直流断路器评估标准.docx

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直流断路器评估标准

直流换流站

直流断路器评估标准

StandardforEvaluationofSF6DCBreakers

（试行）

国家电网公司

2009年6月

目录

前言II

1范围1

2规范性引用文件1

3术语及定义1

4状态量构成及权重2

5直流断路器的评估3

附录一：

直流断路器运行巡检状态量评估标准5

附录二：

直流断路器状态评估报告推荐格式17

前言

为规范和有效开展国家电网公司系统各直流换流站直流断路器设备状态检修工作，参照相关规程，并结合换流站直流断路器故障分析及运行检修管理经验，特制订本标准，作为直流断路器设备状态评估的依据。

对于开展状态检修的单位，按本标准要求开展直流断路器设备状态评估工作。

本标准由国家电网公司建设运行部提出并负责解释。

本标准主要起草单位：

国家电网公司运行分公司。

本标准自发布之日起实施。

直流断路器状态评估标准

1范围

本标准适用于国家电网公司系统直流换流站直流断路器设备。

2规范性引用文件

下列文件的条款，通过本标准的引用而成为本标准的条款，其最新版本适用于本标准。

GB1984高压交流断路器

GB311.1高压输变电设备的绝缘配合

GB11023高压电气设备六氟化硫气体密封试验导则

GB50150－2006电气装置安装工程电气设备交接试验标准

GB11032-2000交流无间隙金属氧化物避雷器

GB/T8905六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则

GB/T11022高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求

GB/T3983.2—1989高电压并联电容器

DL/T596－1996电力设备预防性试验规程

DL/T664-1999红外测温导则

DL/T402高压交流断路器订货技术条件

DL/T593高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求

DL/T620交流电气装置的过电压保护和绝缘配合

DL/T664带电设备红外诊断技术应用导则

国家电网公司Q/GDW168-2008《输变电设备状态检修试验规程》

国家电网公司Q/GDW171-2008《SF6高压断路器状态评估导则》

国家电网公司《输变电设备状态检修管理规定》

国家电网公司《10kV～66kV并联电容装置评估标准》

国家电网公司《110（66）～750kV避雷器技术标准》

国家电网公司《110（66）～750kV避雷器运行管理规范》

国家电网公司《110（66）～750kV避雷器技术监督规定》

国家电网公司《预防110（66）～750kV避雷器事故措施》

国家电网公司《高压交流断路器技术标准》

国家电网公司《预防交流高压开关设备事故措施》

国家电网公司《高压开关设备运行规范》

国家电网公司《高压交流断路器检修规范》

国家电网公司《高压开关设备技术监督规定》

国家电网公司《110（66）kV～500kV高压交流断路器评估标准（试行）》

国家电网公司《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》

3术语及定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

状态量criteria

直接或间接表征设备状态的各类信息，如数据、声音、图像、现象等。

本导则将状态量分为一般状态量和重要状态量。

3.2

一般状态量minorcriteria

对设备的性能和安全运行影响相对较小的状态量。

3.3

重要状态量majorcriteria

对设备的性能和安全运行有较大影响的状态量。

3.4

部件component

直流断路器上功能相对独立的单元称为部件。

3.5

直流断路器及其部件的状态conditionofcomponent

直流断路器及其部件的状态分为：

正常状态、注意状态、异常状态和严重状态。

3.6

正常状态normalcondition

各状态量均处于稳定且良好的范围内，设备可以正常运行。

3.7

注意状态attentivecondition

单项（或多项）状态量变化趋势朝接近标准限值方向发展，但未超过标准限值，或部分一般状态量超过标准值，仍可以继续运行，但应加强运行中的监视。

3.8

异常状态abnormalcondition

单项重要状态量变化较大，已接近或略微超过标准限值，应监视运行，并适时安排停电

检修。

3.9

严重状态seriouscondition

单项重要状态量严重超过标准限值，需要尽快安排停电检修。

4状态量构成及权重

4.1状态量构成

4.1.1原始资料

设备的原始资料主要包括：

铭牌、型式试验报告、订货技术协议、设备监造报告、出厂

试验报告、运输安装记录、交接验收报告、安装使用说明书等。

4.1.2运行资料

设备的运行资料主要包括：

直流断路器动作次数、直流断路器故障跳闸记录（故障跳闸次数、继电保护及自动装置提供的故障电流的波形、相别、幅值、持续时间等）、设备巡视记录、历年缺陷及异常记录、红外测温记录等。

