探析變電檢修中SF6開關常見故障與解決方案

國網江蘇省電力有限公司宿遷供電分公司 何 壯 曹 凱

對于電力系統來說，隨著科學技術的不斷創新與發展，傳統的開關已經無法滿足時代需求，所以對電力系統的開關進行升級改造迫在眉睫。而SF6開關作為一種新型開關設備，不僅具有非常穩定的保護性能，也能滿足用戶的用電需求，提高變電設備的運行效率。因此，在變電檢修過程中，對SF6開關的常見問題進行分析，并提出針對性的維護方法，以保障SF6的運行穩定性，是本文重點分析的問題。

1 變電站中SF6開關的維護工作簡述

1.1 特點分析

從SF6開關的工作內容進行分析，其主要是對氣體進行合理應用，也可以作為絕緣介質進行應用。SF6開關的特點表現為以下兩點：一是在正式工作開展過程中，SF6氣體作為一種強混合氣體，與其他自由電子進行碰撞之后，能夠達到100%混合的效果；二是在轉換過程中，SF6氣體在外界因素的影響下，具有減少負離子電導率的作用，能夠增加電弧的介電強度和自身速度。

SF6開關在使用過程中有以下幾點優點：一是SF6開關主要對高質量彈簧機進行控制，具有減少開關功率容量的作用，能夠增加工作中的速度；二是能夠有效提高維護保養工作的便利性；三是由于斷路器中存在較高的電流壓力，滅弧時間很短，此開關能夠減少空間利用率和占地面積；四是SF6開關維護保質時期較長，可減少維護檢查的次數。

1.2 技術原理

在開展變電站維護工作過程中，僅通過肉眼無法直觀地看出SF6開關中的故障。因此，為了提高故障檢查效率，采用故障診斷技術進行檢測工作是十分必要的。對SF6故障進行診斷過程中，會通過使用專門進行診斷的設備對開關檢測情況進行收集。另外，在電力專業不斷發展過程中，由于不斷的資金、時間、人力、物力的投入，很多與電力相關的技術與設備都得到了升級與創新，當前可以使用先進的診斷技術對設備開展檢測工作。此外，也可以對設備的具體情況進行科學分析，最終得到的檢查結果也是十分可靠的。從當前電力系統故障檢修的實際情況來看，整個過程投入的檢修成本非常高，所以如果能夠提前預防或者及時發現設備問題，對設備實施有效的預防和維護措施，那么不僅能夠減少搶修成本，也能增加供電過程的安全性。

2 SF6開關常見問題分析

2.1 氣體泄漏問題

從SF6開關使用的實際情況來看，在SF6開關安裝到位之后，由于長期的運行，容易遭到外部因素的破壞。例如，維修過程中使用的維修方法不規范，極易造成SF6開關的外部結構出現老化嚴重問題，無法起到對開關內部其他元件的保護作用，這在一定程度上會使設備受到損傷和腐蝕的影響。而且如果受到外力沖擊，那么SF6開關的外殼首先會被損壞，造成整個開關出現漏氣情況，從而降低開關內壓。因此，必須要求負責維修工作人員每隔一段時間就要對SF6開關的外部情況進行嚴格的檢查和維護工作。同時，也需要每隔一段時間對SF6開關的重要內部構件進行潤滑操作，能有效提高SF6開關的使用時間。

2.2 開關絕緣問題

對于SF6開關來說，通過使用密封圈對SF6開關中存在的氣孔進行密封，能夠發揮絕緣的作用。但是市場上的部分開關采用不銹鋼焊接的方法實現密封作用。由于密封柜也能夠通過多種密封手段進行密封，且密封手段多種多樣，所以需要使用具有針對性的密封裝置，才能達到良好的密封效果。在SF6開關開啟之后，開關內部組成部件所擁有的絕緣性能的好壞能夠直接反映SF6開關的實際應用性能。如果SF6開關沒有足夠穩定的絕緣性能，那么就會對整個開關保持安全穩定的運行過程產生不利的影響，最終造成SF6開關的壓力無法控制，更甚者SF6開關可能會出現局部放電的現象，嚴重干擾電力系統的安全運行，最終帶來SF6開關被損毀的結果。由此可見，采用有效的措施，保證SF6開關一直處于穩定安全的運行狀態，是確保電路安全運行的重點。FLN36-12六氟化硫負荷開關SF6氣體絕緣圖如圖1所示。

