SF6全封閉組合電器故障原因分析及防控措施

黃騰飛 張磊

摘要：組合電器設(shè)備在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中具有極大的應(yīng)用價值，能夠確保供電的完整性與安全性，給鄉(xiāng)村及城市供電過程提供了強有力的保障。本文主要闡述了SF6全封閉組合電器容易發(fā)生的故障及有效的防控策略。

關(guān)鍵詞：SF6全封閉組合電器;產(chǎn)生故障類型;有效防控策略;

SF6全封閉組合電器將SF6氣體作為絕緣介質(zhì)，將高壓電器元件密封在金屬筒當中，占地面積較小，不容易受到外界環(huán)境的干擾，整塊運輸過程極其方便，感應(yīng)磁場較小。

一、組合電器的應(yīng)用優(yōu)勢及特點分析

首先，SF6是組合電器內(nèi)部的絕緣及滅弧介質(zhì)，能夠降低導(dǎo)電體金屬地電位殼體之間的絕緣距離大小，節(jié)約占地面積及安裝空間。例如，500kv的組合電器與500kv敞開式電氣設(shè)備的占地面積比例為1：8，說明組合電器節(jié)約了大量的占地面積。

其次，在組合電器設(shè)備當中，所有的電器元件都被封裝在同一個金屬殼之內(nèi)，避免帶電部件和空氣直接接觸，很少受到外界環(huán)境的影響，具有較高的可靠性與安全性，能夠獲得理想的工作效果。

再次，制造廠已經(jīng)完成了對于組合電器元件的調(diào)試工作，所需要的現(xiàn)場安裝及調(diào)試的工作量較小，可以減小變電站的安裝時間，給安裝過程提供了強有力的效率保障。

最后，在經(jīng)過調(diào)試與制造之后，產(chǎn)品質(zhì)量處于較高水平，需要定期維修斷路器的質(zhì)量，無需額外檢查其他元件即可，大大減少了維修工作量及運行過程耗費的資金。

隨著電力行業(yè)的發(fā)展及人們對電能的需求量與日俱增，供電企業(yè)應(yīng)不斷改進供電技術(shù)，選擇合適的組合設(shè)備達到不同地區(qū)的電源需求，實現(xiàn)供電平衡與使用安全。目前，多數(shù)變電站使用的供電電器設(shè)備為SF6全封閉組合電器。該組合電器主要依據(jù)SF6氣體的絕緣性來實現(xiàn)電器的封閉性，在使用過程中將該電器設(shè)計為限制電弧、幫助熄滅電弧的裝置，然后組裝電纜、開關(guān)、避雷裝置、電流電壓互感裝置等，完成整個電器的基本框架。該組合電器的組裝部件較復(fù)雜，因此具有多樣化的封閉性，在使用過程中造成組合電器封閉性降低的影響因素較多，工作人員應(yīng)定期檢修，查詢漏氣原因并采取措施預(yù)防，對可能漏氣的部位進行整改，并制定出科學(xué)合理的解決方案。

二、組合電器產(chǎn)生故障的原因分析

（一）SF6氣體發(fā)生泄露，斷路器設(shè)備故障

組合電器本體的密封性較差，密封圈性能難以達到制造廠商的基本要求，容易發(fā)生漏氣現(xiàn)象，需要完善入場檢驗程序，延長設(shè)備的使用壽命。組合電器斷路器的缺陷主要發(fā)生在計數(shù)器上，容易出現(xiàn)失靈現(xiàn)象，機構(gòu)故障嚴重，容易產(chǎn)生二次電氣元器件損壞的結(jié)果，引發(fā)嚴重的拒動故障。

（二）電弧發(fā)生擊穿，隔離刀閘及匯控柜存在缺陷

盆式絕緣子容易被電弧擊穿，尖端放電效應(yīng)及雷電效應(yīng)也會造成電路短路的后果。隔離刀閘的缺陷主要出現(xiàn)在電動分開合閘部位上，容易出現(xiàn)分合閘發(fā)燙、二次電器元件遭到損壞的現(xiàn)象。匯控柜出現(xiàn)的故障主要為分合閘的指示燈亮度較差、位置指示失效等，給正常工作流程產(chǎn)生了較大的影響。

（三）控制回路中斷，水分過多

在組合電器設(shè)備運行過程中，容易出現(xiàn)控制回路中斷的問題，需要及時采取調(diào)整策略，確保電路的穩(wěn)定運行。例如，中堯站的控制電器設(shè)備主要是為西安西開高壓開關(guān)生產(chǎn)的商品，儲能接觸器損壞時難以完成儲能任務(wù)，需要斷開控制回路的線路，使得彈簧能夠接收到儲能信號。操作機構(gòu)內(nèi)部容易出現(xiàn)元器件損壞，這是發(fā)生眾多故障的根本原因。在生產(chǎn)時，廠家需要嚴格挑選設(shè)備元器件的質(zhì)量，加大對技術(shù)規(guī)范書的審查力度，確保生產(chǎn)元器件的質(zhì)量。

若在安裝組合電器設(shè)備時并未確保外部環(huán)境的真空狀態(tài)，容易造成設(shè)備底部受潮嚴重，出場時的干燥條件并未達到相關(guān)標準，需要嚴格審查環(huán)境中的水分含量，避免充氣管道之內(nèi)存在大量水分。