4.1.3检修试验资料

设备的检修试验资料主要包括：

检修报告、预试报告、SF6气体检验报告、在线监测信息；特殊测试报告；有关反措执行情况；设备技改及主要部件更换情况等。

4.1.4其他资料

设备的其他资料主要包括：

同型（同类）设备的运行、修试、缺陷和故障的情况；设备运行环境的变化、系统运行方式的变化；安装地点短路电流计算报告；其他影响直流断路器安全稳定运行的因素等。

4.2状态量权重

视状态量对直流断路器安全运行的影响程度，从轻到重分为四个等级，对应的权重分别为权重1、权重2、权重3、权重4，其系数为1、2、3、4。

权重1、权重2与一般状态量对应，权重3、权重4与重要状态量对应。

4.3状态量劣化程度

视状态量的劣化程度从轻到重分为四级，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级。

其对应的基本扣分值为2、4、8、10分。

4.4状态量扣分值

状态量应扣分值由状态量劣化程度和权重共同决定，即状态量应扣分值等于该状态量的基本扣分值乘以权重系数（见表1）。

状态量正常时不扣分。

表1状态量的评估表

权重系数

状态量

裂化程度基本扣分值

1

2

3

4

Ⅰ

2

2

4

6

8

Ⅱ

4

4

8

12

16

Ⅲ

8

8

16

24

32

Ⅳ

10

10

20

30

40

5直流断路器的状态评估

5.1直流断路器状态评估方法

对直流断路器的基础评分、试验评分、不良工况评分、家族缺陷评分、缺陷评分进行综合计算得出直流断路器的综合得分。

设备状态评分G＝B×E×F×T×Q

式中：

G—设备状态评分

B—设备基础评分。

交接试验合格，具备投运条件的新设备，或检修之后验收试验合格可重新投运的设备，对其状态进行一次评分，作为之后评分的基础。

这一评分称为基础评分。

E—设备不良工况评分。

不良工况评分在100%~0%之间，其中0%对应于对设备状态影响最严重的不良工况（包括其累积效应）。

对于断路器，主要是开断短路电流；对于变压器主要是侵入波、近区（出口）短路等。

其它设备暂不考虑不良工况影响。

对于断路器暂考虑开断短路电流一种不良工况：

上式中，Ij表示第j次开断大电流的峰值，LI为设备技术文件给出的累积开断寿命的80%。

单位为kA。

设备技术文件没有给出该值时，可以取3000，或者依据运行经验自定。

E小于0时按0计。

对于变压器近区或出口短路，可按下式估算：

上式中，I表示允许的最大短路电流的幅值（单位kA）；i表示实际短路电流幅值（单位kA，只考虑60%以上的情况）。

Ed小于0时按0计。

多于一次，取最大i值的一次计算。

保护变压器的避雷器每动作一次，算一次不良工况，取ELj=98.5%，暂不计侵入波陡度和幅值。

经历n次时按下式计算：

变压器每经历一次短时急救负荷（设计允许的），算一次不良工况，取Eoj=99.0%，暂不计过负荷的大小和持续时间。

经历n次时按下式计算：

变压器总的不良工况评分为：

F—设备家族缺陷评分。

有家族缺陷时，那些尚未发生或检出家族缺陷的设备，在隐患消除之前，其状态评分应通过下式评估家族缺陷的影响。

计算家族缺陷评分时，f是依据缺陷发生的部位和性质（参考表A2）确定的。

式中，N为家族设备总台数，n为发生该家族缺陷的设备台数（N＞n≥1）。

设备大修之后，如果涉及家族缺陷的隐患已消除，即不再考虑其影响。

表A2f取值原则

缺陷

对设备安全运行无大的影响，突发恶化风险很小

暂不危急设备安全运行，突发恶化风险不大

对设备安全运行有一定威胁，可监控

对设备安全运行有一定威胁，不易连续监控

对设备安全运行有现实威胁

评分

86%～100%

61%～85%

31%～60%

16%～30%

0%～15%

T—设备试验评分。

试验评分是单个试验项目评分的加权几何平均值。

单个项目的评分介于100%~0%之间，100%对应于项目中各状态量远低于注意值或警示值，且没有明显劣化趋势。

设一个设备进行了m个单项试验，第i项试验的评分为Gi，权重为Wi（没有给出时取1），则试验评分T为：

对核心部件或主体进行了解体性检修的设备，试验评分从检查或/和修复之后重新开始。

式（3）中仅考虑与设备主体或核心部件相关联的那部分项目。

