断路器运行维护及故障处理(二).doc

断路器运行维护及故障处理（二）SF6断路器及GIS配电装置的运行维护及故障处理一、 SF6断路器及GIS配电装置运行中的巡视检查（一）SF6断路器的巡视检查（1）检查SF6气体压力是否保持在额定压力，如压力下降即表明漏气现象，应及时查出泄漏位置并进行消除，否则将危及人身及设备安全。（2）检查外部瓷件有无破损、裂纹和严重污秽现象。（3）检查接触端子有无发热现象，如有即应停电退出，进行消除后方可继续运行。（4）在投入前应检查操作机构是否灵活，分、合闸指示及红绿灯信号是否正确。（5）运行中应严格防止潮气进入断路器内部，以免由于电弧产生的氟化物和硫化物与水作用对断路器结构材料产生腐蚀。（二）GIS设备的巡视检查用SF6气体绝缘的设备可免除外界环境，诸如温度、湿度及大气污染等因素的影响，并能保持设备在良好的条件下运行。这是由于SF6气体具备了优良的绝缘和灭弧性能。其触头和其他零部件的使用寿命更长，结构更简单，机构部分的协调性和可靠性更高。显然SF6气体绝缘设备较一般通用电气设备的各方面特性都优越很多，一般情况下，设备无需修理，并具有检修周期长的特点。GIS巡视检查的目的是保护SF6气体绝缘设备及其他附属设备的性能以及预防故障发生。从SF6全封闭组合电器的结构特征出发，其检查要点就是通过SF6气体的压力和人的各种直接感觉来发现金属罐内部主回路的异常情况。另外，操作机构和金属罐外部结构件的检查要点与非SF6气体绝缘的电器相同。1、SF6气体的压力维持和控制SF6全封闭组合电器中气体的压力是非常重要的。因此，设备带有温度补偿的压力开关对SF6气体压力进行自动监视，还可通过压力表进行辅助监视。由于定期地监视SF6气体压力，就有可能在温度补偿式压力开关发出警报以前发现漏气的征兆。2、异常声音以压缩空气操作机构的漏气声音，压气机、电动机待辅机不正常旋转的声音作为预定检查的项目，这与其他机器是相同的。一旦在金属罐内主回路中出现不正常的局部放电时，就能听到通过SF6气体、金属罐壁中传出来的、具有某种特征的声音。此外，由于电流通过内部导体产生的电磁力、静电力而出现的微振动、螺母松动等不正常情况，都可从金属罐中传出的声音变化反映出来。3、发热、异臭万一带电的内部导体接触不正常，将会在不正常部位附近的金属罐上出现发热现象。当操作机构的控制继电器、电动机等出现发热、异常气味时，检查要点与其他设备相同。4、生锈生锈表明沾水，还要考虑会发展成为被腐蚀、滑动不灵、接触不良的情况。金属罐法兰连接部分、露在外面的连接导体或操作机构部件等都是需要检查、预防生锈的部件。5、其他结构的目测检查检查组合电器的操作机构，联结机构的轴销、弹簧挡圈、开口销有无损伤，有无漏气、漏油的痕迹，连杆有无变形，水是否渗入外壳，结构件有无变形，漆层有无剥落等方面，其检查要点与其他电力设备相同。SF6全封闭电器独特的结构部分有压力表、温度补偿压力开关、法兰绝缘装配、外部连接导体、SF6管道系统、阀门，应通过目测检查这些部件有无损伤。