圖1 FLN36-12六氟化硫負荷開關SF6氣體絕緣圖

2.3 氣體性能問題

SF6開關處于正常的運行狀態時，整個啟動和運行環境中通常都會出現SF6氣體，這種氣體表現為吸水性強的特點，容易在溫度的作用下造成SF6開關表面出現冷凝的情況，極易使SF6開關表面發生閃絡問題，給SF6開關保持安全的運行產生嚴重影響。此外，SF6開關運行中產生的氣體也會在運行環境滿足一定條件時出現化學反應，并且生成具有腐蝕性的氣體，同時整個反應過程會伴隨著高溫現象。而且這種氣體能夠腐蝕鋁材，造成的腐蝕情況非常嚴重。因此，如果不采用科學有效的方法對SF6氣體進行處理，有可能會對SF6開關的結構產生腐蝕問題，從而降低了SF6開關的運行穩定性。

3 SF6開關維護方法分析

在開展變電檢修工作時，必須按照相關要求以及安排專業的人員采取專業的維護和保養手段，對SF6開關進行檢修工作，具體操作過程可從以下幾方面著手進行。

第一，負責維修崗位的工作人員本身必須具有足夠的崗位執行能力，充分了解SF6開關的相關理論以及擁有非常豐富的檢修經驗，使其能夠在進行SF6開關的檢修工作過程中，嚴格按照相關理論依據和檢查原則，對每個組成開關進行仔細的檢查。并且能夠根據自身以往的檢修經驗以及理論知識，對外部結構進行觀察，查看各個組成零件是否發生損失或者被侵蝕的情況，一旦發生不良問題，則必須進行相關位置零件的更換和養護零件的操作。

第二，在對SF6開關進行運輸操作和安裝操作過程中，必須確保整個運輸過程的穩定性[1]。在進行具體的安裝操作時，對于SF6開關的核心零件，需要根據規定的操作要求完成整個安裝流程，以確保整個設備不會出現失效的問題

第三，必須要采取合理的措施保護SF6開關的外部結構，保證SF6開關在應用過程中，不會被外界物體碰撞，且不會出現氣體泄漏的現象，有效地提高SF6開關的應用效率和質量。

為了保證所開展的SF6開關維護工作的順利進行，要求技術人員必須全面掌握SF6開關的內部構造，只有這樣才能保證維護工作的可操作性，否則會產生時間、資金方面的多余消耗，SF6開關內部構造圖如圖2所示。

圖2 SF6內部構造圖

3.1 氣體處理問題

由于SF6氣體在發生外泄情況之后，可能會造成一些不穩定的因素，帶來后續一系列麻煩的后果，所以必須通過嚴格的氣體檢驗，保證SF6不會發生氣體泄漏問題。在對相關數據進行研究和分析之后發現，SF6開關的機器焊接口容易出現氣體泄露問題。但是由于焊接口是通過密閉圈與焊接技術與對應的管道進行連接，如果整個操作過程中進行焊接工作的技術水平較差，所使用的密封圈的材質差，那么經過長期使用，焊接口極其容易出現損毀現象，最終對SF6開關的密閉性能產生影響，導致SF6氣體發生泄漏的情況，使得設備無法正常工作，給電力系統保持正常的供應狀態帶來不利影響。

