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220kV SF6断路器分闸不成功原因分析及对策

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  摘要:本文通过分析220kV的布线操作及检修过程中SF6断路器分闸不成功的原因并提出了相应的预防措施和改造方法。运用对已经发生故障的断路器械的排查和测试,查找出断路处发生故障的原因,并提出具体的整改、升级措施,为此类设备的改造和运行建言献策。
  关键词:断路器;分阀闸;对策分析
  在电力系统的具体操作中,高压的断路器是发电、变电、配电和运输电过程中对电路进行保护的重要设备。断路器既可以对正常负荷的电流进行切换,也能够在电路系统出现故障时配合相关设备将电流的故障点迅速切断,所以在电力系统的运行中高压断路器发挥着不可替代的重要作用。SF6断路器主要是运用SF6的气体作为使电器绝缘断电的设备,具有其它种类断路器不可替代的灭弧能力。SF6断路器因其电流开断能力强、触头抗腐蚀能力强等优点,使其在高温作业的情况下良好的运行。此外,SF6高压断路器也拥有良好的绝缘性,结构也更为紧凑,成为了我国目前最主流的电力控制设备。
  一、220kV SF6断路器分闸不成功原因
  (一)开关问题
  SF断路器在实际的应用过程中,容易出现开关拒合和开关拒分的现象。有时在分合闸指令操作后,断路器出现失灵的问题,这主要是由于开关辅助的转接出现不良现象,或者是电磁铁线圈引线接触不好。这样,就会导致一级阀出现卡死或弯曲,油压不稳定,和閘阀与分阀球无法正常的关闭,合分无常,导致传动系统被卡死。
  (二)分闸问题
  在操作中,SF6断路器也容易出现分闸、合闸不受控的问题。这个问题一般表现为断路器在分闸后会很快又出现合闸。这是因为在合闸完毕时,合闸的铁芯和一级阀杆没有实现复位,使铁球的位置不准确,导致合闸油路无法实现有效的封锁。这种现象的产生,一般是由于手动时将合闸动铁芯撞杆碰故障,撞头随即松动、卡滞,出现了分合闸不稳定的现象。
  (三)油泵问题
  这一问题表现在油泵频繁的进行打压。油泵在启动时,分闸的位置打压过于频繁,合闸的位置也出现打压频繁。这一问题的原因一般是由于油泵出现了内部或者外部泄露。油泵的泄露是因为接头与端口的密封不够严密,密缝件的放油阀、分闸与合闸间隙过大。要处理这一问题,就要时常对油泵及阀门定期检查,出现故障及时修理或更换密封圈。
  (四)液压机构问题
  在液压机构的操作中,最容易出现的就是泄露问题。这一问题往往会引起某一阶段内频繁的启泵打压或超长时间的补压,阀门内部就会出现内渗油,内渗油积攒过多就会出现失压的问题,一旦液压油进入了储压筒后,产生的氮气就会使压力出现异常,这会严重的影响SF6断路器的安全运转。除此之外,液压机构出现其它故障的原因通常是压力阻件的损坏或压力阻件的异常。一般来说,液压机构漏油的位置一般出现在:高低压油管、放油阀、三通阀和压力表中。
  (五)端口连接问题
  220kV SF6的断路器的控制箱连接线和端口的接合混乱也会导致查线和各辅助点的排列出现问题。此外,在控制箱的端口处一般会陈列着诸多重要设备,如果出现了线路排列松动、排列混乱的情况就会增加线路隐患排查的困难程度,使得已发生的事故更加难以解决,甚至会造成更加严重的设备故障。
  (六)加热器布局问题
  220kV SF6断路器对放凝露的加热器布局要求很高,一旦控制箱的加热器在马达和控制电缆之间,并且没能留有足够的距离,电路一旦工作时间长了以后,就会对相应的附件设备产生一系列损伤,同时会加速其余设备老化的进程,影响电路的正常运转,致使断路器工作不灵敏,最终影响整条电路的工作效率。
  二、针对220kV SF6断路器分闸不成功的解决办法
  (一)精细化布线
