六氟化硫(SF6)断路器的运转维护和故障处理分析

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【摘 要】目前电力系统中电压等级在35KV及以上的断路器中，基本上以六氟化硫断路器为主。本文对六氟化硫断路器的日常维护及故障分析处理进行叙述。

【关键词】六氟化硫断路器；维护检修；故障分析。

中图分类号：S219文献标识码： A

1 六氟化硫断路器的基本工作原理

六氟化硫断路器也称sf6断路器，它是一种将六氟化硫气体作为灭弧和绝缘介质的新型断路器。六氟化硫断路器的工作原理是当六氟化硫断路器中六氟化硫气体压力出现下降，达到第一报警值，继电器随之动作并发出补气压力信号；当气体压力继续下降，达到第二报警值时，继电器再次动作并同时发出闭锁压力信号，使断路器的分合闸回路断开，以此实现分合闸闭锁。

2 六氟化硫断路器的性能特点

六氟化硫断路器与其它非六氟化硫断路器相比有很多优点：（1）六氟化硫气体绝缘性能非常好，介电的强高，能大大优化灭弧室的结构。（2）结构简单，容易维护，体积小，重量轻。（3）运行可靠，灭弧能力强。（4）介质恢复速度快，冷却特性好，使用寿命长。（5）缺点是设备检修周期长。

3 影响六氟化硫断路器运行的主要原因

3.1 六氟化硫气体中含水量超标

六氟化硫断路器主要是利用六氟化硫气体作为介质进行灭弧和绝缘，但只有较为纯净的六氟化硫气体才具备较高的绝缘性能及良好的火弧性能。如果六氟化硫气体中有水分侵入，通常会导致六氟化硫气体绝缘强度降低，六氟化硫气体中的水分在电弧的高温作用下将发生化学反应，生成如硫酸，氢氟酸或其他的带有毒性的化学物质。这些有毒有害的物质会对断路器的金属材料以及绝缘材料造成严重的腐蚀，导致绝缘劣化，情况严重的还有可能引起设备爆炸。

3.2 固体杂质对六氟化硫断路器的影响

正常情况下，六氟化硫断路器的灭弧室中不可避免的会存在一些自由导电杂质。如果在六氟化硫断路器安装过程中由于措施不当造成六氟化硫气体中自由导电杂质介入，当六氟化硫断路器在分合闸过程中，由于这些自由导电杂质的影响，通常会使含有杂质的六氟化硫气体的击穿电压降低至只有纯净六氟化硫气体击穿电压的10%，并且含杂质气体的击穿电压还和杂质的大小，位置、材质、形状以及运行特性有密切的关系。六氟化硫断路器在操作过程中，在电场和六氟化硫气体气流的双重作用下，其中的杂质相当于带电质点在电场中运动，会导致外壳与带电部位的气体间隙的击穿电压降低，甚至会被出穿造成接地。

4 六氟化硫断路器的日常维护

4.1 对六氟化硫气体中水分的控制措施

（1）要控制好六氟化硫断路器中新气的含水量。当设备完成安装后，需进行充装六氟化硫气体，新气体充装前，应依据相应的质量标准对其进行验收检验。

（2）应尽量避免在进行充气操作时带入水分。充气之前，要对新气体气瓶的压力进行检查，看其是否符合出厂要求，然后再对所有管路进行清洗，接头处可使用电吹风进行加热驱潮。充气时应先将气瓶的控制阀门拧开，并把连接管用六氟化硫气体冲一下，随后将其与断路器连接。充气后六氟化硫断路器气室中的气压要尽量高于实际要求值。

4.2 对六氟化硫断路器瓷套和线圈进行检查

还要对密封件的气密性进行检验，看其是否严密，防止由于密封件不严导致水分渗入和六氟化硫气体泄漏。还需注意的是在实际运行中的六氟化硫断路器，应定期测量六氟化硫气体含水量，新安装或大修后应三个月测量一次，待含水量稳定后可每年测量一次，灭弧气窒含水量应小于300ppm，其它气窒小于500ppm。