Q—设备缺陷评分。

对本标准附录一《直流断路器设备运行巡检状态量评估标准》中发现的设备缺陷进行评分，按照缺陷总扣分和单项缺陷扣分情况，划分设备缺陷等级。

缺陷评分根据严重程度共分严重状态、异常状态、注意状态、正常状态4个等级。

每个缺陷评分等级对应一个缺陷评分系数，正常状态Q为1，注意状态Q为0.7－0.9，异常状态Q为0.4－0.6，严重状态Q为0－0.3。

5.2直流断路器运行巡检状态量评估

直流断路器的运行巡检状态量评估分为部件评估和整体评估两部分：

5.2.1直流断路器部件状态评估

5.2.1.1直流断路器部件的划分

根据直流断路器各部件的独立性，将直流断路器分为：

主断口、操动机构（分为弹簧机构、液压机构、气动机构等）、振荡回路三大部件。

5.2.1.2直流断路器部件状态量扣分标准

直流断路器部件运行巡检状态量扣分标准见附录一。

5.2.1.3直流断路器部件的状态评估方法

直流断路器部件的评估应同时考虑单项状态量的扣分和部件合计扣分情况，部件状态评估标准见表2。

当任一状态量单项扣分和部件合计扣分同时达到表2规定时，视为正常状态；

当任一状态量单项扣分或部件所有状态量合计扣分达到表2规定时，视为注意状态；

当任一状态量单项扣分达到表2规定时，视为异常状态或严重状态。

表2设备部件总体评估标准

评估标注

部件

正常状态

注意状态

异常状态

严重状态

合计扣分

合计扣分

单相扣分

单项扣分

单项扣分

直流断路器主断口

<30

≥30

12～16

20～24

≥30

振荡回路

<30

≥30

12～16

20～24

≥30

操作机构

<20

≥20

12～16

20～24

≥30

5.2.2直流断路器整体状态评估

直流断路器整体评估应综合其部件的评估结果。

当所有部件评估为正常状态时，整体评估为正常状态；当任一部件状态为注意状态、异常状态或严重状态时，整体评估应为其中最严重的状态。

5.3直流断路器状态评估报告推荐格式见附录二。

附录一：

直流断路器运行巡检状态量评估标准

1主断口评估标准

序号

状态量

劣化

程度

基本扣分

判断依据

权重

系数

扣分值（应扣分值X权重）

分类

状态量名称

1

运行巡检

累计开断短路电流值（折算后）

Ⅱ

4

小于但达到厂家规定值80％

4

Ⅳ

10

大于厂规定值

2

连接部件锈蚀

Ⅲ

8

连接处非常严重的锈蚀

1

3

异常振动和声音

Ⅳ

10

运行设备异常振动或存在声响（包括漏气声、放电声）

4

4

分合指示错误

Ⅳ

10

分合指示与现场运行设备不同步

4

5

基础及支架

基础破损

Ⅳ

10

基础有严重破损或开裂

1

基础下沉

Ⅲ

8

基础有轻微下沉或倾斜

4

Ⅳ

10

基础严重下沉或倾斜，影响设备安全运行

支架锈蚀

Ⅳ

10

支架严重锈蚀

1

支架松动

Ⅳ

10

支架松动或变形

3

6

瓷套污秽

Ⅱ

4

瓷套外表有明显污秽

3

Ⅳ

10

瓷套外表有严重污秽

7

瓷套破损

Ⅰ

2

瓷套轻微破损

Ⅱ

4

瓷套较严重破损，但破损部位不影响短期运行

Ⅳ

10

瓷套有严重破损或裂纹

8

瓷套放电

Ⅰ

2

瓷套外表面有轻微放电或轻微电晕

Ⅱ

10

瓷套外表面有明显放电或较严重电晕

9

SF6密度计

表计

Ⅳ

10

表计破损，无法正常显示

4

指示

Ⅳ

10

指示发出报警值

10

SF6气体密度

Ⅰ

2

SF6气体两次补气间隔大于一年且小于两年

3

Ⅱ

4

两次补气间隔小于一年大于半年

Ⅲ

8

两次补气间隔小于半年

11

密封件

Ⅱ

4

密封件接近使用寿命

3

12

Ⅲ

8

密封件超过使用寿命

13

红外测温

接头引线

Ⅱ

4

温差超过15K

3

Ⅲ

8

热点温度≥80K或相对温差≥80％

Ⅳ

10

热点温度≥110K或相对温差≥95％

14

灭弧室（主断口瓷套）

Ⅱ

4

温差超过10K

4

Ⅲ

8

热点温度≥55K或相对温差≥80％

Ⅳ

10

热点温度≥80K或相对温差≥95％

2操动机构评估标准

2.1液压机构评估标准

序号

状态量