巡视检查内容见表面1GIS设备定期检查和检修的项目和周期见表2所示表1 SF6气体绝缘设备巡视检查项目及要求检查项目检查内容及技术要求备注外观检查（1）操作次数指示器，分合闸指示灯的指示应正常与设备状态一致（2）有无异常响声或气味发出（3）接头处是否有过热而变色采用红外测温仪或红外成像仪检测（4）瓷套管有否爆裂、损伤或玷污情况（5）接地的支架外壳有否损伤或锈蚀操作装置和控制屏（1）压力表（SF6）气体压缩空气）的指示是否正常通过对操作箱和对控制屏的观察检查（2）空气压缩机操作仪表指示是否正常通过正面观察检查空气泄漏空气系统是否有漏气的声响通过听、看等方法检查排水对气罐与管道进行排水表2 GIS设备定期检查项目及周期定期检查项目投入36月后3年1次10年1次SF6含水量SF6气压加热系统油压机构密封情况断路器紧固情况液压操作机构的油位汇控柜和端子箱上的密封圈SF6温度补偿压力开关蓄压筒预充压力油压信号传感器断路器运行情况隔离开关和接地开关运行检查指示装置低压端子紧固情况就地操作机构，继电器安置等清洁排风系统格栅换油压回路的过滤芯换油压机构的油润滑隔离开关、接地开关的直角传动杆清洁出线套管上述表格为一般规定，随着设备及技术规范的更新，应以新规范为准。当GIS断路器累计分合30004000次或累计开断电流4MA以上时，检查1次其动静耐弧触头，一般需运行20年及以上时才会达到上述数字。当GIS隔离开关和接地开关分合闸3000次以上时，应检查其磨损情况。而GIS装置的第一次解体大修一般需在运行20年后进行或GIS事故后进行。（三）SF6断路器的漏泄管理现场使用的国产LW3-10系列的产品，只要运行12年以上，SF6气体泄漏问题是普遍现象。为此，在现场运行规程中重申，运行中的SF6断路器每隔6个月（择最低温度下）要现场检漏一次，折算年漏气率在3%以下为正常，超过5%视为一般缺陷需加强泄漏监督，超过20%的退出运行，大修或给厂家退货。 由于现场尚无精度较高的检漏设备，所以通常是依靠观测SF6断路器气室的压力表来判断。SF6的年漏气率计算： 年漏气率%=前一次观测密度值-后一次观测密度值）/前一次观测密度值*12个月/观测周期（月）*100% （四）GIS中气体密度的监测 在GIS中，SF6的绝缘强度及灭弧能力均取决于SF6气体的密度，若SF6气体密度降低，则GIS的耐压强底降低，不能承受允许过电压，断路器的开断容量下降，达不到铭牌参数，大量的泄漏气会使水分进入GIS本体中，气体中微水含量将大幅上升，从而导致耐压强度进一步下降和有害副产物的增加。 目前，国内外GIS的年漏气一般定为小于1%。运行中SF6的密度监测至关重要，常用的监测方法有： （1）压力表监测。GIS各气隔一般均装有压力表，在运行中可直观地监视气体的压力变化。当然一些公司为减少漏气点而采用不装压力表的方式，但在运行中应定期测定气隔压力，平均压力是否正常。（气隔指的是气体隔断，在我公司装有GIS的瓦屋山，一般一个断路器、PT、出线及母线均为一个单独气隔断）。 （2）密度继电器监视。当气体泄漏时，先发出补气信号，如不及时对气隔进行补气，继续泄漏，则进一步对断路器分闸闭锁，并发闭锁信号。 （五）GIS的检漏 1、定性检漏定性检漏只作为判断GIS泄漏率的要对程度，而不测量其具体泄漏率。定性检漏的方法有：（1）抽真空检漏。这种方法主要是用于GIS安装或解体大修后配合抽真空干燥设备时时行。先将GIS抽真空至132MPa，维持30min，然后停泵，30min后读取真空度A，再静置5h读取真空度B，如果B-A132Pa，初步认为密封性能良好。（2）用肥皂泡检漏，这是一种简单的定性检漏方法，能较准确地发现漏气点。（3）检仪检漏。运行中GOS可直接用检漏仪对怀疑漏气的部位进行检漏。 2、定量检漏定量检漏就是测定GIS的泄漏率，以便采取相应措施。其方法有：（1）挂瓶检漏。