发电厂电气检修中SF6断路器的特点及维护措施分析

何庆广

摘 要：文章分析了SF6断路器的基本情况与其在发电厂电气检修中的优势，阐述了在发电厂电气中SF6断路器的应用、检测中发现的故障，对发电厂电气检修中SF6断路器的故障进行研究。提出一些发电厂电气检修中SF6断路器的维护措施，希望能够为SF6断路器能安全使用提供精准的数据，为日常的SF6断路器维护工作提供参考依据，提高发电厂电气中SF6断路器的维护质量，延长SF6断路器在发电厂电气中的使用寿命。

关键词：电厂电气检修；SF6断路器；特点；维护措施

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）26-0082-03

随着我国社会经济的快速发展，电力系统取得飞速进展，人们越来越重视电力系统的运行质量。油断路器设备为适应电力系统的革新，使得旧式的油断路器已不能满足人们对电力系统的运行需求，因此，油断路器也在不断地改革。

灭弧气体是SF6断路器常使用的气体，这种气体对环境的适应能力、开端性能、载流能力都较强，且绝缘性能较好、体积小、分量较轻又有较高的耐电强度，自身的灭弧能力与其它的油断路器设备相比，优势显著。因此，SF6断路器以其特有的优势，被广泛应用于电力系统中，成为了目前电力系统中的中心设备。

SF6断路器的优点显著，但是由于其生产厂家过多，使其基本的构造有较大的差异。厂家、型号、电压不同的SF6断路器其使用的标准也各不相同，使其在安装、运行极其检修工作也有所不同，这无疑是加大了SF6断路器检测工作的难度和工作量，使SF6断路器在施工安装和日常的检修中有严重的影响，如检修人员无法对故障的SF6断路器中的问题做出正确的判定。

因此，想要正确的判定故障SF6断路器中出现的问题，保证其能在发电厂电气系统中正常、安全的运行，需加强日常的维护与检测工作。

1 SF6断路器概论

1.1 SF6断路器的简介

断路器是发电站中较为重要的电气设备，它能开断正常的负荷电流与短路的电流，只有快速地对这些电流进行灭弧，才能保障发电厂内的电力系统安全、正常的运行。管理断路器成为了电力系统管理中较为重要的工作之一，需严格对其进行日常维护与检修。随着时代的进步，空气断路器和SF6断路器逐渐的替代了有断路器的位置，在发电厂的110 kV与以上电力系统中SF6断路器被广泛使用。

SF6断路器的气体是以绝缘灭弧为载体的气体，与空气断路器一样，归属于气吹断路器，但是与空气断路器不同的是，SF6断路器工作时的气压较低、在进行吹弧时产生的气体不会排向大气，而是在封闭的系统之下被循环利用。

SF6断路器系统中的气体无色、无味也无毒，且分子量是空气的五倍，在45.6 ℃上SF6气体才会被完全气化。因此，SF6断路器并不适合在低温或是高压力的环境中使用。

1.2 SF6断路器的优点

1.2.1 灭弧气体的散热性能较强

SF6断路器中灭弧气体的比热容量是空气的3.4倍，由于SF6断路器的气体是以绝缘灭弧为载体的气体，其灭弧的能力约为空气的二倍，SF6断路器电弧的弧芯部位温度有较强的高导电性能，且外围的温度较低，有较好的散热能力，更利于灭弧。因此，其灭弧气体有较强的对流散热能力，SF6断路器的温度上升的速度比空气断路器的温度上升的较为缓慢，且不会出现高截的流过电压，只要电流值为零，灭弧气体将会很快被恢复，比有断路器和空气断路器都要快。

1.2.2 灭弧气体的绝缘性能较强。

SF6断路器有良好的绝缘性能，因为在均匀的电场中，SF6断路器的灭弧气体是空气绝缘强度的两至三倍，绝缘的强度是油断路器的三倍；SF6断路器的灭弧气体是一种较为稳定的惰性气体，当该气体与电弧接触后，将会被分解成三氧化物、氟化铜、氧化氟与粉末状的绝缘物质，但在灭弧后会快速结合，还原成为稳定的SF6灭弧气体。一旦SF6断路器中的灭弧气体与中带有杂质或是水分，将会降低其绝缘强度，其SF6断路器分解后的氟化铜、氧化氟是有毒性的物质，含水量越多毒性越大。因此，在安装SF6断路器时需在其内部放置能够吸附水分与氟化铜、氧化氟的吸附剂。

1.2.3 灭弧气体的断开性能较强

由于SF6是单断口与变开距为一体的断路器，因此其灭弧室不仅能够承受近距离的电力系统故障条件较为苛刻的电压恢复时的上升率，还能承受住失步开断系统较高的恢复电压峰值。切合励磁电流的过程中，由于电压小于正常运行电压的两倍，因此，不会使SF6断电器产生严重的击穿与重燃现象。

1.2.4 SF6断电器的检修量较小

SF6断电器的检修周期一般为10 a，检修时只需2～3人即可，较长的周期，可对SF6断电器进行对此断电；SF6断电器是单断口的断电器，绝缘所需的支柱少，使用的零件较少减轻了断电器重量；其操作构造是弹簧机构，运行速度快，电源需要的电容较小，更方便日常的维护工作。

