變電站設備狀態檢修及高壓SF6斷路器的檢修策略

周鑫陽 吳裕鋒

摘 ?要：加強變電站設備運行狀態的檢測，是保證變電站及國家電網安全、高效運行的重要基礎。雖然我國相關部門已認識到變電站設備狀態檢測的意義，也能定期開展檢修工作，但是依然存在內容不全面、方法不合理等問題。基于此，該文在闡述變電站設備狀態檢修概念、檢修項目的基礎上，對高壓SF6斷路器的檢修策略做出較深刻的分析。希望與同行分享技術經驗，全面推進變電站安全、有效運行過程。

關鍵詞：變電站;狀態檢修;高壓SF6斷路器;檢修策略

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隨著社會經濟的發展及企業規模的壯大，均對電網中主要設備運行效率提出更高的要求，其在保證運行過程安全、可靠的基礎上，也需維持優良的健康狀態與設備設施結構的完整性，進而保證電能輸送過程的安穩性、可靠性。狀態檢修是現代企業以運營安全、生態環境和成本低廉等理念為支撐，通過評估設備運行狀態、解讀風險類型與危害性、擬定檢修計劃等形式進行設備檢修作業，進而確保設備運行安穩性、檢修成本低廉性。

1 變電站設備狀態檢修概述

針對變電站設備的檢修，傳統檢修方法以周期性檢修與修正性檢修為主，但是以上2種方法在現實應用過程中均暴露出一定不足，全面推廣受限。當下，業內普遍肯定的狀態檢修（CBM）是在評估設備運行狀態的基礎上，結合設備現實狀態與分析診斷結果，更為科學地擬定檢修計劃，保證檢修時間的合理性與項目的全面性。和傳統檢修方法相比，狀態檢修的典型特征是檢修措施實施的主動性。

2 變電站設備狀態檢修

2.1 高壓開關設備

高壓開關設備是變電站中的常用設備類型，結合其故障分類及典型故障分析結果，發現其故障發展主要呈現出3點規律。1）因為油斷路器開斷能力偏低及密封性較差，造成開關自身出現漏油、不檢修開斷頻次達到上限等故障頻頻發生，在開關故障中所占比例高于90.0%。2）進口的SF6開關整體性能優良，運行故障發生率偏低;而一些國產SF6開關缺陷眾多，故障發生的風險較大，SF6低氣壓報警是其典型表現。3）真空開關設備的整體運行狀況較好，開關自體缺陷較少，但機械誘發的附件故障較多，尤其是在無油整改中，沿用傳統方法，很容易造成傳動機械結構形態改變、脫殼等。針對SF6斷路器的檢修方法很多，例如，每隔3年對回路電阻與微水進行1次檢測;加強對機械動作頻次的控制，若察覺大動作達到額定限值，則一定要及時進行檢修、測試與調度等。

2.2 繼電保護設備

在變電站運行過程中，繼電保護設備運行故障較為常見，檢修人員應結合既往的設備故障類型及事故形成原因進行深度分析，在此基礎上利用在線監測技術對設備運行狀態動態化監測。在分析所采集的數據信息后，發現二次回路故障是繼電保護裝置最常見的故障類型，且通常會在切除3次諧波故障量環節中衍生出誤動問題。但是在分析年度檢測的內容時，發現并沒有設置有關檢測內容。為了應對以上狀況，檢修人員可以采用增加二次通流試驗、帶開關傳動等方法，實現對設備運行狀態的更全面檢修。

3 高壓SF6斷路器檢修策略

高壓SF6斷路器是把SF6氣體設為滅弧介質與絕緣介質的一類斷路器，在開啟與斷離電流緩解中通過向外吹出SF6氣體的形式，達到熄滅電弧的目標，進而保護電網系統運行過程的安穩性。大量的實踐表明，該類斷路器具有較強的滅弧能力與介質強度、在運行期間無須檢修且生命周期長等特征，因此在110 kV以上變電站中有廣泛應用。