用软胶管连接检漏孔和挂瓶，经过一定时间后，测量瓶内气体的浓度，通过计算确定相对泄漏率。此方法只适用于法兰面有双道密封槽的场合。（2）扣罩法检漏。用塑料罩将GIS封罩在内，经一定时间后，测试罩内泄漏气体的浓度，通过计算确定相对泄漏率。扣罩前应吹净待测设备周围残留的SF6气体，扣罩时间一般为24h，然后视设备大小，测试26点，求取罩内SF6气体的平均浓度，以便计算。（3）局部包扎法检漏。设备局部用塑料薄膜包扎，经一定时间后测量包扎腔内气体浓度，再通过计算确定相对泄漏率，一般24h后进行包扎腔内气体浓度的测量。（六）微水测定1、SF6断路器微水测定SF6断路器气体中水分的存在不仅影响灭弧和绝缘性能，且低温运行时极易结露引起SF6断路器的事故。再者，水分的存在使得SF6气体受电弧分解时生气大量有毒的氟化物气体，威胁人体健康。因此，运行中SF6气体含水量的体积分数不能超过300*10-6。SF6断路器内部水分的主要来源有：（1） SF6新气中含有的水分，含量不超过8ppm。（2） 设备组装时进入的水分。（3） 固体绝缘物件中释放出来的水分。（4） 运行中透过密封件渗入的水分。（5） 运行中多次补气，测试过程中进入的水分。（6） 气室内吸附剂失效。2、GIS微水含量检测一般使用专用的电解温度计，如贝克曼温度计，使需分析的气体的一部分流过仪器来测其含水量，测得的读数以测量时环境温度下，水与气体容积的百万分之一表示。气隔内允许的含水量的限度以20时的数值表示，一般厂家均提供不同温度的含水量曲线，当测量的数值低于曲线所允许的含水量时，则认为合格。GIS的含水量在设备安装之后测得的数值一般很小，运行几个月之后复测，一般都有较大升高，半年以后趋于稳定，只要半年以后的含水量不超标，则GIS可稳定运行相当长进间，除GIS发生大的泄漏和故障。SF6气体中微水测试的方法很多，其重量法相对有效，现场测试受环境温度、接口、连接管路、操作方法以等因素影响很大，尤其是测试用的连接管路应采用不锈钢或聚氯乙烯管并尽可能的短，使用前应用电热风吹干和用纯净的氮气吹滤充分干净后方可使用。二、SF6断路器故障处理（一）户外六氟化硫开关SF6气压降低的处理利用SF6气体密度继电器（气体温度补偿压力开关）监视气体压力的变化。当SF6气体下降至第一报警值时，密度继电器动作，报出补气压力信号。当SF6气压下降至第二报警值时，密度继电器动作，报出闭锁压力信号，同时把开关的跳合闸回路断开，实现分、合闭锁。纯净的SF6气体，是无色、无味、无毒、化学性很稳定的气体。在开关内的SF6气体，经电弧分解（特别是有潮气）后，会产生许多有毒、具有腐蚀性的气体和固体分解物。这些产物，不仅影响到设备的性能，而且危及运行、检修人员的安全。处理漏气故障时，必须注意采取防护措施。运行中发生SF6气体泄漏，嗅到有强烈剌激性的气味，工作人员必须穿戴防护用具。包括工作手套、工作鞋、护目镜、密封式工作服、防毒面具等，应根据工作条件使用。还应注意，工作现场不许抽烟。工作中若发生流泪、流鼻涕、咽喉中的热辣感、发音嘶哑、头晕以及胸闷、恶心、颈部不适等中毒症状，应迅速离开现场，到空气新鲜处休息，必要时，应经医生治疗。1、 密度继电器动作报出补气压力信号 （1）及时检查压力表指示，检查信号报出是否正确，是否漏气。运行中，在同一温度下，相邻两次记录的压力值，相差（0.10.3)*105Pa时，可能有漏气，有条件的可用检漏仪器检查。