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变电检修中六氟化硫断路器的检修与维护研究

作者:完美论文网  来源:www.wmlunwen.com  发布时间:2021/2/24 10:00:21  

摘要:六氟化硫断路器作为一种新型的断路器,由于其具有适应环境能力强、灭弧效率高、能够循环利用、使用寿命较长的特点,被广泛应用到了各级变电站、电力企业和发电厂。但在六氟化硫断路器工作过程当中,也会出现一系列的问题和故障,只有熟悉六氟化硫断电器的特点和原理,才能够采取有效的方法对六氟化硫断路器进行有效的检修和维护,同时,相关供电企业也要在设备日常运行过程中进行周期性的检查和维修,确保设备能够正常安全的运行,以保证供电的稳定。

关键词:六氟化硫断路器; 检修与维护; 变电检修;

1 六氟化硫断路器设备的特点和运行优势分析

1.1 六氟化硫断路器的结构特点

六氟化硫作为灭弧效率较高的气体,经过多年的研究和论证后,逐渐作为电力保护装置应用到了各个发电厂、变电站中,是目前应用最广泛的断路器,与常见的油断路器、真空断路器等传统断路器相比,六氟化硫断路器的缺点相对较少,运行稳定性和环境适应性较强,且运行成本和体积重量远低于油断路器,性能较真空断路器也有较大的提升。六氟化硫断路器使用六氟化硫气体作为灭弧方式,使其性能得到较大提升,被广泛装备到各变电系统、发电厂中。其主要结构由传动系统、操动机构和相关元件组成。

六氟化硫断路器如图所示,内部结构有由灭弧室构成的开断原件,通过灭弧实现开断,其六氟化硫气体不仅是灭弧气体,也是性能较为优秀的绝缘介质,与自由电子混合时,混合程度高,并能形成一些负离子,从而加速自由电子的移动速度以减少电流恢复所需要的时间,大大提高变电系统灭弧效率。操动机构可氛围弹簧操动机构、液压操动机构等,下图所示六氟化硫断电器采用的是弹簧操动机构,具有成本低,性能较为良好的优点。较为常见的操动机构还有液压式操动机构,其相较于弹簧操动机构,设备运行时噪音少,操动稳定,但价格高于弹簧操动机构。

在日常的变电检修工作,相较于传统的油断路器,六氟化硫断路器的内部结构组成更加合理且具有多种优势,一是其采用了性能优秀的弹簧操动机构,动作反应迅速,体积较小二是六氟化硫断路器运行比较稳定,因此不需要频繁的检修维护,大大降低了检修时间和成本,保证了供电的稳定性和安全性,三是六氟化硫断路器本身结构安排合理,且使用六氟化硫气体进行灭弧,灭弧时间短,也可承受较大的电流,节省空间的同时增加了可靠性,为日常变电检修工作提供了便利。

图1 六氟化硫断路器结构

1.2 六氟化硫断路器的应用特点

在实际的工作过程中,六氟化硫断路器相较于传统断路器有两个方面的优势,一是散热性良好,这是由于六氟化硫气体本身就具有比空气更高的热容量,因此相较于空气和真空断路器,其作为绝缘气体有更为优秀的灭弧能力。应用过程中,结构中的电弧芯能够提供较好的电导作用,故断路器外部温度较低,使整体的散热性能得到加强,无论是散热速度还是环境温度,六氟化硫断路器都比空气断路器更有优势。二是其绝缘性较好,六氟化硫气体作为惰性气体,绝缘性能佳,是空气性能的三倍以上,且与电弧接触后,气体能够被氧化形成更强的绝缘气体,灭弧后还能转化为较为稳定的灭弧气体,因此六氟化硫断路器的绝缘性也具有较大的优势。

1.3 六氟化硫断路器运行优势理论分析

1.3.1 密封性好

该断路器的结构组成简单,灭弧室和其他器件都有独立的气体隔离,且SF6作为惰性气体,含水量较低。检修周期长,不需要频繁的打开断路器,因此内部结构较为稳定,保证了器件内部良好的密封性。

