國網(wǎng)冀北電力有限公司唐山供電公司 程子琦

隨著中國城鎮(zhèn)化的加快，大量人口涌入城市，在為城鎮(zhèn)發(fā)展提供更多人力資源的同時，也帶動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。與此同時，也導(dǎo)致城鎮(zhèn)各方面建設(shè)面臨更大挑戰(zhàn)。為了滿足大量人口的需求，電力成為重點應(yīng)用能源。當(dāng)前高壓輸電技術(shù)得到迅速發(fā)展，其中220kV高壓輸電線與人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)。為了保證220kV高壓輸電線穩(wěn)定運行，出線斷路器和隔離開關(guān)是重要設(shè)備，其主要承載改善高壓輸電線路運行和延長線路使用壽命的作用，一旦出現(xiàn)斷路器故障會導(dǎo)致整個電網(wǎng)安全性和可靠性受到干擾，可知定期對出線斷路器和隔離開關(guān)進(jìn)行檢修維護(hù)極為重要。

220kV高壓輸電線路是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷母邏狠旊娋€路，一旦該線路出現(xiàn)問題會導(dǎo)致大眾生活受到嚴(yán)重干擾。例如，輸電線路輸電負(fù)荷持續(xù)增加過程中，可能由于負(fù)荷驟增和線路短路等引發(fā)電氣安全事故，此時斷路器呈現(xiàn)過載運行狀態(tài)，出現(xiàn)上述場景時，斷路器會自動操縱電路斷開，避免造成大面積受損情況，最大限度保證電力設(shè)備安全。但在實際應(yīng)用過程中，出線斷路器會受到隔離開關(guān)等多種因素影響，在性能表現(xiàn)方面存在偏差。基于此，積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，加強電網(wǎng)運維管控，定期完成檢查維護(hù)，保證出線斷路器和隔離開關(guān)的性能可以有效規(guī)避故障發(fā)生。

1 研究內(nèi)容闡述

1.1 斷路器設(shè)備

變電站一次設(shè)備中斷路器是重要設(shè)備，發(fā)揮不可替代的作用。斷路器主要由觸頭、滅弧裝置、操作裝置、脫扣器以及外殼組成，主要承載通斷電路、連接負(fù)荷電力及切斷故障線路的作用[1]。在220kV高壓線路中應(yīng)用較為廣泛。例如，當(dāng)電力系統(tǒng)短路時，此時由于短路電流作用，導(dǎo)致磁場發(fā)生變化，此時足以克服彈簧的反作用力，使得脫扣器發(fā)揮效用實現(xiàn)跳閘；當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)電流過載時，熱量增大也會導(dǎo)致跳閘動作發(fā)生。

1.2 隔離開關(guān)

變電站中隔離開關(guān)也是重要設(shè)備之一，使用數(shù)量相對較多。其主要承載隔離電源、倒閘的功能，但是由于隔離開關(guān)不具備滅弧功能，所以更適宜在無負(fù)荷電流電路中應(yīng)用。其中，隔離開關(guān)主要組成如圖1所示。

圖1 隔離開關(guān)構(gòu)成示意圖

2 實際案例闡述

2.1 案例闡述

本文以國家電網(wǎng)唐山某供電分公司負(fù)責(zé)的220kV高壓輸送電路中某一路段為研究對象。為了保證該路段電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行段應(yīng)用SN10-10Ⅰ型斷路器和SF6斷路器兩種類型斷路器和隔離開關(guān)。在長期運行過程中，工作人員時常遇見出線斷路器故障和隔離開關(guān)故障。在此以該企業(yè)在2023年3月14日一起由于雷擊導(dǎo)致的出線斷路器和隔離開關(guān)故障為例，展開研究。

2.2 案例分析

該起事故導(dǎo)致該路點220kV變電站出線斷路器斷口爆炸，此時為了保障線路其余部分安全，隔離開關(guān)發(fā)揮作用，及時切斷線路，防止造成更為嚴(yán)重的后果。在進(jìn)行故障分析時，為了保證結(jié)果可信度和數(shù)據(jù)科學(xué)度，借助仿真軟件搭建事故發(fā)生時，雷電入侵波仿真模型，仿真模型構(gòu)建過程中將電源、輸電線路、斷路器等皆融入其中[2]。

首先，為了確定雷電影響情況，構(gòu)建雷電波模型：I=AIm[exp（at）-exp（βt）]，構(gòu)建的模型采用標(biāo)準(zhǔn)雙指數(shù)波形進(jìn)行闡述，其中波形為2.6/50，各計算系數(shù)如下：a=-15900，β=-712000，A=1.1157。結(jié)合構(gòu)建的函數(shù)模型對本次由于雷擊導(dǎo)致的故障有更為全面的認(rèn)識，對事故成因分析及提出補救措施奠定堅實基礎(chǔ)。本次事故導(dǎo)致斷路器和隔離開關(guān)受到損害，需要進(jìn)行檢修維護(hù)。