  在以往的断路器控制箱的接线端子线采用的并不是一一对端的标号方式,所以在排查线路故障的过程中就会对工作的开展产生困难。此外,还有将后续的端子号采用与对标端号一致的排列方式,但是由于SF6断路器的控制电缆端未能及时封闭,所以在外观上并不是很容易区分。所以,在对220kV SF6断路器进行分闸改造的时候,要首先将控制箱内的线路梳理清晰,按照一定的顺序接入控制箱,同时要记录好辅助点的排列顺序,并保证控制电缆的各个端头均处于封闭、密封的状态。
  (二)改造断路器室结构
  为了强化断路器的安全性,提升断路器工作效率,有必要对断路器的器室结构进行优化,通过对断路器单气室外接口改造成为单气室的结构。具体操作方法是对SF6的机构箱及管道中的密度计先行拆卸,同时在气室内的外接口增设一种能够起到密封功能的封头组合零件,即:截止阀。因为截止阀本身自带双重的接头,一方面可以和密度计连接,另一方面可以控制气室的充气和闭气环节。这样一来,既方便实时对控制箱中的密度进行测量,也方便对充气、闭气环节的有效调控。通过这种对断路器的改造调整,可以从根本上使SF6的充、闭气环节与密度检查环节相互独立、拆分,这不仅能够满足断路器功能,而且大幅度的简单化了断路器的控制,使工作流程变得更加简便,这样还可以更好的增加断路器的气室信号,从而使整个电路系统的安全性大大提高。
  (三)加强对控制箱内的电缆保护
  断路器在常年的使用过程中,除了会出现老化的问题以外,还存在坚固性不够的问题。在改造之前,断路器的控制箱往往都没有钢铠的保护,如若遇到锋锐的硬物后,非常容易出现控制电缆保护层的破损或断裂,从而会导致升压站的直流系统直接接地的情况。此外,如果已经破损的控制电缆如果一旦裸露在外部,遇到雨水天气非常容易发生短路,致使开关控制的回路电源的正极接地,大幅影响升压站的正常工作进行。
  (四)优化防凝露加热器的布局
  一般来说,断路器的控制箱分为上、下两个部分,上部分由马达、空气开关和加热器组成,下部分由断路器的机构箱构成。加热器的外部辅助点一般在连接距离上比较近,一般为2厘米左右。这样一来,虽然加热器的功率不高,但是长期下来,高温加上线路的老化,会导致加热器在长时间运行后可能出现一些不可控的故障,对电力传输的稳定性产生不利的影响。所以在布线的过程中,要重点针对防凝露加热器的布局位置进行研究。
  (五)优化电网的地区分布
  综合来看,一个地区的电网调度系统往往只具有一个调度中心,换句话说,一个地区的电能一般只有一个电网传输网络,如果在地区的变电站数量突然增加,电网的传送范围也会随即加大,这就会使集控中心的数量增多,数量聚集到一定程度后,如果监管的人员配备不足,也会使断路器的维护出现不利的情况。所以要根据实际情况尽量满足各个集控站设备的监视功能,对异常事故的管理要指派特定负责人,以满足于对各个地区设备维护人员的充足,并结合对通信网络的流畅度统筹考虑,确定集控站的具体数量和具体分布的事宜。
  结束语:
  随着电网技术日新月异的发展,SF6断路器作为电力系统中配电保护设备的作用与日俱增,它关系到输配电系统设备的安全运转和人们的生命财产安全,所以一旦出现异常问题时需要及时的修理和检查。本文对SF6断路器在使用阶段出现的一些问题和缺陷进行了探讨,希望构建出更合理的断路器检修技术。
  参考文献:
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  [2] 艾则孜江. 220kV升压站SF6断路器改造方法研究[J].甘肃教育,2017(9).
  [3] 李晓丹. 220KvSF6设备故障处理方案浅析[J].应用研究,2015(9).
  作者简介:
  黄伟强(1987.11.27—),性别:男;籍贯:广东东莞;民族:汉;学历:本科;职称:助理工程师;研究方向:GIS;单位:东莞供电局。
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