检查的时候，如感觉有刺激性气味、自感不适，应立即离开现场10米以外。必须做好防护后才能重新进入现场。 （2）如果检查没有漏气现象，属于长时间运行中气压正常下降。应汇报上级，由专业人员带电补气。补气以后，继续监视气压。 （3）如果检查有漏气现象，应汇报调度，及时转移负荷或倒运行方式，将故障开关停电（前提是该开关SF6气压还能保证正常灭弧）检查。2、密度继电器动作报出闭锁压力信号SF6气体闭锁压力信号报出，气体压力下降较多，就说明有漏气现像。开关跳合闸回路已被闭锁。一般情况下，报出闭锁压力信号之前，应先报出补气压力信号，检查有漏气现象，应迅速采取措施。（1） 先拔掉开关的操作保险（断开控制电源），以防止万一闭锁不可靠，开关跳闸时不能灭弧。（2） 汇报调度和有关上级。（3） 尽快用专用闭锁工具，将开关的传动机构卡死。此时，可以再装上操作保险（合上操作电源），万一线路上有故障时，开关的失灵保护启动路仍可以起作用。（4） 立即转移负荷，利用倒运行方式的方法，将故障开关停电处理漏气点并补气。（5） 无法倒运行方式时，应将负荷转移。开关只能在不带电情况下断开，然后停电检修。大量的SF6气体泄漏，运行人员在设备附近检查、操作、布置安全措施以后，应将防护用具清洗干净，人员要洗手或洗澡。在时行上述工作、操作、检查和清洗防护用具时，必须有监护人在场。（二）SF6断路器微水超标处理SF6断路器中SF6气体水分含量过高，不仅使SF6气体放电或产生热分离，而且有可能与SF6气体中低氟化物反应产生氢氟酸，影响设备的绝缘和灭弧能力，同时，在气温降到0左右时，SF6气体中的水蒸气气压超过此温度的饱和蒸气压，则会变成凝结水，附在绝缘物表面，使绝缘物表面绝缘能力下降，从而导致内部沿面闪络造成事故。下面介绍微水超标的原因、检测和防止方法。1、产生微水超标原因（1）SF6气体存放方法不当，出厂时带有水分。（2）断路器器壁和固体绝缘材料析出水分。（3）工艺不当，充气时气瓶未倒立，管路，接口未干燥，装配时暴露时间过长。（4）环境温度高，空气湿度大。（5）人为因素，如工艺掌握不熟练，责任心不强等。2、微水超标检测（1）含量超标。部颁规定一般断路器中SF6气体微水含量的体积分数不得超过1.5*10-4，运行中的SF6断路器不得超过3*10-4（20时）。（2）检测周期。一般情况下，应每年检测一次。断路器无渗漏，可2年检查一次。如发现断路器漏气过多，则应在对断路器补气前，检查水分含量。（3）检测方法。用管路将断路器内的SF6气体经减压和流量调节阀接入微水测定仪上。一般应调节流量为100ml/min。流量不准将影响测量结果；连接管道和减压、调节阀应进行干燥。3、处理方法（1）固体绝缘材料及内壁析出水分。在工作缸上法兰盘处加装一套分子筛和更新三连箱内分子筛，以随时吸收析出的水分。（2）充气补气时接口管路带入水分。在使用前用合格的高纯氮气冲管路及接口，以带走接口及管路水分。（3）人员责任心不强，对微水超标的危害性认识不清。加强敬业爱岗教育和讲解微水超标对设备、人身的危害，以杜绝人为失误。SF6断路器本体部分故障处理常见故障故障原因处理方法泄 漏（1）密封面紧固螺栓松动（2）焊缝渗漏（3）压力表渗漏（4）瓷套管破损（1）紧固螺栓或更换密封件（2）补焊、刷漆（3）更换压力表（4）退还厂方更换新瓷套管绝缘不良，放电闪络（1） 瓷套管污秽较多或有其他异物（2） 瓷套管炸裂或绝缘不良（1） 清理污秽及其他异物（2） 更换合格瓷套管本体内部卡死，某相完全不能动作多数是绝缘拨叉脱落或断裂所致退还厂方，或由厂方解体检修分、合闸动作电压不符合要求（1）测量或接线问题（2）电磁铁本身的问题（1）测量或接线要正确，尽量选用电压源进行测量。