1.3.2 使用寿命长

六氟化硫气体在灭弧后依然能形成灭弧气体,可多次重复使用,且环境适应能力较强,不需要对设备进行频繁的检修,因此使用寿命较长。

1.3.3 绝缘和开断能力强

在上述的结构和应用特点中已经进行介绍,由于六氟化硫气体的性质和较好的负电性,使得电流恢复速度快,灭弧性能和绝缘性佳,断开后不会有复燃的现象发生,提高了断路器使用的可靠性。

2 六氟化硫断路器存在的故障或隐患及处理措施

2.1 六氟化硫断路器气体泄漏异常

六氟化硫是一种惰性气体,存在气体泄漏不正常的情况。正常情况下,六氟化硫气体渗漏到密度继电器发出信号,按照相应的温压曲线进行补气增压,可在通电状态下进行。但是当六氟化硫气体腔内压力快速下降时,应立即断电关机,检查气压和设备密封性,用外部气压检测工具检测设备是否运行正常。如果确定是密封性问题或是气压检测装置问题等非人为因素且不可立即修复的问题,应该立即联系维修工作人员进行检查修理。

2.2 弹簧故障和分合闸失败

六氟化硫断路器的分合闸失败也是常见的故障之一,可能是由于弹簧储能出现了问题,要立即对弹簧机构和控制电路进行检查,对发现的问题进行针对性的处理,排查焊接是否出现虚焊、漏焊的现象或者某些元器件或触点被烧坏损毁造成接触不良,及时更换和维修,逐一排查问题。还有可能是分合闸的线圈被烧毁或者是某根导线断开,要进行全面细致的排查来排除可能出现的状况。

3 变电检修中六氟化硫断路器的运行维护措施

日常变电检修工作中,需要对六氟化硫断路器进行专业维护,需要具备专业技能的技术人员进行检查修理,遵循维护工作的程,保证全面、系统的进行六氟化硫断路器的维护工作,从而达到稳定工作,延长使用时间的目的。

3.1 维护工作的准备

在进行检修维护前,应该制定详细的检修维护计划和程序,并对参加维护的技术人员进行培训考核,保证维护过程有序高效进行,六氟化硫断路器时变电的重要设备,检查前将断路器电源关闭,并回收装置内六氟化硫气体至回收装置、释放弹簧的设备的能量,并将装置内部空气通过真空泵泵出,再向内部注入氮气或稳定气体,再次进行泵出,排出残余气体,确保设备内部的真空环境,并准备好所需要的清洗剂、吸附剂等。

3.2 分解设备

进行设备维护前应该分解六氟化硫断路器,以保证设备的每一个部分都得到检修维护,拆解下来的器件进行标号、登记,防止遗失。技术人员也应该提前准备好设备分解环境,按照分解要求,保证分解环境符合相关标准,主要对空气湿度、压强等参数进行监测,并对环境进行清洁、干燥处理。进行分解工作前也应提前遴选好操作人员,并穿戴防护服等设备,保证分解环境干净、安全。设备内残余的固状物应妥善取出并放入相关回收容器中。

3.3 设备部件的清洗与维护

设备分解完成后,要对每一个部件进行清洗工作,清洗时应先仔阅读设备清洗的说明书和相关资料,查明各部件所对应的清洗剂,避免错用,如应该用无水酒精对六氟化硫断路器绝缘器件进行修理等。保证清晰工作全面、细致。清洗过程中涉及的密封器件进行更换,严格按照说明书上的清洗步骤和方法进行清洗。

3.4 吸附剂的更换

清洗工作完成后,应更换吸附剂。吸附剂是确保六氟化硫断路器内部洁净的重要材料,会吸附装置内外的各种杂质,从而避免设备收到杂质污染。进行吸附剂置换后,被芝缓下来的吸附剂应该及时回收处理,避免造成污染。吸附剂在被置入设备之前,应首先将其进行干燥处理,烘干时间为12 h,12 h后,待其冷却下来,注意,吸附剂的干燥和冷却应在干燥、密闭、洁净的空间进行。使用吸附剂的剂量应该提前查阅并准备好,正常来说,吸附剂与六氟化硫气体的质量之比应该为1∶12。设备维护期间,应该用各种仪器测定和准备好环境、设备状态、更换所需用品,并重点检查维护设备的重要部分,记录好检修数据,优化检修方案,提高设备的维护水平,从而保证设备质量,延长使用寿命。