2.3 斷路器與隔離開關(guān)檢修的危險點分析

結(jié)合實際分析，在探究過程中需要注意以下幾點：第一，對電網(wǎng)進(jìn)行檢修維護(hù)時，應(yīng)嚴(yán)格遵守規(guī)范作業(yè)流程，按照要求完成操作，避免與帶電部件相接觸；第二，維修維護(hù)過程中，應(yīng)注意安全，避免電擊現(xiàn)象或者電路短路灼傷工作人員問題出現(xiàn)；第三，拆除兩側(cè)引線時，需要注意采取安全措施，如果此時安全措施不到位或者整體絕緣性較差，容易導(dǎo)致維修維護(hù)人員受到威脅，出現(xiàn)跌倒等問題。同時，導(dǎo)線移除之后，轉(zhuǎn)移過程也需要注重安全問題，否則也會出現(xiàn)安全事故。第四，過濾斷路器的絕緣油和液壓油時，需要注意漏油問題，一旦出現(xiàn)泄漏，遺漏的油會導(dǎo)致工作人員打滑，如果再出現(xiàn)濾油機開關(guān)操作手柄絕緣性差的問題，容易導(dǎo)致維修人員面臨危險；第五，修理斷路器時，容易出現(xiàn)傳動部件的銷軸、開口銷傷人現(xiàn)象，此時也需要加以關(guān)注[3]。

3 220kV出線斷路器和隔離開關(guān)故障檢修和處理措施闡述

3.1 220kV斷路器檢修

實際應(yīng)用過程中，常見的斷路器類型包括SF6斷路器、油斷路器兩種，一旦其出現(xiàn)問題會導(dǎo)致電網(wǎng)運行受到嚴(yán)重干擾。其中，斷路器監(jiān)測項目和檢測狀態(tài)見表1。

表1 斷路器監(jiān)測項目和檢測狀態(tài)量總結(jié)表

3.1.1 SF6斷路器檢修

該類型斷路器檢修專業(yè)性較強。檢修中，需要關(guān)注以下幾點內(nèi)容：第一，關(guān)注瓷套瓷柱外表，明確是否存在破損、裂紋或者放電痕跡等，然后檢查斷路器實際分合閘指示和儲能位置信號和后臺操作指示信號是否一致，如果出現(xiàn)不一致情況，證明該斷路器自身存在故障；第二，關(guān)注SF6氣體密度監(jiān)測及檢漏。正常狀態(tài)下，監(jiān)測數(shù)據(jù)和額定值相差無幾，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)與額定值存在出入時，需要及時查看補氣記錄并結(jié)合其他信息進(jìn)行判斷，才能明確壓力是否位于正常范圍，如果發(fā)現(xiàn)斷路器發(fā)出補氣信號時，需要及時完成操作；第三，結(jié)合以往經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，該類型斷路器最常出現(xiàn)故障的位置包括密封法蘭、壓力表連接處、法蘭連接面等，這些位置容易出現(xiàn)泄漏，因此檢修時需要重點進(jìn)行關(guān)注；第四，檢修過程中，針對泄漏問題，可以采用定性和定量檢測方法進(jìn)行分析，例如紅外成像檢漏、局部包扎法等均是可用措施；第五，注重含水量監(jiān)測，對該斷路器的含水量完成測驗，正常情況下檢修完成其內(nèi)部含水量體積分?jǐn)?shù)應(yīng)低于150ppm，運行時含水量體積分?jǐn)?shù)應(yīng)低于300ppm。

3.1.2 油斷路器檢修

在此主要探究SN10-10Ⅰ型斷路器檢修措施，在檢修過程中需要對斷路器的本體、傳動機構(gòu)重點進(jìn)行檢修。針對本體檢修時，應(yīng)從細(xì)節(jié)方面入手，選用符合標(biāo)準(zhǔn)的變壓器油對各組分進(jìn)行清洗，并全面關(guān)注是否存在變形、斷裂等問題，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)受潮現(xiàn)象，可采取放在變壓器油內(nèi)或置于80～90℃的烘箱中進(jìn)行干燥處理；如果發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電桿銅鎢頭存在輕度燒傷現(xiàn)象時，可采取砂紙或銼刀進(jìn)行打光，但燒傷嚴(yán)重則需要更換零件。

傳動機構(gòu)檢修時，需要注意各組件是否存在磨損問題，輕度磨損可以借助紗布或者銼刀進(jìn)行打磨，嚴(yán)重需要進(jìn)行更換[4]。同時，需要注意傳動機構(gòu)上的墊片、銷子、軸等位置潤滑油情況，酌情涂抹潤滑油，另外需要認(rèn)真檢查各匝間距離是否均勻、分合閘彈簧是否存在問題。如果存在異常情況需要及時進(jìn)行調(diào)整，如果無法調(diào)整則需要更換。其中，絕緣筒上端面與滅弧片上端面距離應(yīng)保持在63±0.5mm；觸頭合閘位置高度在130±1.5mm。