劣化

程度

基本扣分

判断依据

权重

系数

扣分值（应扣分值X权重）

部位

状态量名称

1

运行巡检

操作次数

I

2

机械操作大于厂家规定次数的50％且少于厂家规定次数的80％

4

II

4

机械操作大于厂家规定次数的80％且少于厂家规定次数

IV

10

机械操作大于厂家规定次数

2

打压电机

绝缘电阻

IV

10

储能电机绝缘电阻低于0.5MΩ（采用500V或1000V兆欧表测量）

3

锈蚀

III

8

储能电机外壳严重锈蚀

1

异响

II

4

储能电机有异响

3

损坏

IV

10

储能电机烧损或停转

4

3

三相不一致保护

III

8

三相不一致保护功能检查不正常或不符合技术文件要求

3

4

油压力表

II

4

外观有损坏

3

IV

10

指示有异常

5

泵的补压时间

II

4

泵的补压时间不满足厂家技术条件要求

3

6

泵的零起打压时间

II

4

泵的零起打压时间不满足厂家技术条件要求

2

7

操作压力下降值

III

8

分闸、合闸、重合闸操作压力下降值不满足技术文件要求

3

8

液压机构压力及打压

II

4

液压机构24小时内打压次数超过技术文件要求

4

III

8

液压机构24小时内打压次数超过技术文件要求且有上升的趋势

IV

10

液压机构打压不停泵

9

储气缸

III

8

储气缸渗油，压力异常升高

3

III

8

储气缸漏氮，未到报警值

10

动作计数器

II

4

失灵

1

11

机构箱

密封

I

2

机构箱密封不良

3

IV

10

机构箱密封不良，箱内有积水

变形

I

2

机构箱有轻微变形

1

III

8

机构箱有较严重变形

锈蚀

IV

10

机构箱有严重锈蚀

2

12

二次元件

温湿度控制装置

II

4

温湿度控制器工作不正常，加热器不能正常启动

3

III

8

温湿度控制器不正常启动，机构箱内有凝露现象

其它二次元件

IV

10

接触器、继电器、辅助开关、限位开关、空气开关、切换开关等二次元件接触不良或切换不到位；控制回路的电阻、电容等零件损坏

4

闭锁信号

IV

10

分闸闭锁、合闸闭锁动作

13

端子排及二次电缆

子排

蚀

III

8

端子排有较严重锈蚀

2

二次电缆

III

8

绝缘层有变色、老化或损坏等

3

14

控制及辅助回路

III

8

辅助及控制回路绝缘电阻低于2MΩ（采用500V或1000V兆欧表测量）

3

15

密封件

II

4

密封件接近使用寿命

3

III

8

密封件超过使用寿命

2.2弹簧机构评估标准

序号

状态量

劣化

程度

基本扣分

判断依据

权重

系数

扣分值（应扣分值X权重）

部位

状态量名称

1

运行巡检

操作次数

I

2

机械操作大于厂家规定次数的50％且少于厂家规定次数的80％

4

II

4

机械操作大于厂家规定次数的80％且少于厂家规定次数

IV

10

机械操作大于厂家规定次数

2

储能电机

绝缘电阻

IV

10

储能电机绝缘电阻低于0.5MΩ（采用500V或1000V兆欧表测量）

3

锈蚀

III

8

储能电机外壳严重锈蚀

1

异响

II

4

储能电机有异响

3

损坏

IV

10

储能电机烧损或停转

4

3

分合闸弹簧

弹簧锈蚀

II

4

弹簧轻微锈蚀

1

IV

10

弹簧严重锈蚀

弹簧损坏

IV

10

弹簧脱落、有裂纹或断裂

1

弹簧储能

II

4

弹簧储能时间不满足厂家要求

4

IV

10

储能异常

3

4

弹簧机构操作

III

8

弹簧机构操作卡涩

3

5

三相不一致

III

8

三相不一致保护功能检查不正常或不符合技术文件要求

4

6

动作计数器

II

4

失灵

1

7

机构箱

密封

I

2

机构箱密封不良

3

IV

10

机构箱密封不良，箱内有积水

变形

I

2

机构箱有轻微变形

1

III

8

机构箱有较严重变形

锈蚀

IV

10

机构箱有严重锈蚀

