SF6断路器运行维护与故障处理研究毕业论文Word格式文档下载.docx
《SF6断路器运行维护与故障处理研究毕业论文Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SF6断路器运行维护与故障处理研究毕业论文Word格式文档下载.docx（61页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
3.3退役高压断路器情况及分析…………………………………29
3.4SF6断路器非计划停运情况统计………………………………31
3.5SF6断路器缺陷情况统计及分析………………………………36
3.6SF6断路器运行状况分析………………………………………37
3.7SF6断路器运行维护和检修管理规定……………………39
第4章典型SF6断路器故障分析及处理方法………………47
4.1SF6断路器水分超标原因分析及现场处理……………………47
4.2SF6断路器爆炸原因分析………………………………………52
4.3SF6操动机构常见故障原因及处理方法………………………56
4.4SF6断路器其他故障情况………………………………………67
第5章结论……………………………………………………69
附录……………………………………………………………70
后记……………………………………………………………71
参考文献…………………………………………………………72
摘要
随着电力技术的迅猛发展，少油断路器逐渐被淘汰，SF6断路器得到了广泛应用。
全面总结归纳SF6断路器的运行维护情况并深入研究探讨其故障类型及处理方法，对生产实际有重大的指导作用，为电力系统的安全稳定运行提供有力保证。
本文基于统计分析的方法，对SF6断路器的应用类型、运行情况、缺陷、事故及障碍情况进行系统的分类分析，制定出SF6断路器运行维护和检修管理规定，并对典型故障案例的现象、产生原因、处理方法及控制和预防措施进行了详细分析。
关键词：
SF6断路器；
运行维护；
故障处理
第1章绪言
SF6气体具有优异的绝缘性能和灭弧性能。
50年代，高压电器的绝缘绝缘介质就用SF6气体代替了空气。
由于SF6气体同空气和变压器油相比有许多优异的电气绝缘和灭弧性能，近年来，SF6在电气设备上的应用有了很大的发展，尤其是在高压和超高压断路器上，还有全封闭组合电器。
目前，新安装的35kV以上电压等级的断路器，基本上是SF6断路器了。
国家电网公司2009年运行的35kV及以上SF6断路器111237台，占断路器总数的76.79％。
由此可见SF6断路器的应用是何等广泛。
在输变电系统中，交流高压断路器是用来执行控制和保护的电气设备，具有十分重要的作用。
断路器除了要求有可靠的绝缘和导电性能外，还要根据指令随时准确执行合分闸操作，并要具备可靠的动作性能和灭弧性能。
与其他电气设备相比，发生故障的可能性更大，因此高压断路器的故障诊断和检修尤其受到关注。
SF6断路器是电网中的关键设备，其安全可靠运行为电网各方面所关注，但关于其维护检修方面的策略和导则还不明确。
采用SF6断路器后，其原理、结构都和常规的油断路器大不相同，原使用的关于油断路器的检修维护方法已不适用。
因此，围绕这个课题各方面都展开了探索和讨论，并且已开始积累实践经验。
开关设备一旦出现故障或发生事故，将严重地影响到设备本身和系统的正常运行。
因此，开关设备的维护检修对电力系统的安全运行关系极大。
只有进行正确的维护检修，才能保证和提高开关设备的健康水平。
正确和必要的维护检修符合电力系统经济安伞运行的宗旨，并符合当前电力设备的实际状况。
目前和今后相当长时期，制造厂的产品不可能达到免维护的水平，往往还存在这样那样的缺陷，甚至有的产品投放市场还带有试运行的性质。
根据《1999年至2002年全国220kV及以上电压等级断路器运行（可靠性）分析报告》所统计的资料，在该4年中断路器的非计划停运事件，220kV平均有54．70％、50kV平均有52．24％是由于产品质量不良造成。
在另一篇《近年电力系统高压开关设备运行状况分析及需求趋势》论文中，对2000年和2001年2年高压开关设备统计到l62次事故，其中属制造责任的达92次占56．8％。
该2年所统计的障碍次数为488次，由于制造方面的原因为323次，占66．2％。
因此，制造质量不良是造成设备故障的主要原因。
另一方面，在开关设备的长期运行中，设备自身的老化和劣化以及由于外界各种因素的长期影响，使潜在的缺陷和故障必然会逐渐暴露和发展。
因此，开关设备合理的维护检修必不可少。
虽然SF6断路器在电网中得到了大量的应用，但同时也暴露出SF6断路器在运行中存在的许多共性问题，如操作机构故障、漏气、SF6水分超标、灭弧室爆炸等。
所以，做好SF6断路器的运行维护与检修，对于确保设备安全运行至关重要。
第2章SF6断路器的概述
利用六氟化硫（SF6）气体作为灭弧介质和绝缘介质的一种断路器。
简称SF6断路器。
六氟化硫用作断路器中灭弧介质始于20世纪50年代初。
由于这种气体的优异特性，使这种断路器单断口在电压和电流参数方面大大高于压缩空气断路器和少油断路器，并且不需要高的气压和相当多的串联断口数。
2.1SF6气体的特性
1、物理性质
SF6气体为无色、无味、无毒、不可燃且透明的惰性气体，比空气重5倍。
SF6的热导率随温度不同而变化，它在2000～3000K时热导率极高，而在5000K时热导率极低。