2 SF6断路器检测与维护

2.1 SF6断路器装置检测

对SF6断路器进行检测可及时发现SF6断路器在运行时出现的问题，及时采取有效措施进行处理，预防由SF6断路器发生的安全事故。主要的检测项目有：

①SF6断路器的基本杆件没有出现移位或是下沉的现象，杆件没有出现被腐蚀或是焊接部位脱落的现象，接地设备的装置连接牢固。

②SF6断路器的外壳和操作的弹簧机构箱的完整性，没有出现锈蚀、破损或变形等现象。

③SF6断路器的绝缘部分只有瓷套是干净的，没有发生变形、破损或是出现放过电的印记。

④SF6断路器的外部没有发出异味，内部没有发出异样的声音。

⑤SF6断路器分合匣的线圈完好无损，没有散发焦味、冒烟或是被烧伤的印记，分合匣三相交流的指示一致。

⑥SF6断路器的的引线被牢固的固定，并没有出现松动和发电、发热的迹象。

⑦由于SF6断路器的机构为弹簧机构，因此，需要确认弹簧的位置正常，检测弹簧的储能情况。

⑧SF6断路器是否出现气体泄漏现象，检测气体泄漏的报警仪器能否正常使用，SF6断路器构造或是SF6断路器的管道及其阀门是否出现变形、SF6气体的压力表是否出现破损、有无发热或是发热出现异常、导线是否出现破损等现象。

⑨SF6断路器控制箱内部的端子与二次排线的绝缘性能优良，没有出现脱落、松动或是受潮、发霉的现象；各个辅助的开关都处在正常的位置上；每月检查一次控制箱，查看其是否处于密封状态，是否有小动物的存在，并对蜘蛛网进行清理。

⑩对SF6断路器进行解体后发现其容器内有SF6气体分解粉末时，需用柔软的纸巾或专用的吸尘纸巾，将粉末搽拭干净，并将微末封存在密封的容器中，进行深埋，防止粉末的扩散。不可对粉末进行压缩或是吹向空中，或是采取不科学的方式对其粉末进行清理。

{11}对SF6断路器的加热器进行检测，在阴雨季节或是冬天，及时把加热器投入到断路器中使用。

2.2 SF6断路器环境的检测

维护是需保证SF6断路器周围的环境湿度与空气相比不可大于80%，温度曲线显示的温度不可超过20℃，保持周边环境的干燥度、清洁，并且放置SF6断路器的空间需要通风，检测人员在检测室需要穿戴专业的防护衣物，检测人员需带有防毒面具，注重个人的卫生情况。

2.3 SF6断路器的维护

①对每一台SF6断路器装置一年的运行次数作详细记录，将正常的操作次数和因短路故障而断开的次数分别记录在案。

②每年至少对SF6断路器的外壳进行一次维护，将SF6断路器锈蚀的外壳进行处理，主要是对其外壳进行清洗与防腐。

③在停电的空挡里对SF6断路器的所有设备进行清理，并按照规定，为SF6断路器按照规范加入润滑油。

2.4 预防性SF6断路器试测检查工作

SF6断路器制造采用的材料质量与安装时的规范程度，常规的日常维护与检测工作的力度，都与SF6断路器日后是否能够安全、正常的运行有关。通常SF6断路器的检测工作是从其绝缘性能、弹簧机构的动作、导电时的回路等多个方面进行检测的。

由于SF6断路器使用的气体是以绝缘灭弧为载体的气体，这是它的一大特点，SF6断路器气体质量的优良程度直接决定了SF6断路器灭弧的性能与绝缘的程度。因此，需要对SF6断路器导电回路与弹簧机构动作的稳定性能做严格的要求。

和其他断路器的预防性检测工作一样，主要有以下几个检测项目：

①判定SF6断路器内部的绝缘性能，主要是对SF6分解气体中的含水量，温度等进行检测，并未发现SF6断路器出现大量的漏气现象时，只需每年对其进行一次检测即可。

②在检测SF6断路器主回路直流电阻的过程中，尽量保证实际测量的值小于初始值的1.2倍。曾经某发电厂就有发生因紧固螺钉没有拧紧，使电杆被烧蚀的情况发生，因此，必须引起重视。

③在对均压电容器和分闸电阻的性能进行判定时，需要对对老化的元件进行考核，并考核的情况记录在案。

④在对机构油、SF6断路器气压泄露情况以及补气的时间进行检测时，首先需判断油气压系统的完整性与油气泵的运转性能，某发电站曾经发生过因空压机的磨损情况较为严重，而使打压时间增加，造成油气泵运转异常现象。