（四）打壓液壓機的頻率較高，安裝環(huán)境較差

若液壓機的切換閥門密封性較差，內(nèi)部存在著較多的油污，可能會對液壓機的工作效果產(chǎn)生較大影響。需要提高GIS的耐壓力水平，提高內(nèi)部元器件的加工精度，提高外部電場的均勻性，避免出現(xiàn)載流導(dǎo)體發(fā)燙的后果。在開關(guān)連鎖發(fā)生故障是，需要確保三工位隔離開關(guān)、斷路器、母線電壓壓感器及進出線帶電顯示裝置的接觸點質(zhì)量較高，避免造成分合閘操作失敗的后果，確保工程質(zhì)量。

（五）機構(gòu)箱內(nèi)的二次線纜松動

機構(gòu)箱內(nèi)的二次電纜松動時，可能會造成各種故障。運行人員需要做好日常巡查與審視工作，重視對隔離開關(guān)的檢查，實時檢測SF6氣體壓力的變化，及時發(fā)現(xiàn)異常聲音、異常氣味及表面生銹問題，加大對二次在線檢測技術(shù)的檢查力度，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部故障，提高GIS設(shè)備的安全性。

三、預(yù)防組合電器設(shè)備故障的有效策略分析

為了降低組合電器發(fā)生故障的概率，需要加大對各個環(huán)節(jié)的監(jiān)控強度，使得設(shè)備質(zhì)量滿足相關(guān)要求。

首先，在選型過程中，需要根據(jù)電網(wǎng)型號完成選型任務(wù)，提高技術(shù)執(zhí)行過程的規(guī)范性。

其次，在現(xiàn)場施工過程中，需要加大對環(huán)境管理的強度，避免出現(xiàn)重大故障。根據(jù)相關(guān)條例，需要嚴格控制裝配作業(yè)的質(zhì)量，采取必要的防塵控制策略，如搭建起防塵帳篷及圍欄等，使得空氣的干凈程度高于9級。在施工作業(yè)區(qū)，需要確保其相對濕度大于80%，避免在陰雨天氣時完成施工任務(wù)。在裝配施工過程中，不得在作業(yè)區(qū)內(nèi)部進行粉塵及金屬微粒的工作任務(wù)，仔細審查施工方案的合理性，提高空氣的潔凈性，科學(xué)安排停電時間，控制電力影響范圍。個別施工現(xiàn)場缺乏臨時施工篷，需要采取其他有效策略，如禁止施工汽車行駛，加蓋保護膜等策略，使得空氣的粉塵度達到9級以上，滿足供應(yīng)商的基本生產(chǎn)需求。

在驗收過程中，需要嚴格執(zhí)行新型技術(shù)規(guī)范，提高建造效率，落實反饋策略。需要做好對于重點設(shè)備的中間驗收工作，在密封之前采取清潔及干燥策略，明確施工執(zhí)行規(guī)范。

在交接時，需要根據(jù)組合電器設(shè)備的新型技術(shù)規(guī)范完成任務(wù)，改變傳統(tǒng)試驗方法，提高試驗標準。可以在進行交流耐壓試驗的同時檢測局部設(shè)備質(zhì)量，提高設(shè)備的耐壓水平。

最后，在運維環(huán)節(jié)，需要嚴格按照檢修規(guī)程落實巡視任務(wù)，按照預(yù)試規(guī)程完成預(yù)防性試驗任務(wù)，縮短帶電局放、紅外成像等檢測技術(shù)手段的作用周期，及時更換元器件設(shè)備，運用進口產(chǎn)品提高電氣元件的可靠性，避免出現(xiàn)繼電器質(zhì)量較差的問題。對于組合電器設(shè)備的絕緣問題，需要重點開展盆式絕緣子缺陷檢測及評估工作，檢查局部放電特點，提出針對性的檢測及評估策略，加大技術(shù)監(jiān)督力度，落實技術(shù)規(guī)范條約。

結(jié)束語：

綜上所述，隨著社會電力需求的增加，組合電力設(shè)備變電所數(shù)量大大增加，可能會出現(xiàn)各種故障。為了提高組合電器設(shè)備運作過程的安全性，降低設(shè)備出廠時的風(fēng)險水平，需要嚴格按照運作標準完成工作任務(wù)，檢查設(shè)備的工作性能，加大對安裝現(xiàn)場的監(jiān)管強度，提高工作人員的專業(yè)化水平，做好現(xiàn)場驗收工作，選擇科學(xué)合理的巡查養(yǎng)護力度，使得組合電器設(shè)備能夠廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過程中。

參考文獻：

[1]劉思遠，楊逸，張英，王浩然，王振興，王建華，耿英三，劉志遠.一種由直流后備式熔斷器和直流真空負荷開關(guān)構(gòu)成的直流組合電器[J].高壓電器，2015，51（11）：22-25.

[2]李付永，孫龍勇，姚燦江，劉英英，徐剛，高炳燦，王福亞，楊光，賈英鋒，師麗芳，朱承治，張任，韓峰，呂進.新型126 kV復(fù)合式組合電器的研究與開發(fā)[J].高壓電器，2020，56（10）：220-227.

[3]張仕民，李衛(wèi)偉，楊洋，時士峰，蔡英俊，陳安明，岳小斌，李堅，周旭，盧貴有.某500 kV組合電器斷路器分閘不到位故障發(fā)現(xiàn)及分析[J].四川電力技術(shù)，2020，43（01）：67-71.