5 运行故障的分析和处理

5.1 六氟化硫断路器漏气故障

六氟化硫断路器漏气故障主要出现在：（1）六氟化硫气体密度计接入六氟化硫气体压力表铜管连接头处漏气；（2）接头阀门开关O型密封圈变形老化漏气；（3）六氟化硫气体铜连接管漏气；（4）六氟化硫断路器瓷式底座密封组件、聚四氟乙烯圈和橡胶由于密封圈边缘没有封好、在室外气候条件下密封退化严重漏气。

六氟化硫气体漏气处理：用LF-I六氟化硫气体检漏仪检测，检查漏点周围空气中的六氟化硫气体溶度，确认漏气点。六氟化硫气体压力表连接头漏气处理：在不停电的工作中，找到分段阀门、关闭阀门进行更换六氟化硫气体压力表，查看六氟化硫气体压力表、表压正常就不用进行加气工作。更换接头阀门开关要在断开断路器停电条件下进行，主要是要预防开关过程造成六氟化硫气体压力降低，引起断路器闭锁。首先要找到总的六氟化硫阀门并关闭，取下阀门开关用无水酒精清理阀门接口处，擦拭阀门开关及O型密封圈，在O型圈上涂密封胶进行更换处理。

六氟化硫由于漏气要进行充气，以保持气压正常：（1）打开断路器充气开关阀堵头，充入0.04MPa 六氟化硫气体；（2）打开充气口挡板用六氟化硫气压吹走管道内的空气，关闭检查口；（3）拆下六氟化硫气瓶堵头，与气管接头相连接紧固；（4）气瓶接头与阀堵相接时，留空隙吹走气管内空气，拧紧固O型密封圈间接口；（5）调节减压阀和气瓶阀门，使减压阀出口压力保持0.2～0.6MPa之间；（6）观察六氟化硫气体压力表，压力达到额定值再加0.02～0.03MPa，先关闭断路器充气阀，再关闭气瓶阀门和减压阀，充气完成。

5.2 六氟化硫气压误报警

运行中的断路器，在夏天温度升高压力表会出现压力升高报警，这主要是六氟化硫气体在气候条件下自身密度变化造成的。冬天密度减少会存在压力过低报警，这是气体的热膨胀、冷缩引起的。六氟化硫气体气压报警时要对所处环境温度进行换算，核对气体压力报警正确与否；同时还应对六氟化硫气体密度开关，六氟化硫气体压力表进行检查、校验，压力表不准也会引起压力误报警，上述无误只要加强巡视检查就可保证安全运行。

5.3 六氟化硫断路器拒动故障

所谓断路器拒动也就是当保护装置或人为对断路器发出合闸、分闸指令时，断路器不动作，仍保持原运行状态，此种故障危害很大，它使得断路器无法接通或断开电源，导致无法停送电或事故情况下不能切断故障电流，导致事故升级扩大。产生拒动的原因主要有：六氟化硫气体压力、液压机构不正常；操作电气回路有异常。应检查操作电压是否正常，合闸线圈有无损坏，分闸继电器有无断线开路，检查辅助接点位置转换是否到位；如果闸阀内积污严重，导致断路器行动不畅，需进行闸阀的清洗及更换压力油。

5.4 六氟化硫断路器液压操作机构故障

目前国内六氟化硫断路器多数采用液压操作机构，此种机构缺陷较多。分析原因主要有以下几点：液压机构中的油质不合格，油中杂质比较多，混有许多颗粒、杂质，在操作过程中颗粒、杂质卡在密封胶圈上，使得密封不严造成泄漏，导致油压下降。

因此在运行过程中要经常进行油质检查，保证油质合格；当环境温度变化大时，将导致油的体积发生变化，影响油压；密封胶圈材质与实际工作环境不匹配，当夏天油温比较高时，而国内六氟化硫断路器液压机构的密封胶圈大多采用三元乙炳烯材料，该材料在高温情况下无法满足密封要求。若将密封胶圈更换为丁氰橡胶材料，其耐高温性能，密封能力将明显提高。

6 结束语

根据本文中描述，影响六氟化硫断路器安全运行的因素很多，控制好这些影响因素，以正确的方法进行维护和检修，才能保障六氟化硫断路器的安全稳定运行。

参考文献：

余红.110kV变电站六氟化硫断路器安全运行的相关问题研究.中国高新技术企业，2011（14）.

张若飞.杜黎明.张利燕SF6高压断路器故障分析.高压电器，2010（2）.