浅析10KV,SF6断路器巡视及常见故障原因分析与处理

【摘要】 随着社会经济的快速发展,电力用户除了对供电容量要求越来越大外,对供电的可靠性和电能质量水平也提出了更高的技术要求,确保断路器具有较高的运行安全可靠性,已成为电力工作者研究的重要内容。在对SF6断路器的重要性能进行简单归纳总结后,探讨了10kV SF6断路器巡视检查技术要点。最后,结合自我多年实践工作经验,对10kV SF6常见故障原因及处理措施进行了详细分析研究。

【关键词】 10kV断路器SF6巡视故障处理

1 SF6断路器的重要性能

10kV SF6断路器主要采用SF6气体作为绝缘介质和灭弧介质,是电力系统中一种先进的无油化开关设备。SF6在10kV供配电网系统中应用具有以下多方面的特点:

1.1 绝缘强度高、灭弧能力强

采用SF6气体为主要绝缘媒介,介质强度高、稳定性强,单元断口耐压值较高,其在同一额定电压条件下,可以有效较少断路器其的串联断口数,不仅使断路器设备结构变得简单、紧凑,同时大大提高断路器设备的可靠性和经济性。通常SF6断路器其绝缘强度大约是ZN空气断路器的5～10倍左右。SF6绝缘气体在电弧作用下,气体压力升高较小,可以确保断路器频繁动作,不会发生爆炸等危害,运行安全可靠性较高。

1.2 电气寿命较长

SF6断路器,其在50 kA的满容量环境中连续开断高达19次,累计开断电流甚至可以达到4200 kA,维护较方便、检修周期较长,尤其适用于操控较为频繁的用电环境中作为电能分配和调控开关。

1.3 设备开断性能好

由于SF6绝缘气体其自身具有电负性特性,在运行过程中具有较强的自由电子吸附能力,可以对电弧环境中产生的电离子起到较好的约束和复合效果。SF6断路器其能开断的短路电流较大,目前已经可以达到80～100kA,甚至200 kA电流水平,且熄弧能力较强,时间较短,通常完全灭弧只需5～15ms。

2 10kV SF6断路器巡视检查技术要点

加强对10kV SF6断路器运行性能和工况状态的巡视力度,能够及时发现断路器可能存在的安全隐患和故障缺陷,便于其及时采取相应的技术措施进行处理,防止隐患进一步演变成故障或故障扩大成事故。要加强对SF6断路器重要功能部位的巡视,要做到巡视到位、检查完善,即:要认真巡视检查断路器各处的紧固件性能,测量断路器开关接头有无存在发热问题,要认真检查SF6断路器其绝缘瓷套是否完好,有无存在裂纹、破裂、污秽、以及闪络放电等问题。要查看断路器处是否存在树叶、动物等杂质,有应立即清除,为断路器营造一个良好的运行环境。巡视工作人员应按规定每月巡视一次SF6断路器的SF6气压是否满足运行规定要求,尤其对于动作较为频繁的SF6断路器设备,要观察断路器设备上的SF6气体压力表其指示是否满足运行规定要求,对于低于0.25MPa的运行现象应及时查找气体压力降低原因,并待故障处理好后及时恢复规定允许气压。要巡视检查各空气阀门和SF6阀门其位置是否准确,应定期巡视记录断路器运行的SF6压力值和温度值。要查看SF6断路器分合闸操控指示位置是否正确,分合闸位置是否按照运行操控要求到位;要检查断路器储能电机和断路器内部是否存在异声(漏气声、振动声)及异味等问题。

在对10kV SF6断路器进行巡视检查过程中,不允许在SF6设备防爆膜处附近滞留,以免出现SF6绝缘气体冲破防爆膜给巡视人员带来伤害。

3 10kV SF6常见故障原因分析及处理

从大量实践工作经验可知,在10kV SF6断路器运行过程中,断路器发生故障绝大部分由于断路器操作机构性能下降、控制回路元器件故障、以及人为误操作等原因引起。

3.1 断路器储能机构不能储能或储能电机频繁动作

10kV SF6断路器其在运行过程中出现不能储能或储能电机频繁转动的故障较为频繁,具体故障现象表现为储能保持棘爪不能准确复位、微动行程开关出现烧坏等。为了准确排除故障,建议重点检查机构储能单元是否存在卡涩、匹配性能不良、附件破损等问题,应给储能保持棘爪中加入润滑油使储能保持机构能够准确。其次,检查储能机构行程开关触点是否存在烧坏问题,并按照操作票要求合理整定调整行程开关到厂家要求的匹配位置,防止由于微动行程开关过早切断而引起储能电机频繁动作问题发生。

3.2 断路器拒绝分合闸

引起10kV SF6断路器发生拒绝分(合)闸的因素较多,从大量工作经验,笔者认为以下几个方面是引起断路器拒分(合)的主要,即:(1)断路器操控机构未有效储能。(2)运行过程中分(合)线圈发生故障。(3)分(合)闸控制回路中辅助开关未动作到合闸接通位置或存在接触不良问题。

3.3 SF6气压降低

对于10kV SF6断路器而言,应加强气压巡视力度来确保其具有较高的运行安全可靠性。当10kV SF6绝缘气体正常渗漏到最低工作压力时(即:在20℃运行环境中0.25MPa压力要求),可以根据SF6气体压力-温度曲线关系进行适当补气操作,确保其达到额定工作压力指标(即:在20℃运行环境中0.35MPa压力要求)。随着密封材料和密封技术的进一步发展,10kV断路器发生SF6气压低于0.25MPa的故障发生率较低,出现SF6气体压力急速下降至“零”压的工况非常罕见。因此,鉴于SF6断路器密封性能的不断提高,笔者建议对于SF6气体压力问题,巡视人员只要加强日常巡视,并做好合理的补气操作,即可有效避免SF6气体压力下降引起断路器故障发生。

4 结语

合理有效的断路器巡视和检修维护技术,不仅可以提高10kV SF6断路器的运行性能,确保其安全可靠、节能经济的运行。同时,制定完善系统的电力设备巡视、维护和故障检修制度,可以降低设备故障发生率、提高故障排除和处理工作效率,延长设备的使用寿命,降低电力企业的检修维修费用支出,有效提高电力企业在电力环境中的综合竞争力。SF6断路器在35kV、10kV等中低压系统中具有较强的应用前景,其产品的技术研发及工程应用设备的更新换代,必将会给中低压供配电系统带来较大的经济效益和社会效益。

参考文献:

[1]王长海,谭英,于显颖.SF6 断路器应用中的维护要点[J].科技创新导报,2009,(12):68-70.

[2]张东亮.SF6断路器气压异常、闭锁报警故障分析及解决方法[J].高电压技术,2007,(3):17-19.

[3]匡德彪.高压SF6断路器运行故障分析处理[J].中国高新技术企业,2009,(07):111-113.