（2）检查静铁芯与动铁芯之间距离，检查电磁铁芯动作是否灵活，合闸电磁铁有无卡住现象；分、合电磁铁型号是否与操作电压匹配；操作回路在是否有虚接现象。同期不合格（1） 管路存在气体（2） 工作缸起动慢（3） 合闸时间长，辅助储压器中没有氮气（1） 进行排气（2） 检修工作缸（3） 对辅助储压器充氮气测量出的断口示波线有干扰等问题（1） 测量中接线不牢靠（2） 测量时使用的电池电压不足（3） 示波器的振子损坏定径孔尺寸不对。（1） 将测量接线接牢靠（2） 更换电池（3） 更换振子金属短接时间调整金属短接时间短，定径孔偏大金属短接时间长，定径孔偏小合闸电阻示波图为一直线（1） 接线不牢固（2） 五联箱中大连板是否断裂（1） 检查接线（2） 检查五联箱中大连板合闸电阻值偏小接线问题重新接线即可分合闸速度过低（高）（1） 储压器预压力偏低（高）（2） 定径孔太小（大）（3） 环境温度影响（1） 检查原因，修理储压器（2） 适当扩大（小）（3） 当低温时，应投入加热器动作时间过大（1） 一级阀顶杆空程太小（2） 管道内有气体（3） 一级阀顶杆有卡住现象（1） 调整至规定值（2） 应排气（3） 修正或更换零件三、GIS配电装置故障（一）SF6发生漏气时的处理断定有SF6漏气倾向时应采取下述措施：（1） 根据SF6的漏气速度，采取应取应急补充该气体措施（参照使用说明书，可以一边继续运行，一边补充SF6气体）。（2） 查明漏气部位（除漏气部位在空气中引出线附近外，都可以一边继续运行，一边查明漏气部位）。（3） 安排是计划停电，修复漏气部位。断定SF6有漏气或查明漏气部位时，应同制造厂联系，安排修理。（二）检查SF6漏气部位的方法（1）用发泡液的方法。（2）用SF6检漏仪的方法。当大量漏气达到能听到漏气声音的程度时，就没有必要再采用这些方法，可是，在般情况下，由于SF6气的漏气是微量的，按照方法（1）或者方法（1）和方法（2）进行检查。（1） 发泡液方法。这种方法是在气体密封部位涂上发泡液，此时如果发现气泡，就能查明漏气部位。大体上能发现0.1mj/min程度的漏气量。另外，必须考虑漏气途径，不仅仅限于SF6密封部位，还应检查紧固螺栓等部分。（2） 用SF6检漏仪的方法。本方法的特点是能够定量的测定，灵敏度高，适用性广。把SF6气体密封部分用乙烯密封袋包起来，测定漏到这一密封袋内SF6气体的浓度的方法，称为收集法。这一方法对极佩量漏气，或者在大风环境中检查安装在户外的SF6全封闭组合电器特别有效。SF6检漏仪的灵敏度约为千万分之五（体积比）。（三）异常声音处理巡视检查时听到的声音有电晕放电声、励磁声、辅助电动机转动声等，要像对漏气声那样，留神地辨别它们与正常状态不同的声音和音质特性的变化，或持续时间的变化，就可辨别有否异常声音。1、放电声音如果在金属罐内出现局部放电时就会发出“晰、晰”的声音（类似小雨落在金属罐上的声音）。由于局部放电声音的大小等于或低于基底燥音水平（4060分贝，A特性），并且放电声音的音质与基底噪音不同，所以能够判别出来。有的情况下可能耳朵不巾在金属罐壁上，就听不出来声音。