針對氣體泄漏開展檢測工作過程中，為了進一步提高檢測過程的準確性，技術人員必須使用專門的檢測儀器檢測氣體含量。在使用儀器時，技術人員需要按照儀器的操作流程有序執行[2]。如果確定出現氣體泄漏情況，那么技術人員需要及時組織并安排所處空間內的工作人員進行有序撤離，并且在保證安全的情況下，對SF6開關做好維修工作。在此過程中，無論是負責檢測工作的人員，還是負責維修工作人員，都需要按照檢測結果穿戴防護服，對所處空間內的氣體進行凈化操作，以防止氣體被吸入人體產生危害。

在開展檢測試驗工作之前，負責檢測崗位的工作人員必須對周邊環境進行提前檢測，打開門窗檢測環境，保證空氣中的含氧量高于18%。在正式進行檢測工作時，不僅要按照相關理論以及規定操作嚴格執行，也要按照具體情況全面檢測設備。除此之外，也需要對專業檢查設備的探頭進行定期替換操作。需要注意的是，為了保證檢測設備的準確度以及完整性，其高濃度的SF6氣體環境中的停留時間需要控制在要求范圍之內。如果在檢驗工作中發現相關設備的指針拉滿刻度線，并同時發出警報聲，那么檢測人員必須立即移開探針，并將其放置在規定的清潔區域。

3.2 含水量問題

對于電力系統中的SF6開關來說，國家以及行業規范中對其含水量有明確規定，所以必須確保SF6開關的含水量始終處于要求范圍之內。如果水分含量過高，會破壞SF6外部的絕緣體，從而出現高壓問題，可能會造成電路發生頻繁閃絡現象。這主要與空氣中的水分會不斷聚集在SF6開關的外部結構上有關，干擾了SF6開關內部的電流和離子的流動情況，這在一定程度上降低了整個開關運行的安全程度，更嚴重者可能會發生爆炸現象，不利于變電檢修工作的進行。與此同時，由于SF6開關內部充滿了SF6氣體，所以如果發生水分含量過高或者氣體泄漏的現象，那么整個開關會釋放有害氣體，不僅會影響SF6開關周圍的人工作人員的人身安全，也會出現污染環境的情況，從而產生一系列不良的后果，增加了整個維護工作的經濟成本。因此，在開展SF6開關的維護工作過程中，必須重視含水量問題，當前較為常見的處理技術基本有以下兩個步驟。

第一，清理SF6開關的內部零件以及外部結構，確保每一個組成零件的潔凈狀態，避免由于零件被污染而影響SF6開關的運營效果，以及進一步提高SF6開關運行過程中的安全性。第二，檢測SF6開關運行環境中的含水量，并檢查含水量是否處于行業規定范圍，若不符合要求，則需要采取干燥處理措施，主要流程是對SF6開關的運行環境進行氣體抽取，并灌入高濃度純氮氣，從而達到對整個環境的干燥效果。

3.3 預防性檢測

為了確保SF6開關始終處于正常運行狀態，不僅需要對其做好安裝時檢驗工作，也要根據其現階段的使用情況，做好預防性檢驗工作。通過模擬技術預判其后續運營狀態，保證SF6開關始終處于應用有效性狀態，并提高其使用時間，預防性檢測包括以下兩點。第一，相關技術人員需要每隔一段時間對SF6開關內部的含水量以及絕緣性做好檢測工作，保證外部結構的完整性，防止發生氣體泄漏情況。第二，在對SF6開關實施維護措施時，必須做好其內部組成零件的養護工作，如果發現內部零件出現老化或者破損的情況，必須及時更換出現問題的零件，有效保障SF6開關的使用效率，只有這樣才能使得SF6開關在電力系統中充分發揮作用。

綜上所述，SF6開關是我國現階段電力系統中的重點組成設備之一，直接影響整個電力系統運行的穩定性，也是變電開展檢修工作的關鍵。因此，相關技術人員必須做好對SF6開關的檢修和維護工作，并不斷對此方面的檢修技術進行升級，有效擴大SF6開關的應用范圍。在對SF6開關進行檢修過程中。技術人員必須要精準測量SF6氣體的含量以及SF6開關的運行情況，做好安全隱患排查工作，提高SF6開關的運行效率，以確保電力系統始終處于安全運行的狀態。