4 变电检修工作中六氟化硫断路器维护的技术原理

六氟化硫断路器是变电程序的重要组成部分,是维护电力系统能够正常运行的保障,也是电力科学不断发展所研发出来的产物。弹簧是六氟化硫断路器的重要组成原件,材料和性能良好的弹簧才能使断路器稳定的工作。六氟化硫断路器具有工作效率高、体积质量小的优点,这也保证了变电工作正常进行的同时,技术人员能够更为方便的对断路器进行维修养护,其操作也较为简单,工作主要通过操作电弧来控制电流变化,从而使设备体积小,维护方便。如果操控出现失误,或机器出现故障时,要根据现场环境和故障特点进行维修。六氟化硫断路器安全稳定,正常工作周期长达10年。所以机器的维护就显得尤为重要,需要安排相关的专业技术人员进行维修保养,制定合理的维护制度进行周期性的维护。由于六氟化硫断路器结构简单,部件相较于其他断路器较少,结构体系较为简单,因此维护时应仔细检查每一个零部件和重要工作器件如绝缘柱、弹簧操动机构的工作情况。

六氟化硫断路器的维护主要在其电力传输部分,应该了解断路器每个部件的电力传输和控制电路的作用,对于易发生故障的电源、电路器等器件进行周期性维护工作。如果断路器工作异常,应通过观察和异常信号进行分析判断,确定故障成分。用六氟化硫断路器测试技术进行系统分析故障并记录。

5 六氟化硫断路器维护人员素养和工作环境控制

5.1 工作环境的控制

六氟化硫断路器的维护工作是一项严谨的工作,应该严格执行设备维护相关标准和制度,对设备内部的部件进行全面的检查。六氟化硫断路器的工作环境也是保证其能够稳定工作的重要因素,设备应该避免在尘土多、空气湿度大的环境中工作,以减少故障的发生,同时,也应该安装相应的绝缘套件和缓冲套件在各设备之中,避免短路现象和磕碰现象的发生。在断路器的安装、清洁、运输过程中,都要保证关闭阀门。

5.2 技术人员的技能和素养

操作六氟化硫断路器的工作技术人员的专业水平和个人素养直接影响着断路器的状态,强化相关技术人员的专业技能知识,提高其个人素养与机器的维护同样重要,只有正确的使用设备才能保证设备能够达到预期使用年限。因此,工作人员也应该积极学习六氟化硫断路器的相关知识,熟悉了解断路器各个部件的作用和操作程序,完善自身的知识技能储备。积极沟通,学习前沿知识,做到能够保证六氟化硫断路器设备稳定运行。另外,及时更新、补充断路器的维护方法同样重要,目前,节能减排已经成为各行各业都需要关注且做到的方面,通过正确的维护,不仅可以极大避免设备故障的发生,也可以使断路器在工作时具有更高的能效比,从而达到节能的目的,并且能够有效的延长设备的使用寿命。

6 维护方法的创新

发电企业不仅要能够正确、熟练的检修维护六氟化硫断路器,还要对维护方法进行创新优化,可以从设备拆解步骤、清洗程序、清洗剂和吸附剂成分的研究等方面入手,组建一支专业化的设备检修维护队伍,最大化的提高断路器维护工作质量。断路器结构方面也可以研究如何最大化的发挥六氟化硫气体的作用,从环境、内部结构成分来进行分析论证,从而进一步提升设备的运行效率。

7 结语

综上所述,六氟化硫断路器是一种效率高、体积小的断路器,它的工作状态会直接影响着整个变电站乃至电力系统的正常工作。因此,做好其维护检修工作尤为重要,由于检测周期长,目前六氟化硫断路器故障数据记录仍不充足,对于一些细小故障难以及时发现,因此,做好故障的检测和监测工作也相当重要,目前,故障的检测仪器还存在着一些不足之处,在结构复杂的部件内部出现的故障,即使用超声波探伤等先进技术手段也较难排查出,还需要科研工作者进行改进摸索。只有做好断路器的维护和检测工作,才能保证变电系统能够稳定、正常的进行工作,从而安全稳定的供电。

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