2

8

二次元件

温湿度控制装置

II

4

温湿度控制器工作不正常，加热器不能正常启动

3

III

8

温湿度控制器不正常启动，机构箱内有凝露现象

9

其它二次元件

IV

10

接触器、继电器、辅助开关、限位开关、空气开关、切换开关等二次元件接触不良或切换不到位；控制回路的电阻、电容等零件损坏

4

10

端子排及二次电缆

子排

蚀

III

8

端子排有较严重锈蚀

2

二次电缆

III

8

绝缘层有变色、老化或损坏等

3

11

控制及辅助回路

III

8

辅助及控制回路绝缘电阻低于2MΩ（采用500V或1000V兆欧表测量）

3

12

密封件

II

4

密封件接近使用寿命

3

III

8

密封件超过使用寿命

2.3液压弹簧机构评估标准

序号

状态量

劣化

程度

基本扣分

判断依据

权重

系数

扣分值（应扣分值X权重）

部位

状态量名称

1

运行巡检

操作次数

I

2

机械操作大于厂家规定次数的50％且少于厂家规定次数的80％

4

II

4

机械操作大于厂家规定次数的80％且少于厂家规定次数

IV

10

机械操作大于厂家规定次数

2

储能电

机

绝缘电阻

IV

10

储能电机绝缘电阻低于0.5MΩ（采用500V或1000V兆欧表测量）

3

锈蚀

III

8

储能电机外壳严重锈蚀

1

异响

II

4

储能电机有异响

3

损坏

IV

10

储能电机烧损或停转

4

3

三相不一致保护

III

8

三相不一致保护功能检查不正常或不符合技术文件要求

3

4

油压力表

II

4

外观有损坏

3

IV

10

指示有异常

5

泵的补压时间

II

4

泵的补压时间不满足厂家技术条件要求

3

6

泵的零起打压时间

II

4

泵的零起打压时间不满足厂家技术条件要求

2

7

操作压力下降值

III

8

分闸、合闸、重合闸操作压力下降值不满足技术文件要求

3

8

液压机构压力

II

4

液压机构24小时内打压次数超过技术文件要求

4

III

8

液压机构24小时内打压次数超过技术文件要求且有上升的趋势

IV

10

液压机构打压不停泵

9

动作计数器

II

4

失灵

1

10

机构箱

密封

I

2

机构箱密封不良

3

IV

10

机构箱密封不良，箱内有积水

变形

I

2

机构箱有轻微变形

1

III

8

机构箱有较严重变形

锈蚀

IV

10

机构箱有严重锈蚀

2

11

二次元件

温湿度控制装置

II

4

温湿度控制器工作不正常，加热器不能正常启动

3

III

8

温湿度控制器不正常启动，机构箱内有凝露现象

其它二次元件

IV

10

接触器、继电器、辅助开关、限位开关、空气开关、切换开关等二次元件接触不良或切换不到位；控制回路的电阻、电容等零件损坏

4

闭锁信号

IV

10

分闸闭锁、合闸闭锁动作

12

端子排及二次电缆

子排

蚀

III

8

端子排有较严重锈蚀

2

二次电缆

III

8

绝缘层有变色、老化或损坏等

3

13

控制及辅助回路绝缘电阻

III

8

辅助及控制回路绝缘电阻低于2MΩ（采用500V或1000V兆欧表测量）

3

14

密封件

II

4

密封件接近使用寿命

3

III

8

密封件超过使用寿命

2.4气动机构评估标准

序号

状态量

劣化

程度

基本扣分

判断依据

权重

系数

扣分值（应扣分值X权重）

部位

状态量名称

1

运行巡检

操作次数

I

2

机械操作大于厂家规定次数的50％且少于厂家规定次数的80％

4

II

4

机械操作大于厂家规定次数的80％且少于厂家规定次数

IV

10

机械操作大于厂家规定次数

2

压缩机电机

绝缘电阻

IV

10

储能电机绝缘电阻低于0.5MΩ（采用500V或1000V兆欧表测量）

3

锈蚀

III

8

储能电机外壳严重锈蚀

1

异响

II

4

储能电机有异响

3

损坏

IV

10

储能电机烧损或停转

4

3

三相不一致保护

III

8