探析变电检修中SF6开关常见故障与解决方案

国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司 何 壮 曹 凯

对于电力系统来说，随着科学技术的不断创新与发展，传统的开关已经无法满足时代需求，所以对电力系统的开关进行升级改造迫在眉睫。而SF6开关作为一种新型开关设备，不仅具有非常稳定的保护性能，也能满足用户的用电需求，提高变电设备的运行效率。因此，在变电检修过程中，对SF6开关的常见问题进行分析，并提出针对性的维护方法，以保障SF6的运行稳定性，是本文重点分析的问题。

1.1 特点分析

从SF6开关的工作内容进行分析，其主要是对气体进行合理应用，也可以作为绝缘介质进行应用。SF6开关的特点表现为以下两点：一是在正式工作开展过程中，SF6气体作为一种强混合气体，与其他自由电子进行碰撞之后，能够达到100%混合的效果；
二是在转换过程中，SF6气体在外界因素的影响下，具有减少负离子电导率的作用，能够增加电弧的介电强度和自身速度。

SF6开关在使用过程中有以下几点优点：一是SF6开关主要对高质量弹簧机进行控制，具有减少开关功率容量的作用，能够增加工作中的速度；
二是能够有效提高维护保养工作的便利性；
三是由于断路器中存在较高的电流压力，灭弧时间很短，此开关能够减少空间利用率和占地面积；
四是SF6开关维护保质时期较长，可减少维护检查的次数。

1.2 技术原理

在开展变电站维护工作过程中，仅通过肉眼无法直观地看出SF6开关中的故障。因此，为了提高故障检查效率，采用故障诊断技术进行检测工作是十分必要的。对SF6故障进行诊断过程中，会通过使用专门进行诊断的设备对开关检测情况进行收集。另外，在电力专业不断发展过程中，由于不断的资金、时间、人力、物力的投入，很多与电力相关的技术与设备都得到了升级与创新，当前可以使用先进的诊断技术对设备开展检测工作。此外，也可以对设备的具体情况进行科学分析，最终得到的检查结果也是十分可靠的。从当前电力系统故障检修的实际情况来看，整个过程投入的检修成本非常高，所以如果能够提前预防或者及时发现设备问题，对设备实施有效的预防和维护措施，那么不仅能够减少抢修成本，也能增加供电过程的安全性。

2.1 气体泄漏问题

从SF6开关使用的实际情况来看，在SF6开关安装到位之后，由于长期的运行，容易遭到外部因素的破坏。例如，维修过程中使用的维修方法不规范，极易造成SF6开关的外部结构出现老化严重问题，无法起到对开关内部其他元件的保护作用，这在一定程度上会使设备受到损伤和腐蚀的影响。而且如果受到外力冲击，那么SF6开关的外壳首先会被损坏，造成整个开关出现漏气情况，从而降低开关内压。因此，必须要求负责维修工作人员每隔一段时间就要对SF6开关的外部情况进行严格的检查和维护工作。同时，也需要每隔一段时间对SF6开关的重要内部构件进行润滑操作，能有效提高SF6开关的使用时间。

2.2 开关绝缘问题

对于SF6开关来说，通过使用密封圈对SF6开关中存在的气孔进行密封，能够发挥绝缘的作用。但是市场上的部分开关采用不锈钢焊接的方法实现密封作用。由于密封柜也能够通过多种密封手段进行密封，且密封手段多种多样，所以需要使用具有针对性的密封装置，才能达到良好的密封效果。在SF6开关开启之后，开关内部组成部件所拥有的绝缘性能的好坏能够直接反映SF6开关的实际应用性能。如果SF6开关没有足够稳定的绝缘性能，那么就会对整个开关保持安全稳定的运行过程产生不利的影响，最终造成SF6开关的压力无法控制，更甚者SF6开关可能会出现局部放电的现象，严重干扰电力系统的安全运行，最终带来SF6开关被损毁的结果。由此可见，采用有效的措施，保证SF6开关一直处于稳定安全的运行状态，是确保电路安全运行的重点。FLN36-12六氟化硫负荷开关SF6气体绝缘图如图1所示。

图1 FLN36-12六氟化硫负荷开关SF6气体绝缘图

2.3 气体性能问题

SF6开关处于正常的运行状态时，整个启动和运行环境中通常都会出现SF6气体，这种气体表现为吸水性强的特点，容易在温度的作用下造成SF6开关表面出现冷凝的情况，极易使SF6开关表面发生闪络问题，给SF6开关保持安全的运行产生严重影响。此外，SF6开关运行中产生的气体也会在运行环境满足一定条件时出现化学反应，并且生成具有腐蚀性的气体，同时整个反应过程会伴随着高温现象。而且这种气体能够腐蚀铝材，造成的腐蚀情况非常严重。因此，如果不采用科学有效的方法对SF6气体进行处理，有可能会对SF6开关的结构产生腐蚀问题，从而降低了SF6开关的运行稳定性。

在开展变电检修工作时，必须按照相关要求以及安排专业的人员采取专业的维护和保养手段，对SF6开关进行检修工作，具体操作过程可从以下几方面着手进行。

第一，负责维修岗位的工作人员本身必须具有足够的岗位执行能力，充分了解SF6开关的相关理论以及拥有非常丰富的检修经验，使其能够在进行SF6开关的检修工作过程中，严格按照相关理论依据和检查原则，对每个组成开关进行仔细的检查。并且能够根据自身以往的检修经验以及理论知识，对外部结构进行观察，查看各个组成零件是否发生损失或者被侵蚀的情况，一旦发生不良问题，则必须进行相关位置零件的更换和养护零件的操作。