⑤在对分合闸的电磁铁动作电压进行检测时，必须使其可靠动作电压的额定电压保持在30%～65%之间。

3 发电厂中SF6断路器的故障处理

3.1 SF6断路器的气体检测

在对SF6断路器进行焊接时，焊接缝隙、密封面及接头的地方发生了裂缝或是因为密封不到位，因此，SF6断路器气体现泄漏现象，SF6断路器的气体检测需采用专业的检漏仪器。当SF6断路器气体大量泄漏时，检测人员需远离现场，至少在10 m以上，直至气体泄漏停止，才可进入泄漏区域。造成SF6断路器气体泄漏是因其内部原因引起的，SF6断路器内部必然会存在SF6灭弧分解物质，由于其分解物氟化铜、氧化氟带有毒性，因此在拆除外壳前，检测人员需带有防毒面具，穿戴专业的防护衣物，避免因触碰到有毒物质而引起中毒事故。

为了检测人员的安全，相关检测规范规定，检修室内O的含量低于18%时，检测人员方可进入。在检测SF6断路器是否出现泄漏时，检测人员需严格按照相关规定，不得使检漏仪器长期处于高浓度的SF6灭弧分解气体中。当探头接触到高浓度的SF6灭弧分解气体中，表针会快速地达到满刻度，产生剧烈的报警现象，需立即将探头移动到空气洁净的区域。

检测人员需及时发现SF6断路器出现气体泄漏现象和泄漏的部位，并采取有效措施对泄漏的气体进行处理；计算出泄漏的气体量能够对SF6断路器运行时受到的SF6分解气体的影响程度；在对SF6断路器进行定期检测时，可够发觉SF6断路器瓷套是否出现损坏现象、SF6断路器构造或是SF6断路器的管道及其阀门是否出现变形、SF6气体的压力表是否出现破损、有无发热现象或是发热出现异常、导线是否出现破损等。

检测人员需及时发现SF6断路器出现气体泄漏现象和泄漏的部位，并采取有效措施对泄漏的气体进行处理；计算出泄漏的气体量能够对SF6断路器运行时受到的SF6分解气体的影响程度。

3.2 SF6断路器的含水量检测

SF6断路器中的灭弧气体对空气中的含水量要求较为严格，当其分解的三氧化物含水量较大时，会使SF6断路器内部出现闪络现象。一旦SF6断路器中的灭弧气体与中带有杂质或是水分，将会降低其绝缘强度，其SF6断路器分解后的氟化铜、氧化氟是有毒性的物质，含水量越多毒性越大。因此，在安装SF6断路器时需在其内部放置能够吸附水分与氟化铜、氧化氟的吸附剂。因此，需保证注入到SF6断路器内部的含水量符合规定（通常在8×10以下），做好防水措施。

在对SF6断路器进行检修与安装时，要保证SF6的气压为正压，防止潮气进入在SF6断路器的内部，保持其内部空气的干燥有两种方式，一种是对在SF6断路器气室进行清理，可以对灭弧气体、绝缘气体、SF6金属外壳及其导体进行清理。对高压与超高压电气的气室进行干燥处理可采取抽真空和充入高纯氮的方式，在进行真空处理时，收尾步骤因是干燥处理，定要使气室内的干燥度达到规定。在采用SF6断路器观察其压力表或是采用SF6检测仪器对空气中的SF6气体与空气中水分的含量进行检测时，可以使用SF6断路器空气、压力的曲线对其气体及水含量进行检测，SF6气压边能够使SF6气体的气压降至闭锁压力前面。

3.3 SF6断路器弹簧机构不能储存能量

这是因电机在运行，弹簧不能进行储能造成的。SF6断路器出现这中故障通常是由于棘爪的压紧弹簧被折断、脱离了原来的位置或是棘爪的压紧弹簧运作疲劳等因素造成的，也可能是棘爪的端部有较为严重的磨损造成的。当电机在运行的过程中，凸轮的缺口和棘爪碰撞的地方因出现上述的各种因素，使棘爪出现打滑现象，造成电机在运行弹簧却不能进行储能的现象，并且行程的开关一直是闭合状态，使得电机一直在运行。发生这类故障时，需对棘爪的压紧弹簧进行检测，当弹簧遭到损伤时，需及时更换棘爪的弹簧；倘若棘爪的弹簧处于正常状态，可采用手动机械对弹簧机构进行手动储能，而后查看轴套的运行情况是否正常，如发现轴套不能正常运行，应是减速箱内部的蜗轮与蜗杆等物件发生故障，需及时地更换减速箱。要是轴套能正常运行，就需对凸轮缺口与棘爪间接触情况进行检测，出现打滑现象，应及时更换棘爪。

4 结 语

SF6断路器出现故障会对发电厂的电力系统造成重大影响，引发SF6断路器故障的因素有很多，大部分因素度较为隐蔽，不过掌握了SF6断路器发生故障的规律，根据发电厂当地的季节与气候特点，有针对性地对SF6断路器进行巡视和检查工作，做好日常的维护工作，认真地分析出现故障的原因，在日常的工作中检测人员只有不断地积累经验，才能有效地降低发电厂SF6断路器发生事故的记几率，及时发现SF6断路器存在的问题，采取有效措施对其进行维护，再能保障发电厂电力系统的安全、稳定地运行，最终达到和谐用电的目的，延长SF6断路器在发电厂电力系统中的使用寿命。

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