高压断路器的故障检修及状态监测探究

作者:未知

  摘要:随着社会的进步与能源需要的不断扩大。电力已经成为我国能源消费最大份额之一。未来随着发输电技术的不断完善,电网规模也将与日俱增。所以相关线路的安全性与完备性需要特种设备和相关的保护装置进行预防。本文基于高压断路器的故障检修及状态监测方面展开相关探讨,在理论结合实际的前提下全方位展示易发故障的重要部位和常见的故障类型,为现场的维修工作提出参考意见。
  关键词:高压断路器;故障;检修;状态;监测
  1引言
  随着社会的进步与能源需求的不断扩大,电力已经成为我国能源消费最大份额之一。未来随着发输电技术的不断完善,电网规模也将与日俱增,因此相关线路的安全性与完备性需要特种设备和相关保护装置进行预防。高压断路器就是电力领域及其相关设计标准中不可或缺的典型保护设施,能在关键时刻预防关键回路防止恶性事故的发生。当前新的高压电网对断路器提出了更高的要求和稳定性,因此在断路器监测与故障处理方面则需要相关科研单位与电网公司共同研究。
  该方面虽然运用较广,但我國与国外相比研究深度和发展方向略微不同。在我国由于成本和国情的影响,其断路器仅仅为机械性元件,在故障检查和状态监测方面还较弱。本文基于高压断路器的故障检修及状态监测方面展开相关探讨,并在理论结合实际的前提下全方位展示易发故障的重要部位和常见的故障类型,为现场的维修工作提出参考意见。
  2高压断路器的组成结构及工作原理
  高压断路器主要由相关构件及其执行机械端组成。其工作的稳定性与正确性是保证电网安全的基础。如若将该部件进行功能化区分展示可以细分为导电部分、绝缘部分、接触系统、灭弧装置及操作系统。高压断路器是否正常工作主要取决机械部件在触发时的执行速度,因此机械部件的牢靠性与耐久性是评定设备好坏的关键。依据设备传动链基础机构区分主要有机构传动连杆、拐臂、主轴、绝缘推杆、三角拐臂和触头弹簧装置等。工作触发时利用绝缘拉杆、触头弹簧等部分同灭弧室的动导电杆连接操动机构,最终触发带动导电杆运动完成合、分闸操作。
  3高压断路器监测方法
  电力系统有着发电、变电、输配电等多个环节,如何做到电力供需保障前提下的平稳调峰,突发自然灾害或人为破坏影响下的故障评估与应急处理是电网部门需要注意的。而断路器作为直接保护电网平稳性与安全性的电气元器件之一有着不同的规格和不同的工作要求。其本质是人为精细维护下的安全生产,在此笔者根据多年工作经验,在断路器拒动、误动、绝缘、载流等典型故障指引下以数据发生量为基础整理方案。提出针对性与通用性的故障判断检测办法。在理论结合实际的前提下进行基础检测方案的提出,为同行提供参考意见。其具体细则如下:
  3.1基于多种参数的检测(行程-时间)
  行程时间特性曲线是表征高压断路器机械特性的重要参数,也是典型的闭合行程时间特性曲线。通过对行程时间特性曲线的综合分析及相关阐述,可以准确地得到其他机械动作的参数,包括动触头行程、动触头闭合、动触头刚性速度、分断动作的动作时间等。
  动触头是记录断路器通断动作的最直接的手段。目前工程上常用的是行程时间特性曲线线性光电编码器或增量式旋转光电编码器。在实际应用中,线性光电编码器安装在断路器直线运动的机械传导机构的连杆上,旋转光电编码器则安装在断路器机械操作机构的转轴上,采集传感器测量数据并分析行程时间特性曲线。与两种光电编码器相比,旋转式光电编码器具有重量轻、扭矩小、可靠性高等特点,具有更广泛的应用范围。行程时间检测方法利用断路器机构的运动轨迹对高压断路器的机械特性进行检测,但该方法所需信息较少,现场安装对试验结果的准确性影响较大。
  3.2进行人为分合闸线圈电流检测
  如果有电流通过通断线圈,电磁铁产生磁通量,断路器可以在电磁力的作用下完成通断操作。线圈中的电流波形能准确反映所控制的电磁铁、锁门及阀门的联锁触点的实际工作情况。通过监测开关线圈中电流随时间的连续变化,可以准确地得到二次运行回路的运行状态。通过分析开关线圈电流特性波形与铁心运动过程的对应关系,可以准确判断断路器操作机构的工作状态,包括开关速度、开关时间、开关时间等。
  该开关线圈电流检测方法的应用原理相对简单,能较好地实现对机械状态的在线监测。然而,它的应用缺陷如下:(1)电流信号采集环节受放电和磁场的影响较大,采用该方法实现在线监测需要具有良好效果的屏蔽装置。(2)故障类型有限。它主要反映集中在铁心上的机械故障,但不能反映其他机械故障。
  4高压断路器的故障处理对策
  (1)断路器分合闸失灵故障处理。①检查断路器控制回路及电机回路,检查各类闭锁继电器是否动作,是否存在误动等情况,一旦发现异常或故障,应及时查找原因并排除故障。②应检查直流电源,如有直流电压异常,应及时采取纠正措施,确保电压在规定值内。
  (2)断路器灭弧室内微水、组分超标处理。在SF6高压断路器本体机构内存放有专用干燥剂,定检工作中发现SF6微水含量超标且SF6气压未出现明显下降的情况,则应考虑灭弧室干燥剂是否存在问题。可采用干燥N2处理工艺,回收并干燥其内SF6气体,同时反复充入干燥N2进行机构内吸湿,再行回充微水达标的SF6气体。
  (3)SF6断路器本体严重漏气故障处理。如果SF6断路器本体有严重漏气问题,应立即断开开关的工作电源,并在手动操作手柄上挂上禁止操作的标签。同时,应及时向主管或调度汇报有关情况,并按指令隔离故障开关。同步使用SF6检漏仪检查断路器法兰连接面及表计本体等处是否存在松动情况,初步确认方位后可再行使用肥皂水或专用检漏液体及SF6成像仪进行精确漏点定位,后续根据现场实际情况选择带电补气堵漏或回收气体后焊接。
  (4)液压油渗漏。此类故障常见于HMB机构中的换向阀部位中,在进行操动机构开盖检查中,易发现高压油顺延主换向阀渗漏,常见原因分为换向阀内部密封垫圈封装工艺不良,导致橡胶垫圈被挤压过度造成液压油渗漏,或液压油中实体杂质较多。两种情况均需要更换换向阀并使用真空泵重新进行滤油操作。此外,电机偏心轮后的滤芯也应随之进行更换。
  5结语
  随着电网技术的革新与高压断路器操作运行水平的提升去,其恶性故障发生率有所降低。然而,由于电力系统中使用的高压断路器数量众多,传统的高压断路器计划维修方法维护其正常运行逐渐凸显出工作量大、成本高、维修不彻底等问题。已不能满足大型高压断路器安全稳定运行的要求。在此基础上,有必要根据实际设备实施高压断路器。运行状态在线监测可以实时掌握断路器的工作状态和故障部位,全面预防故障,促进安全生产。
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