第二，在对SF6开关进行运输操作和安装操作过程中，必须确保整个运输过程的稳定性[1]。在进行具体的安装操作时，对于SF6开关的核心零件，需要根据规定的操作要求完成整个安装流程，以确保整个设备不会出现失效的问题

第三，必须要采取合理的措施保护SF6开关的外部结构，保证SF6开关在应用过程中，不会被外界物体碰撞，且不会出现气体泄漏的现象，有效地提高SF6开关的应用效率和质量。

为了保证所开展的SF6开关维护工作的顺利进行，要求技术人员必须全面掌握SF6开关的内部构造，只有这样才能保证维护工作的可操作性，否则会产生时间、资金方面的多余消耗，SF6开关内部构造图如图2所示。

图2 SF6内部构造图

3.1 气体处理问题

由于SF6气体在发生外泄情况之后，可能会造成一些不稳定的因素，带来后续一系列麻烦的后果，所以必须通过严格的气体检验，保证SF6不会发生气体泄漏问题。在对相关数据进行研究和分析之后发现，SF6开关的机器焊接口容易出现气体泄露问题。但是由于焊接口是通过密闭圈与焊接技术与对应的管道进行连接，如果整个操作过程中进行焊接工作的技术水平较差，所使用的密封圈的材质差，那么经过长期使用，焊接口极其容易出现损毁现象，最终对SF6开关的密闭性能产生影响，导致SF6气体发生泄漏的情况，使得设备无法正常工作，给电力系统保持正常的供应状态带来不利影响。

针对气体泄漏开展检测工作过程中，为了进一步提高检测过程的准确性，技术人员必须使用专门的检测仪器检测气体含量。在使用仪器时，技术人员需要按照仪器的操作流程有序执行[2]。如果确定出现气体泄漏情况，那么技术人员需要及时组织并安排所处空间内的工作人员进行有序撤离，并且在保证安全的情况下，对SF6开关做好维修工作。在此过程中，无论是负责检测工作的人员，还是负责维修工作人员，都需要按照检测结果穿戴防护服，对所处空间内的气体进行净化操作，以防止气体被吸入人体产生危害。

在开展检测试验工作之前，负责检测岗位的工作人员必须对周边环境进行提前检测，打开门窗检测环境，保证空气中的含氧量高于18%。在正式进行检测工作时，不仅要按照相关理论以及规定操作严格执行，也要按照具体情况全面检测设备。除此之外，也需要对专业检查设备的探头进行定期替换操作。需要注意的是，为了保证检测设备的准确度以及完整性，其高浓度的SF6气体环境中的停留时间需要控制在要求范围之内。如果在检验工作中发现相关设备的指针拉满刻度线，并同时发出警报声，那么检测人员必须立即移开探针，并将其放置在规定的清洁区域。

3.2 含水量问题

对于电力系统中的SF6开关来说，国家以及行业规范中对其含水量有明确规定，所以必须确保SF6开关的含水量始终处于要求范围之内。如果水分含量过高，会破坏SF6外部的绝缘体，从而出现高压问题，可能会造成电路发生频繁闪络现象。这主要与空气中的水分会不断聚集在SF6开关的外部结构上有关，干扰了SF6开关内部的电流和离子的流动情况，这在一定程度上降低了整个开关运行的安全程度，更严重者可能会发生爆炸现象，不利于变电检修工作的进行。与此同时，由于SF6开关内部充满了SF6气体，所以如果发生水分含量过高或者气体泄漏的现象，那么整个开关会释放有害气体，不仅会影响SF6开关周围的人工作人员的人身安全，也会出现污染环境的情况，从而产生一系列不良的后果，增加了整个维护工作的经济成本。因此，在开展SF6开关的维护工作过程中，必须重视含水量问题，当前较为常见的处理技术基本有以下两个步骤。

第一，清理SF6开关的内部零件以及外部结构，确保每一个组成零件的洁净状态，避免由于零件被污染而影响SF6开关的运营效果，以及进一步提高SF6开关运行过程中的安全性。第二，检测SF6开关运行环境中的含水量，并检查含水量是否处于行业规定范围，若不符合要求，则需要采取干燥处理措施，主要流程是对SF6开关的运行环境进行气体抽取，并灌入高浓度纯氮气，从而达到对整个环境的干燥效果。

3.3 预防性检测

为了确保SF6开关始终处于正常运行状态，不仅需要对其做好安装时检验工作，也要根据其现阶段的使用情况，做好预防性检验工作。通过模拟技术预判其后续运营状态，保证SF6开关始终处于应用有效性状态，并提高其使用时间，预防性检测包括以下两点。第一，相关技术人员需要每隔一段时间对SF6开关内部的含水量以及绝缘性做好检测工作，保证外部结构的完整性，防止发生气体泄漏情况。第二，在对SF6开关实施维护措施时，必须做好其内部组成零件的养护工作，如果发现内部零件出现老化或者破损的情况，必须及时更换出现问题的零件，有效保障SF6开关的使用效率，只有这样才能使得SF6开关在电力系统中充分发挥作用。

综上所述，SF6开关是我国现阶段电力系统中的重点组成设备之一，直接影响整个电力系统运行的稳定性，也是变电开展检修工作的关键。因此，相关技术人员必须做好对SF6开关的检修和维护工作，并不断对此方面的检修技术进行升级，有效扩大SF6开关的应用范围。在对SF6开关进行检修过程中。技术人员必须要精准测量SF6气体的含量以及SF6开关的运行情况，做好安全隐患排查工作，提高SF6开关的运行效率，以确保电力系统始终处于安全运行的状态。

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