3.2 220kV隔離開關(guān)及檢修

隔離開關(guān)發(fā)揮重要作用，結(jié)合圖1可知，組成結(jié)構(gòu)相對煩瑣，各部件均發(fā)揮作用。一旦隔離開關(guān)出現(xiàn)問題，會導(dǎo)致電網(wǎng)穩(wěn)定性和安全性受到干擾。

3.2.1 接觸部分過熱的檢修

隔離開關(guān)中接觸部分過熱是常見故障。出現(xiàn)該故障時，一般需要停電進(jìn)行檢查，由于母線停電相對不常見，所以在檢修時可以從母線側(cè)隔離開關(guān)著手檢修。采取停一次點，梳理一片的方法可以有效解決母線側(cè)刀閘發(fā)熱情況。同時，檢修過程中注重細(xì)節(jié)問題。

注重隔離開關(guān)兩側(cè)接線板，需要重點查明是否采用銅鋁釬焊線夾，并選用質(zhì)量優(yōu)良的螺栓、優(yōu)質(zhì)線夾，并將接線板接觸面打磨光滑、雜質(zhì)清理干凈，在表面涂抹適量導(dǎo)電脂，科學(xué)設(shè)定力矩可有效保證安全性；隔離開關(guān)底座旋轉(zhuǎn)銅帶也是重點，需要有限查看是否出現(xiàn)松動、斷裂等現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)上述情況，需要清洗或者更換銅帶，同時需要對螺栓的松緊性進(jìn)行查驗，確保其連接牢固；動靜觸頭接觸面是關(guān)鍵。需要對隔離開關(guān)的分合閘、觸頭表面光潔度及夾緊彈簧展開檢測，確保其表面干凈、光潔，且無明顯問題，發(fā)現(xiàn)存在不足之處，需要結(jié)合實際情況進(jìn)行清潔或者更換。

3.2.2 絕緣子斷裂及閃絡(luò)放電檢修

針對上述情況進(jìn)行檢修時需要按照以下幾點完成檢修工作：第一，選擇新的支柱式絕緣子應(yīng)核驗其合格證明并選擇超聲波無損探測儀完成檢測，符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)才能得到應(yīng)用；第二，做好隔離開關(guān)絕緣子維護(hù)工作，定期進(jìn)行檢查檢修，及早發(fā)現(xiàn)問題；第三，優(yōu)先選擇防污瓷瓶，提高防污閃能力，并針對絕緣子表面噴涂好絕緣材料。

3.2.3 隔離開關(guān)拒分拒合檢修

隔離開關(guān)拒分拒合一般產(chǎn)生原因有兩種：傳動結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題。例如傳動機構(gòu)箱中進(jìn)水，從而導(dǎo)致部分部件銹蝕，此時可通過更換零件解決問題，同時在容易銹蝕位置涂抹潤滑脂可以預(yù)防問題；電氣原因?qū)е?。此部分相較第一種情況更難檢測和確定。當(dāng)確定是電氣原因?qū)е碌膯栴}時，需要先檢查是電機主回路還是控制回路的問題，如果是電機主回路，需要著重檢查電源、分合閘接觸器、電機及過熱保護(hù)等，如果是控制回路問題，重點檢查閉鎖回路、遠(yuǎn)近控轉(zhuǎn)換把手或者行程開關(guān)等。上述位置檢修中，發(fā)現(xiàn)元件損壞，需要圍繞損壞位置追根溯源，并及時更換部件。

3.2.4 分合閘不到位的檢修

該故障原因與電氣和機構(gòu)兩部分有關(guān)，當(dāng)上述故障出現(xiàn)時，需要先檢查電氣（電機輸出角度）和機械（主拐臂行程）是否都正常作業(yè)，如果存在一方工作不到位的情況，需要松開垂直連桿抱箍，科學(xué)調(diào)整位置，確定符合標(biāo)準(zhǔn)之后再次上緊抱箍。當(dāng)上述檢查完成之后，仍沒有找到問題成因，需要檢查隔離開關(guān)傳動連接部位、拐臂、連桿是否存在變形問題，出現(xiàn)問題之后需要及時更換，并探究各部件連接距離，存在異常應(yīng)科學(xué)調(diào)整[5]。

4 結(jié)語

本文結(jié)合實際高壓運輸線路段展開研究分析，全面探究220kV高壓輸電線路中出線斷路器及隔離開關(guān)故障檢修方法和處理對策。經(jīng)過系統(tǒng)性論述，對220kV高壓線路中出線斷路器和隔離開關(guān)常見故障有更為深入的了解。最終得出如下結(jié)論：第一，正確認(rèn)識SF6斷路器、油斷路器的工作機理和結(jié)構(gòu)組成，針對性總結(jié)常見故障并梳理相應(yīng)對策，可有效提升系統(tǒng)運行安全性；第二，隔離開關(guān)常見故障包括接觸部分過熱、絕緣子斷裂、污閃放電及拒分拒合等，檢修過程中，針對問題現(xiàn)象追根溯源，明確故障導(dǎo)致原因，針對性采取應(yīng)對措施，總結(jié)工作經(jīng)驗是確保高壓輸送線路穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。