SF6密度繼電器防腐蝕技術(shù)探討

王永惠 北京國際電氣工程有限責(zé)任公司北京

SF6密度繼電器防腐蝕技術(shù)探討

王永惠 北京國際電氣工程有限責(zé)任公司北京

針對SF6密度繼電器不能導(dǎo)通的問題，解體檢查故障原因，消除接點腐蝕和導(dǎo)氣管氧化、銹蝕等問題，組織實施設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

密度繼電器；SF6氣體；斷路器；防腐措施

引言

SF6密度繼電器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，目前廣泛安裝于220KV和500KV升壓站、變電站內(nèi)。它用來監(jiān)測高壓斷路器內(nèi)SF6氣體密度，當(dāng)壓力下降至其報警值時，密度繼電器就會發(fā)出報警信號，提示設(shè)備需要補氣，避免出現(xiàn)壓力下降至閉鎖值而導(dǎo)致斷路器不能正常分合。如果采用普通壓力表來監(jiān)視SF6氣體的泄漏，那就會分不清是由于真正存在泄漏還是由于環(huán)境溫度變化而造成SF6氣體的壓力變化。為了能達到經(jīng)常監(jiān)視密度的目的，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定， SF6斷路器應(yīng)裝設(shè)壓力表或SF6氣體密度表和密度繼電器。在多次春季檢修和故障處理中發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部腐蝕是SF6斷路器密度繼電器發(fā)生頻率較高的故障，表現(xiàn)為密度繼電器無論壓力下降或升高,其電接點都不能導(dǎo)通。通過解體檢查，找到了接點氧化腐蝕的原因所在，組織人員進行了技術(shù)攻關(guān)，解決了SF6斷路器密度繼電器接點氧化問題，消除了嚴(yán)重影響SF6斷路器安全的事故隱患，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有重大意義。

圖1

圖2

1.SF6密度繼電器的參數(shù)要求

在工程實踐中，直接測量SF6氣體的密度比較困難，常常以20℃時的氣體壓力來量度其密度。所以，密度繼電器實質(zhì)上也就是監(jiān)測設(shè)備內(nèi)歸算至20℃的氣體壓力的變化，并以相對于20℃額定氣體壓力的下降多少作為報警值和閉鎖值。當(dāng)氣體壓力下降到規(guī)定的報警值時，發(fā)出報警信號，以便及時進行補氣。國家能源局發(fā)布的《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求》中，明確要求做好運行設(shè)備的SF6壓力表和密度繼電器的維護、檢查和校驗工作，有關(guān)壓力監(jiān)測的內(nèi)容主要包括：

1） SF6密度繼電器年漏氣率就小于0.5%。

2）若壓力表偏出正常壓力區(qū)時，應(yīng)引起注意，并及時掃制造廠要求停電補充合格的SF6新氣。

3）補氣較多時（表壓小于0.2MPa），應(yīng)進行工頻耐壓試驗。[1]

2.SF6密度繼電器典型故障

我公司對SF6密度繼電器的安全運行一直給予高度重視，嚴(yán)格按照規(guī)程要求進行壓力表校驗[2]，多次發(fā)現(xiàn)繼電器不能有效報警以及夏季高溫情況下壓力表顯示異常的情況，通過對比總結(jié)，發(fā)現(xiàn)了問題根源：

2.1 繼電器密封結(jié)構(gòu)不合理，造成潮氣進入繼電器，加速了電接點的氧化和和導(dǎo)氣管的銹蝕。接點氧化后，增大了接觸電阻，即使在實際壓力已達到報警值的情況下回路也不能導(dǎo)通，從而不能發(fā)出報警信號，嚴(yán)重影響斷路器本身的安全乃至電網(wǎng)的穩(wěn)定。

下圖1是繼電器壓力表防護罩，其密封結(jié)構(gòu)為壓舌式點狀密封，由密封槽、密封墊、可復(fù)原壓舌（6個）組成。由于拆裝時必須反復(fù)將壓舌挑開、壓緊，容易造成人為的密封效果不佳。另外，升壓站設(shè)備受日曬雨淋非常嚴(yán)重，密封墊老化現(xiàn)象在壓接不緊的情況下更加明顯。這兩者相互影響，最終導(dǎo)致繼電器密封效果大打折扣。

2.2 壓力表量程選擇不合理，導(dǎo)致夏季高溫或充氣時出現(xiàn)指針滿表，不能實時顯示內(nèi)部實際壓力，容易引起誤判。

2.3 導(dǎo)氣管銹蝕嚴(yán)重，如果發(fā)展為裂紋或斷口，必將導(dǎo)致SF6氣體泄漏，后果將不堪設(shè)想(如圖2)。

3.改進措施

問題原因確定后，我公司組織攻關(guān)項目組人員多方調(diào)研，結(jié)合現(xiàn)場實際，聯(lián)系有資質(zhì)生產(chǎn)密度繼電器的廠家開發(fā)改進密度繼電器結(jié)構(gòu)。

3.1 將原密度繼電器密封墊依靠壓舌密封，改造為凸臺式整體壓接方式，密封墊各部分受力均勻，與密封面結(jié)合緊密，這種密封結(jié)構(gòu)潮氣不會侵入密度繼電器接點處，解決了密度繼電器接點受潮氧化不能導(dǎo)通的問題（如圖3）。

3.2 根據(jù)新設(shè)計的繼電器密封槽尺寸，重新進行密封墊選型，并且提高了密封墊材質(zhì)要求，用胿橡膠產(chǎn)品取代原來的普通橡膠產(chǎn)品。

3.3 接點氧化的處理視嚴(yán)重程度而定，首先是打磨、清理氧化層，重現(xiàn)金屬光澤后測量回路電阻，如果導(dǎo)通則繼續(xù)使用，如果未導(dǎo)通則需要更換接點。

3.4 增大密度繼電器量程，由原來的0～0.75MPa增至0～0.90MPa，克服了原繼電器在SF6充氣時或當(dāng)SF6氣體壓力較大時指針超量程的缺陷（如圖4）。

3.5 原密度繼電器由斷路器本體至密度繼電器SF6氣體毛細(xì)導(dǎo)管銹蝕明顯，改進型斷路器密度繼電器毛細(xì)導(dǎo)管抗銹蝕。

4.結(jié)束語

圖4 （舊壓力表） （新壓力表）

綜上所述， SF6密度繼電器的異常情況關(guān)系重大而且不易察覺，專業(yè)人員必須加大日常巡檢力度，并且利用停電檢修的機會進行深入檢查，嚴(yán)格按照《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求》等相關(guān)規(guī)定開展試驗和檢修工作，同時加大人員培訓(xùn)力度和設(shè)備更新步伐確保對斷路器的有效監(jiān)測。

[1]防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求.國能安全 [2014]

[2]電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程.DL/T596--2005