550 k V高压变电站气体绝缘开关的耐震能力分析

张 杰

（广东电网公司肇庆供电局变电管理所，广东 肇庆526060）

0 引言

和传统的高压开关相比，气体绝缘开关的优势显著，它具有非常强的环境适应性能，运行时不易受到外界条件的影响，具有比较强的防污闪性能，较佳的抗震性能，广泛应用于电力系统中。550 k V高压变电站中使用气体绝缘开关意义重大，不仅可有效节省开关设备的占地空间，还可保证变电站运行的高效化与便捷化。

1 影响550 k V高压变电站气体绝缘开关耐震能力的因素

气体绝缘开关的主要构成包括断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线以及各种连接件和出线端。在气体绝缘开关设备中主要使用的绝缘介质是SF6气体，因而，气体绝缘开关的很多性能都与SF6断路器有着密切的联系。SF6断路器类型主要包括双压式断路器阶段、单压式断路器阶段、热膨胀式断路器阶段。双压式的SF6断路器因其落后的性能已经不再被使用，而单压式的SF6断路器一般采用液压和气动的操作机构。热膨胀式的断路器是利用电弧在燃烧中产生的气体来吹弧，在很大程度上提高了断路器的安全性和可靠性，但是其中弹簧部件具有的能量比较小，所以就相对延长了断路器开断的时间，导致其向高压容量大的断路器发展的空间逐渐缩小，也会影响其使用功能，因而在很多领域中，SF6断路器已经朝着自能式的方向改进和完善。

通常情况下，断路器的故障主要出现在控制部分和辅助回路中。现阶段，断路器的制造中采用了很多先进的技术手段，极大地提高了断路器控制系统的安全性和运行的可靠性，例如使用的传感器技术、光纤传导技术等，可以非常方便地简化控制系统的操作程序和步骤，快捷地实现系统的各项操作。SF6断路器的操作机构也在不断发展，利用液压弹簧机构，不仅可将弹簧和液压2方面的优点有机结合在一起，而且可极大简化系统的结构，有效提高操作机构的可靠性。在此基础上形成的气体绝缘开关具有非常高的使用灵活性能，在实际安装过程中也非常简单，环境适应性能非常强，且便于维护。但在实际应用过程中只有充分降低气体绝缘开关设备内部闪络故障发生的频率，才可提高气体耐震性能。

2 提高550 k V高压变电站气体绝缘开关耐震能力的有效措施

为了增强气体绝缘开关的使用性能，就要从最容易产生故障的方面入手，建立起高效的故障排查与处理机制，保证电力系统的安全运行。

首先要保证气体绝缘开关中的SF6断路器的高效运行。断路器在运行过程中，需要纯度比较高、含水量比较高的气体，而系统运行时往往因为内部构件发生闪络导致SF6气体产生各种分解物质，气体中的水分将逐渐渗入到气体的绝缘设备中，在较高的气压下，过量的水分很容易导致气体的绝缘程度不断降低，严重的时候还会在系统的内部造成闪络事故，影响断路器的正常工作。如果SF6断路器中的其他一些带有毒性的分解物从系统中泄露出来，就会对操作人员的身体健康带来严重威胁，同时也会对大气环境造成一定程度的污染，可见要保证断路器中气体的质量，还要做好防水工作。温度也会对SF6断路器的运行状况产生一定影响，同时运行的几台设备中，如果测试的温度不同，所得的结果中的水分含量就有差别。一般来说，如果温度比较低，气体中水分的含量就相对少一些；如果温度比较高，则含量就会相对多一些。在对断路器的构件进行组装时，假如没有进行专门的烘干处理，则会将水分带进系统中，组装的环境越潮湿，存留的水分就会越多。所以组装的环境温度最好控制在25℃左右，相对湿度控制在60%以下，另外还要对组件进行烘干处理，以保障系统的质量。

为了确保SF6断路器元件中的气水含量比值在规定的范围内，这就要对断路器进行定期检测，要按照说明书上的程序进行严格测试，并要使检测周围的环境一直处于比较清洁的状态下。在对SF6断路器检漏时，千万不能将检测仪器的探头在浓度比较高的SF6气体中放置太久，因为这样会对探头造成一定程度的损害，导致测量结果的误差比较大。为了使进入电气设备的气体的质量比较高，就要减少水分的进入，当对设备的管道进行常规的冲洗时，可使用电吹风吹接头来驱潮。另外，吸附剂也要经常更换，保证其作用的正常发挥。吸附剂在使用前要对其进行额外的处理，以便降低测量误差。当在户外组装设备并进行充气时，要把所有用具都放置在上风向处，这样有利于保证充入气体的质量。当在室内进行充气时，要确保通风良好，使用的管道大多都是紫铜管或不锈钢管，这两种管道的质量均属上乘，保证管道的干燥率和清洁程度尤其关键。

SF6断路器构件中还经常出现一些固体杂质，这也会影响断路器的使用状况。产生固体杂质的原因包括以下几点：（1）电气设备在出厂时并没有将其中的固体杂质完全清除。（2）断路器在运行的过程中，各个金属器件相互摩擦产生杂质。（3）化学反应中所分解的粉尘颗粒物质。固体杂质对SF6断路器的影响主要体现在对电压的影响上，电压不稳定会给电力系统的正常运行带来很多故障。这些杂质对SF6气体的击穿电压的影响最大，杂质的材料、大小、形状和位置都会对击穿电压产生影响，所以要对SF6断路器所存在的杂质进行必要的检测和处理。

对气体绝缘开关进行预防性的检测工作是非常重要的环节。气体绝缘开关中主要使用SF6气体作为绝缘和灭弧的介质，SF6气体质量的好坏直接决定着断路器乃至整个气体绝缘开关的操作机构的稳定性能。和常规的断路器预防性检测的工作项大致相似，对断路器内部性能评判的主要方式是检测SF6气体中含水量的多少，倘若断路器不存在大范围漏气的情况，可以在一年之中检测一次。在对主回路的直流电阻进行测量的时候，要保证实际的测量值不能超过初始测量值的1．2倍，如果之前发生过由于紧固螺钉没有拧紧而烧蚀了电杆，就要引起相关部门的高度重视。

其次要保证绝缘子的有效运行。绝缘子的安全性影响着整个电力系统的安全，一旦发生断裂就会给母线、变电站、发电厂的正常运营带来重大安全隐患。绝缘子产品本身的质量不够好是导致绝缘子断裂的原因之一。绝缘子在制作时需要将内部构造制作得足够完整和均匀，如果工艺不精良，使用的效果也会不达标。绝缘子在长期使用过程中会出现老化现象，质量受到影响。在安装绝缘子时由于外力的作用会导致它的弯曲和变形，致使最终断裂。因此在实际应用中最好使用强度比较高的绝缘子产品，相应延长使用期限，同时要加强日常的巡视和维护力度，及时检查气体绝缘开关的触头有没有发生变形，引线的长度是否符合标准，还要经常擦拭绝缘子上的污秽，在转动部位涂一层防滑油，保障气体绝缘开关使用的安全性和稳定性。

3 结语

综上所述，气体绝缘开关的使用安全性能关系重大，不仅关系到电力系统的正常有序运行，还关系到社会经济的健康发展。为此要建立起有效的检测与评估系统，对开关的日常运行情况进行全面的跟踪监督，及时发现问题并处理，加强系统的维修与养护，增强气体绝缘开关的内部抗闪络性能，保障电力系统的稳定运行。

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