SF6高压断路器加热装置故障的处理.pdf

J 电 力 安全 技 术 第 1 4 卷( 2 0 1 2 年 第1 0 期) s F 6 高压断路器加热装置故障的处理 贺 政 ( 庆阳电力局 ，甘肃 庆阳 7 4 5 0 0 0 ) 摘要随着 S F 6 断路器的大范围应用，对其检修和维护的重要性 日益突出，尤其在 高纬度 地 区，冬季环境温度较低、温差很 大，S F 6 断路 器开 关本体和机构的加热装置是保证开关设备正常 运行的主要部件。具体介绍了 开关加热装置的常见故障，以及由于加热装置故障而引起的其他故障， 阐述 了加热装置改造的思路和改造方法。 关键词 高压断路器 ； 加热装置 ；改造 开关的加热装置作为开关设备的重要部件 ，是 开关能否正常运行的重要保证。其作用有以下 3 个 方面。 ( 1 )防止 S F 断路器内的S F 气体由于低温而 发生液化 ，造成在开关分闸过程 中，灭弧室的吹弧 压力不够 ，引起开关不能正常灭弧。同时 ，由于开 关内部 S F 气体温度和密度继电器的环境温度存在 差异，可能引起密度继电器补偿过大或过小，引起 压力接点动作 ，严重时有可能闭锁开关的正常 电气 操作，带来安全隐患。 ( 2 )防止冬季开关操作机构 内传动，分、合 闸 动作和储能电机齿轮等部件加注的润滑油凝固，造 成摩擦力增大，影响开关的正确动作。 ( 3 )防止开关设备 内部发生凝露引起放 电、闪 络事故 ，以及二次端子锈蚀现象的发生。 由此可见 ， 开关加热回路的正常运行极为重要 ， 作为开关检修的重点和运行过程 中检查的一项重要 环节，已不容忽视。同时 加热装置故障还会带来 开关故障，因此也要求开关加热装置运行可靠，投 退正确。 1 加热装置的运行现状 ( 1 ) 目前 ，S F 开关的加热装置大都通过一个 温湿度控制仪，检测环境 ( 操作机构箱、传动箱 ) 温度、湿度，并自动控制其输出电源，启动操作机 构箱、传动箱内加热板加热。其加热、停止温度由 温湿度控制仪 ( 以下简称温控仪) 内部电路设定值 一 一 控 制 。 ( 2 )由于 S F 开关技术的普及 ，生产厂家繁多， 不同生产厂家的产品设定的启动、停止温度各不相 同，有 0 1 5，一 51 5，0l O等多种， 少部分温控仪可 自行设定温度。同时，不 同温控仪 限定负载功率也不同，有 1 0 02 5 0 W 不等。 ( 3 )不同厂家的 S 开关所配用的加热板也有 不同，大部分为机构箱 内装配加热板，少部分开关 在传动箱内也装配有加热板； 不同开关的加热功率 也有不同，有 7 5 2 0 0 W 不等。 ( 4 )温控仪 电源控制方式不一 ，部分采用带过 流保护的空气开关 ，部分采用低压刀闸。对加热装 置的保护、控制灵敏度不一，给交流系统的稳定带 来一定的隐患。 综上所述，目前由于开关加热装置型号比较繁 杂，接线也各不相同，不同厂家的产品质量 良 莠不 齐 ，给检修人员的维护工作和备件的储备造成一定 的困难。 2 加热装置常见的典型故障 2 1 温控仪内部控制电路损坏 我国西北地区，冬季气温较低，自 1 1 月 中旬 起至次年 3月初每 日晚间气温通常会降至 0以 下 ，在最寒冷的 1 月份 ，大部分时间温度在 0以 下 ，达到温控仪的启动条件。但因部分温控仪设定 停止温度过高 ( 1 5或 2 0) ，而外部环境温度过 低，达不到停止条件，造成温控仪不能切断，长期 第 1 4 卷 ( 2 0 1 2 年第 1 O 期 ) 电力 安 全 技 术 处于工作状态，易造成内部电路损坏，加热装置故 障。同时， 对配用加热板功率较大的系统，由于负 载电流过大，超过温控仪的承受极限，则在短时间 ( 1 0 2 0 天) 运行后也会造成温控仪烧损，加热装 置故障。 