2、化学性质
SF6在常温下是极为稳定的惰性气体，不溶于水和变压器油。
在通常条件下与电气设备中常用的金属和绝缘材料不发生化学反应。
在有水分混入时，在电弧高温下会生成有严重腐蚀性的氢氟酸，会对设备部玻璃、瓷、绝缘纸等类似材料造成损害及运行故障。
SF6气体在断路器操作中和出现部故障时，会产生高毒性的分解物（如HF、SO2等）会刺激皮肤、眼睛、粘膜，如大量吸入，还会引起头晕和肺水肿。
3、绝缘性能
SF6气体具有良好的绝缘性能，原因：
SF6分子发生碰撞游离几率小；
SF6为强电负性气体。
在均匀电场及相同压力下，SF6的绝缘性能为空气的2～3倍，故采用SF6作为绝缘介质可大大减小绝缘间隙的尺寸和缩小电气设备的体积。
影响SF6气体绝缘性能下降的因素：
电极间电场不均匀、含水量超标、SF6气体中含有导电微粒及灰尘等。
4、灭弧性能
SF6气体具有很强的灭弧能力（在静止的气SF6体中，其开断能力要比空气大100倍），原因有：
♦散热能力强；
♦SF6气体电负性能强。
♦SF6气体中电弧的弧柱细，弧柱电导率高，能量小，弧压降也较小；
♦交流过零时，SF6的绝缘强度恢复比空气快100倍，因此易于熄弧。
2.2SF6断路器的结构
2.2.1SF6断路器的本体结构
SF6断路器是由上下接线端子、灭弧室、支撑绝缘子、支架、操动机构箱等几大部分组成。
如下图所示：
上下接线端子：
用于连接外电路，起导电作用。
灭弧室是灭弧的场所。
支撑绝缘子起支撑和绝缘的作用，有分子筛和绝缘拉杆。
支架起支撑作用。
操动机构提供分合闸的动能。
操动机构箱
下接线端子
上接线端子
支撑绝缘子
灭弧室
支架
图2—1SF6断路器的本体结构
2.2.2SF6断路器灭弧室的结构
SF6断路器灭弧室双压式、单压式和旋弧式三种形式。
1、双压式
有两种压力区，低压力区作为断路器部绝缘用，高压力区用以吹弧，因结构复杂，现已淘汰。
2、单压式
灭弧时吹弧压力由压气活塞产生，如LW6-500型。
灭弧室为单压式双向外喷变开距型。
（1）静触头系统：
静触头支座+静弧触头+静触指+分子筛。
（2）灭弧室及动触头系统：
喷嘴+动触头+动弧触头+滑动触头+逆止阀+压气缸+鼓形瓷套。
图2—2LW6-500型灭弧室（分闸位置）
3、旋弧式
利用磁场驱动电弧在SF6气体中旋转的方法灭弧，在中压系统中使用较普遍。
2.2.3SF6断路器操动机构
目前国家电网公司SF6断路器采用的操作机构有液压机构、气动机构、弹簧机构三种，其中以弹簧机构应用最为广泛。
随着新技术的发展，液压弹簧机构也将成为今后SF6断路器的主流机构。
SF6断路器的操作机构和高压少油断路器的操作机构的在种类上没有什么区别，在早期，SF6断路器的机构大多采用液压机构，后来随着SF6断路器断口数的减少和操作功的减小，弹簧机构越来越多的应用到SF6断路器上，而在超高压SF6断路器上大多采用气动机构或液压机构。
操动机构是决定断路器性能的关键部件之一其性能的优劣将直接影响到断路器的技术性能对断路器的可靠性,CIGER曾进行过两次调查，涉及到22个国家，132家电力公司，调查数量达1486OO台·
年。
调查中将故障分为重故障和轻故障。
重故障是指断路器丧失基本性能而必须从电网切除（需要从系统切除至少3Omin）。
或者要进行预定外的应急修理,其余皆为轻故障。
故障率指失灵部件数／（100台·
年）。
综合重故障与轻故障,操动机构的故障率为44．5％。
统计的断路器大多是使用操动机构带动气缸与活塞的相对运动压气熄弧，需要的操作能量大，故使用液压机构或气动机构居多。
CIGRE的统计显示，电压达到245kV时,25％的断路器采用弹簧机构，而电压超过245kV时，仅有5％采用，其余7O％采用液压机构，25％采用气动机构。
众所周知，液压机构和气动机构零部件多。
结构复杂．故障率高。
多年来操动机构居高难下的故障率使人们把目光转向故障率低的弹簧机构以新的热膨胀式断路器为例，其操作功仅为压气式断路器的2O％-5O％。
显然，这就完全可以用操作功小的弹簧机构来代替液压机构或气动机构。
再如ALSTOM公司利用定律E=mv2／2推出了“从动”原理。
即将原来只是动触头的移动改为动、静触头同时移动的断路器，而在无需改变其它参数（如分、合闸时间）的情况下，就把对开断能量的要求减小了65％．从而开发了使用弹簧操动机构的420kVFXT16D型SF6断路器。
单压式SF6断路器基本可以满足电力系统的无油化、少断口、少维护和高可靠性的要求。
但是通过近二十余年的使用，用户和制造部门也发现了它存在的一个重大缺陷，这就是对操动机构操作功要求太大，从而影响了断路器机构动作的可靠性，这在前面的故障统计中已有数据。
与单压式SF6断路器配套的操动机构，必须在极短的分闸时间将气缸的SF6气体压缩到满足熄弧要求的高压气体，同时还必须保证动触头分闸速度达到要求的运动速度，为此必须采用大功率的储能机构，可以配用大功率弹簧操动机构、气动机构和液压机构，也可以配用混合式的液压一弹簧机构或气动一弹簧机构等。
目前制造厂生产量最大、系统中使用量最多的仍然是液压机构，因为液压机构配用在高压少油断路器上已有三十余年的历史，已经积累了丰富的制造和运行维护经验。
目前气动机构是配用单压式SF6断路器的另一主要机构，系统中也有一定数量的产品在运行。
由于气动机构必须配备一套空气压缩装置，并且同样存在气体密封和泄漏的问题，同时还存在锈蚀的问题，其运
升级会员 