遭受沖擊，主要來自短路電流，并且會(huì)導(dǎo)致SF6處于更加不利的工作條件下，嚴(yán)重影響變電

系統(tǒng)。

TWJ失磁主要是受到以下兩方面的影響：（1）SF6處于合閘狀態(tài)，在這種狀況下HWJ應(yīng)該有所動(dòng)作；（2）SF6雖然處于分閘狀態(tài)，但是其合閘回路不處于暢通狀態(tài)，比如合閘彈簧沒有儲(chǔ)能或者低閉鎖未出現(xiàn)操作等，在此狀態(tài)下HWJ也存在失磁現(xiàn)象。此時(shí)可采取以下措施來解決重合閘問題：（1）斷路器。可提出易導(dǎo)致重合閘誤動(dòng)環(huán)節(jié)，即對(duì)SF6閉鎖操作繼電器接點(diǎn)與彈簧儲(chǔ)能器繼電器接點(diǎn)進(jìn)行分別拓展，使二者并聯(lián)，促使閉鎖重合閘開入。這樣一來，就算SF6閉鎖操作繼電器接點(diǎn)不再處于開放狀態(tài)或者彈簧儲(chǔ)能時(shí)間再長，由于壓力閉鎖重合閘處于開入狀態(tài)，重合閘便不會(huì)出現(xiàn)充電現(xiàn)象，防止永久性故障中重合閘進(jìn)行第二次動(dòng)作。產(chǎn)自西門子，型號(hào)為3AP1-FG的SF6開關(guān)便具有上述功能。（2）保護(hù)裝置。TWJ與HWJ均屬于繼電器，在正常情況下二者必定有一個(gè)會(huì)出現(xiàn)動(dòng)作，不然系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，即對(duì)回路斷線進(jìn)行控制。此時(shí)可串聯(lián)上述兩個(gè)繼電器的常閉接點(diǎn)，使閉鎖重合閘開入，而后使得重合閘開始放電，便可防止重合閘現(xiàn)象。產(chǎn)自南瑞繼保型號(hào)為RCS-941的保護(hù)裝置的條件之一就是無控制回路斷線，避免重合閘出現(xiàn)第二次動(dòng)作。

2.3 氣室壓力異常升高

在110kV變電中會(huì)出現(xiàn)SF6氣室壓力升高現(xiàn)象，該現(xiàn)象較為少見但是也比較典型。其原因可能是由于兩個(gè)相鄰氣室有一個(gè)出現(xiàn)氣體外滲現(xiàn)象，導(dǎo)致兩個(gè)氣室壓力相等，處于平衡狀態(tài)。而出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因則是因?yàn)橄噜弮蓚€(gè)氣室使用的是同一個(gè)盆式絕緣子，而盆子A相在聯(lián)接于梅花靜觸頭的位置存在一條裂縫，相鄰兩個(gè)氣室便會(huì)在此裂縫的聯(lián)接下形成連通器，SF6氣體便會(huì)經(jīng)由母線筒滲入到相鄰氣室中。雖然不會(huì)對(duì)110kV變電產(chǎn)生影響，但是仍然采取措施予以解決。

由于變電設(shè)備有較高的環(huán)境濕度要求，因此在安裝或者檢修之前要對(duì)環(huán)境濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，若發(fā)現(xiàn)超出規(guī)定范圍則立即停止工作，避免受潮對(duì)產(chǎn)品性能產(chǎn)生不利影響；在設(shè)備運(yùn)行過程中需加強(qiáng)監(jiān)控，避免絕緣盆子出現(xiàn)損壞現(xiàn)象；帶電體與要開展檢修的部位需在氣室與導(dǎo)體上進(jìn)行完全隔離，避免SF6氣體外泄導(dǎo)致低壓現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)短路事故。此外，在安裝過程中要強(qiáng)化對(duì)細(xì)節(jié)的管理。盆式絕緣子上的裂縫可能是出廠前就存在，也有可能是在運(yùn)輸時(shí)受到外力撞擊后出現(xiàn)的。但是不管是何種情況，都可以在抽真空環(huán)節(jié)得以發(fā)現(xiàn)。因此需強(qiáng)化對(duì)細(xì)節(jié)的管理，避免遺漏問題。同時(shí)還要加強(qiáng)的巡檢與數(shù)據(jù)的分析，雖然工作人員會(huì)定期抄下SF6繼電器的壓力值，但是并不會(huì)關(guān)注氣室壓力上升現(xiàn)象，更不會(huì)分析數(shù)據(jù)。一般而言，工作人員只會(huì)對(duì)氣壓下降現(xiàn)象予以關(guān)注，不會(huì)注意到氣壓上升現(xiàn)象，由此出現(xiàn)遺漏。因此工作人員一定要改進(jìn)巡檢方式，每個(gè)現(xiàn)象、每個(gè)環(huán)節(jié)都要充分關(guān)注，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理存在隱患，確保設(shè)備的安全運(yùn)行。

3 結(jié)語

綜上所述，由于對(duì)SF6開關(guān)進(jìn)行檢修工作繁雜且難度大，因此在日常運(yùn)行時(shí)要重視開關(guān)防護(hù)及質(zhì)量檢查工作，做到定期檢查與監(jiān)督，盡早發(fā)現(xiàn)問題以便盡早維修，避免問題擴(kuò)大。在110kV變電站SF6開關(guān)的檢修及維護(hù)中，重點(diǎn)針對(duì)易出現(xiàn)的問題進(jìn)行排查，降低SF6開關(guān)裝置的故障發(fā)生，保障了變電站的安全運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：林曉斌（1968-），男，福建漳州人，國網(wǎng)漳州供電公司技師，助理工程師，研究方向：電力系統(tǒng)變電

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