由于放电声音微弱，分不清是在内部还是在外部放电，或对是否是放电声音有怀疑时，通过检测局部放电，或分析声音和用气相色谱仪分析气体，都可以检测判断内部的绝缘。明确断定是放电声音的情况下，应在停电后拆开进行内部检查。2、 励磁声音SF6全封闭组合电器的金属罐受到电磁力和静电力的作用而产生微小振动，通常能够听到励磁声音。如这一励磁声音与日常巡视时听到的声音不同时，说明存在螺栓松动等状态变化，这就需要检查。组合电器的励磁声音与变压器的励磁声音相似，是2倍工频的基波，即100HZ，120HZ。分相式SF6全封闭组合电器在相与相之间的空间内存在驻波，以2m左右的速度移动时，产生励磁声波的波峰和波谷。励磁声音就是由电磁力、静电力所引起的金属罐面振动、外罩振动、门振动或金属罐内部的部件振动而产生的可听见的声音。在这些振动中间，变换成声音效率较高的部分是薄板结构，而传播面积大的部分是门、外罩部分。因而，发现励磁声音不同于平常声音时，应该检查门、外罩等部分的螺栓紧固情况，并顺次探索低水平的声音。特别是门、外罩等薄板结构物，直径在数十厘米范围内、在100120HZ时共振，由于音质随着安装螺栓的紧固情况而变化，可以利用这一点来判断。还有，如果怀疑金属罐内部的部件有变化时，应估计到前项的电气故障（放电声音）会同时发生，进行测定局部放电等以检测判断内部绝缘，这将有助于对异常情况的判断。电压互感器、电流互感器、电磁接触器（交流接触器）的线圈，由于是利用其磁通特性工作的，也可能成励磁声音的起因，在探查励磁声音时也是一个检查点，不过以正常声音为基准，而声音变化作出判断仍然是重要的。可以利用噪音计、加速度计量测定这些励磁声音而不依靠听觉、触觉。另外，使用加速度传感器代替微音器也能够测定微弱回速度。（1）电磁力的发生。随着SF6全封闭组合电器的主回路接通电涌，在其周围按照毕奥-萨瓦定律产生磁场。这种磁场使金属罐、台轲等的钢铁励磁，并使它们相互之间反复吸引，引起频率为工频倍数的振动。例如，三相并列的导体，在相间距离20cm、导体通过电流1000A时，在导体间产生1kg/m2以下的电磁力。（2）静电力的发生。SF6全封闭组合电器的内部导体被加上电压，在内部导体和金属罐之间产生电场，由于二者之间的电场强度不同而产生静电力（库仑定律）。电场是按工频变化，而表电力的频率是工频的倍数。单相型的SF6全封闭组合电器的静电力大约是1kg/m2的程度。还有，SF6全封闭组合电器的金属罐内充满压力为5kg/cm2（=5*104kg/m2）左右的SF6气体，由于容器结构能忍受这一压力，所以不必担心上述的电磁力、静电力会影响其强度。（四）发热、异常气味在断定金属罐本体的温度上升的情况下，巡视检查中当然能够辨别金属罐上的热气、异常气味、扶手等温度的上升，这可通过金属罐的辐射热来感觉，但这种感受到通电电流和日照的影响很大，可能不易发现。发现温度上升不正常的状况，可能是内部主回路导体的接触不良。怀疑温度上升不正常时，应该使用温度计测定温度分布。目前可以使用红外成象仪，查明发热部位，把发热部位的温度上升值同出厂试验的数据比较，或者同其他相的温度上升值比较，判断有无不正常。怀疑内部导体有接触不良时，可在停电后测定主回路电阻，以判定接触状况。至于最高温升，标准外壳结构物的最高温升是70，法兰部分的O型密封圈和绝缘物质的最高温升是50（最高环境温度为+40时）。SF6全封闭组合电器是按照通过额定电流时温升低于上述值时行设计的，因为所通过电流的值对温升的影响很大。一般认为导体的温升同通电电流的1