當下，國內針對SF6斷路器的檢修主要有5個方面。1）檢查是否存在SF6氣體泄漏的問題，定位泄漏位置、探查原因并予以針對性處理。2）測量SF6斷路器的分合閘動作電壓，進而確保斷路器能夠在限定的電壓區間內可以及時、安全地動作。3）測量導電回路電阻是否處于規定的范圍內，如果電阻值明顯高于額定限制，就會造成斷路器在運行過程中結構發熱或在斷離電流時出現故障。4）檢測斷路器分離與合并速率、合閘時間等機械屬性。5）檢測SF6氣體微水量，若微水量超出規定，則將會對斷路器滅弧性能與絕緣性能形成不同程度的影響。

SF6高壓斷路器若想實現狀態檢修的目標，以上過程是步履艱難的。高壓斷路器在運行過程中出現故障時，只有局部會體現出進展性特征，而絕大多數故障具有突發性，至少檢修人員在近期難以預測出斷路器可能出現的故障類型、嚴重程度等，例如機械受力零部件效能喪失等。而針對一些零部件進展性的老化過程，通常也不能體現出其對應的時間進程。正因如此，目前SF6斷路器實現狀態檢測目標的難度系數極高。

在對SF6斷路器開展狀態檢修作業時，可以從3個方面著手。1）加大對組織的管理力度。這就要求生產技術部、運行部、檢修部及專業班組均應嚴格依照相關規范制定專人負責機制，以將設備運行狀態檢修職責全面貫徹落實。2）加強對設備全生命周期的管理。各級別部門與班組均應嚴格依照職責劃分情況，建設層次清晰的技術檔案，涵蓋了設備設施招標、材料選擇、生產制造、出廠運輸方式、交接要求、斷路器產品應用說明書、安裝完工報告與設計圖紙等。同時嚴格錄入與設備運行狀態相關的信息，以設備既往電氣檢測、檢修調試、設備參數、缺陷類型、運行障礙信息、跳閘頻次、安裝位置、短路最大電流等，要保證設備狀態數據信息采集的全面性、分析的深度性，進而為設備狀態評估、運行風險評估打下良好基礎。例如，對于Lw6型斷路器而言，絕緣拉桿拉脫是最常見的潛在缺陷類型，大量的試驗表明，多數情況下絕緣拉桿能安穩運行，故障的出現具有突發性，其發生頻率的高低與材質優劣與制造工藝可靠性相關，因為缺乏早期查處缺陷的方法，因此不能做到防患于未然。生產方應加強對該種機構的改造，在設計與制造實踐中應保證其連接的可靠性，例如將定位銷設置在玻纖材質絕緣拉桿與活塞桿鋼套間。3）加強斷路器設備狀態監管與評價，科學設定設備的檢修周期。以往，在對電氣設備運行狀態評估時，多采用“好”、“差”指標。而實際上，處于“正常”與“缺陷”狀態間的設備占據很大比重，該類設備“群”才是狀態檢測工作的重難點。針對高壓SF6斷路器而言，若檢修過程中僅依靠一種技術，則通常難以全面掌握其運行狀態。因此，為實現對設備運行狀態的有效檢測，建議進行跨專業分析，取百家之長，進而更為精確地掌控設備的運行狀態。

針對高壓SF6斷路器的狀態檢修方案，可借鑒5種方法。1）依照開關觸頭的電壽命開展檢查、維修工作，即當斷定開關開斷故障電流頻次抵達產品技術要求時需進行大型維修。2）開關機械動作頻次抵達產品的機械壽命時進行大修。3）若判斷開關存有干擾設備安穩運行狀態的缺陷時，有針對性地進行檢修。4）若發現開關裝置的防污染能力不符合本地要求時，應及時進行清除性檢修或實施防污方法。5）重視巡檢工作及開關動作屬性的檢測。

4 結語

現如今，傳統預防性定期檢修方法已難以迎合供電企業的現實生產需求，全面推行狀態檢修工作，是電網企業在后續發展中的重要改革方向之一，也是實現精細化生產作業的核心內容。變電設備與SF6斷路器在運行過程中出現故障在所難免，相關部門應樹立加強狀態檢修的意識，協助檢修人員明確狀態檢修規程，嚴格落實相應技術措施，并在實踐中連續創新，進而從根本上保證變電站運行的安穩性、高效性。

參考文獻

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