2 2 温控仪短路引起交流系统故障 少部分温控仪在 长期运行后 内部 电路首先损 坏 ； 但由于其损坏部位不 同，造成输出接点不能断 开或输出接点短路 ，直接造成跳开交流空开 。当配 用保险丝不合适时，会造成跳开上一级交流电源。 部分严重损坏的温控仪还会导致温控仪二次接线短 路、起火等故障。 2 3 密度继电器过补偿误发信号 目前S F 开关使用的密度继电器均有温度补偿 功能，可将压力显示补偿至 2 0时指示。当环境 温度高时，其密度继电器显示 S F 气体压力较实际 压力低 ； 温度低时，显示压力较实际压力高 ，则通 过内部金属片热膨胀实现补偿功能。 但是，当开关只有 l 块加热板与温控仪同时装 设于机构箱内时，如果环境温度较低 ，开关本体温 度低，S F 气体实际压力较平常低； 而机构箱内由 于加热原因，温度较高 ，密度继电器感应到的温度 高，其补偿功能使显示压力继续下降，导致继电器 接点闭合 ，误发 “ S F 压力低”信号 ，严重时甚至 会闭锁开关动作 。 2 4 温控仪温度 、湿度感应探头损坏 不 同温控仪的感应探头设计完全不同，常见的 有感应探头与温控仪集成一体式 ，单独装设温度感 应探头 ，装设温度 、湿度 2个探头这 3种形式。当 感应条件符合时，即开始启动加热装置，如果温控 仪温度、湿度探头接点损坏，则不能及时启动加热 或加热不能切断。 3 加热装置故障引起的开关故障实例 ( 1 )2 0 1 1 年 1 月 ，某供电公司在 1 个月内出现 2 起 3 5 k V开关拒动故障，烧毁线圈。现场检查后 发现，开关机构各部件 、机构传动位置均完好 ，但 加热装置不能启动。检查加热装置发现，其机构润 滑脂已完全凝固，同时手动试验分、合闸操作均能 正确完成，判断为传动部件卡涩造成拒动并烧毁线 圈。随即更换温控仪 ，恢复加热 1 h后，电动操作 J 开关，动作正常，故障处理结束。 ( 2 )1 1 0k V某变 电站运 行 3 5 k V L W8 - 4 0 5 型开 关 6台，采用 YXL -1 0 0S F 型 S F 气体压 力 密度继电器，额定 S F 气体压力 0 4 5 MP a ，报警 气体压力 0 4 2 MP a ，闭锁气体压力 0 4 0 MP a 。 自 投运 以来 ，每年冬季均会发出 “ 开关 S F 压力低” 信号。首次进行设备检漏后 ，未发现漏气点，判定 为密度继 电器过补偿造成误发信号。同样现象在公 司所辖其他 l 1 0 k V变电站中也有出现。 ( 3 )某 l 1 0 k V变电站，2 0 0 9 年冬季发生一起 交流电源分段开关跳开，导致一段母线上 8 台开关 加热装置停运的事故。经查找，故障原因为该段母 线 的一台开关温控仪严重损坏、内部短路 ；同时， 其交流电源为低压刀闸控制，保险丝配用过大，未 及时熔断，导致跳开上一级空气开关 ，使整段母线 的开关加热电源被切断。 ( 4 )部分开关机构箱密封不严时 ，若加热装置 不能及时投入驱潮，则内部二次端子 、螺丝会 出现 锈蚀、接地现象 ，严重时甚至会出现短路现象 。 4 加热装置改造思路 要解决密度继 电器过补偿 、误发信号的问题 ， 应对加热装置进行改造 。 ( 1 )要求加热装置能及时、稳定启动，又要保 持开关机构箱与本体温差不是太大 ，或使机构箱、 本体同时被加热。 ( 2 )要求加热装置不但能及时启动，还能在规 定条件下切断。温控仪停止温度不能太高，加热装 置可以频繁启动， 尽量避免长时间持续加热的状况。 ( 3 ) 考虑到冬季极端天气时 ( 气温长期处于 0 以下 ) ，加热装置需长期运行，要 求温控仪 、加热 板等装置部件能够满足长期投入、 运行稳定的条件， 产品质量应合格。 ( 4 )温控仪作为易损部件，经常会 出现故 障， 要求其价格较低，在更换时不需设备停电，且操作 简单 、方便 。 5 改造方法 ( 1 )只在机构箱内装设有加热板的情况。由于 机构箱内密度继电器感应温度与本体温度相差较 一 一 J 电 力 安 全 技 术 第 1 4 卷( 2 0 1 2 年 第1 O 期) 大，会出现过补偿误发信号的现象。可采用在其传 动箱 内增加加热板，使开关机构、本体 内外温度在 加热时基本平衡的方法加以解决。 ( 2 )根据改造思路及实际需要 ，进行温控仪设 备选型。温控仪要达到以下要求 ： 温度设定为 0 l 0 ； 长期加热负载功率为 7 51 5 0 W ； 结构简单 ，采用控制、感应一体化设计 ； 采用拔插式安装方式，更换方便。 通过 比较，确定 T S AC -I 型温控仪为选定改 造设备。该温控仪同时具备温度、湿度 2 种感应方 式，能根据不同需要启动。且接线简单 ，安装、更 换方便 。 ( 3 )选定设备后 ，随即进行加热装置改造。 对不需停电即可改造的开关，更换温控仪 ， 改接接线。 对部分开关，如 L Wl 6 4 0 5型等，其安 装位置在机构箱顶部 ，打开机构箱顶盖时，安全距 离不够，则应结合设备停电，逐步进行。 将控制交流 电源的刀闸，统一更换为带过 流保护 ( 5 A) 的空气开关。 限定加热板功率为 21 0 0 W ，以保证长期 投入加热时温控仪不至过负荷损坏 。 ( 4 )制定加热装置管理制度。 定期检查。要求每星期检查温控仪 电源是 否正常 ，驱潮 、加热是否正确投入 。 定期切换。要求冬季长期投入，其他季节 只在凝露、结霜、雨后等空气湿度大时投入，平常 气温高、天气睛好时断开。 冬季密度继 电器发低气压信号时，首先检 查加热装置是否完好 ，确定投退后再做处理。 冬季加热装置长期投入时，提高检查频率， 及时发现故障。 6 改造效果 ( 1 )对曾规律性误发 “ S F 气压低” 信号的开关 ， 在传动箱加装加热板后 ，未出现误发信号现象。 ( 2 )改造完成后 ，加热装置投入率达到 1 0 0， 开关动作未 出现卡涩、卡滞现象。 ( 3 )加热装置出现故障时能够及 时发现 ，更换 温控仪时不需要一次设备停 电，更换步骤由以前的 查找接线一变更接线一更换 ，转变为简单的拔、插 方式，在 5 mi n内即可完成 ，大大减少了工作量。 ( 4 )执行定期切换制度后，机构箱内的接线端 子、螺丝表面干燥 ，设备各部位无凝露 、结霜现象， 有效地避免了二次接线的外部故障。 综上所述 ， 通过对 S F 断路器加热装置的改造 ， 处理了长期存在的设备隐患 ，提高了设备可用率及 可靠率，取得了良好的效果 ；同时，减少了检修人 员的工作量 ，改造效果令人满意。 ( 收稿时间： 2 0 1 2 -0 5 - 2 2 ) 电监会 ： 严控电力企业节能降耗指标 从国家电力监管委员会获悉 ， 电力企业节能降耗主要指标的监管评价 将于 2 0 1 2 -l 1 - 0 1 起 实施，从发电标准煤耗、供电标准煤耗、电网综合线损率等方面严控电力企业能耗损失和电力生 产输送成本 ，推进低碳电力发展 。 近年来 ，电力行业通过结构调整、技术改造等，加快节能减排。2 0 0 0 - 2 0 1 1 年 ，我国发 电企 业供 电煤耗 已从 3 9 2 g k Wh下降到 3 2 9 g k Wh，但与 日本 、德国等国家约 3 0 0 g k Wh的供 电煤 耗相 比仍有差距。 为促进 电力企业降低能源消