Анализ типичных неисправностей высоковольтных выключателей SF6 в подстанционном обслуживании

1 Основная структура и принцип работы высоковольтных выключателей SF₆

Высоковольтные выключатели SF₆, как незаменимое ключевое оборудование в энергетической системе, их структура и принцип работы являются основой, обеспечивающей безопасную и стабильную работу электросети. Они состоят из множества точных компонентов, включая, но не ограничиваясь, изоляторы, проводящие части, камеры дугогашения, приводные механизмы и цепи управления. Изоляторы обычно используют материалы высокой прочности, чтобы выдерживать напряжение электрического поля в условиях высокого напряжения; проводящие части изготовлены из металлов с высокой электропроводностью, чтобы обеспечить плавный поток тока.

Камера дугогашения является сердцем выключателя. Она использует высокоактивные вещества, образующиеся при разложении газа SF₆ под действием дуги, для быстрого охлаждения дуги и ускорения восстановления изоляционной прочности, тем самым обеспечивая быстрое и безопасное прерывание цепи. Газ SF₆, как гексафторид серы, его отличные изоляционные и дугогасительные свойства являются основными причинами его широкого применения в высоковольтных выключателях. В момент, когда ток проходит через ноль, газ SF₆ может эффективно погасить дугу и предотвратить ее повторное возгорание, обеспечивая, что выключатель может надежно выполнить задачу отключения. Кроме того, газ SF₆ обладает отличными герметизирующими свойствами, которые могут эффективно изолировать проникновение внешней влаги и примесей. Это имеет большое значение для поддержания чистоты и сухости внутренней среды выключателя, тем самым обеспечивая, что оборудование может работать стабильно долгое время.

В плане дизайна высоковольтные выключатели SF₆ также оснащены передовыми приводными механизмами и цепями управления. Эти компоненты работают в координации, чтобы обеспечить, что выключатель может реагировать на различные сложные операционные требования энергосистемы. Приводной механизм отвечает за выполнение операций открытия и закрытия выключателя, в то время как цепь управления отвечает за мониторинг и регулировку рабочего состояния выключателя, чтобы обеспечить точность и надежность его действий.

2 Распространенные неисправности высоковольтных выключателей SF₆ при обслуживании подстанций
2.1 Утечка газа SF₆

Утечка газа SF₆ является одной из самых распространенных неисправностей в выключателях SF₆. Такая утечка приведет к снижению изоляционных характеристик внутри выключателя, что повлияет на его нормальную работу. Причины утечки могут включать старение и повреждение уплотнений или недостаточное уплотнение при установке. Утечка газа не только снижает производительность выключателя, но может также нанести вред окружающей среде, так как SF₆ является парниковым газом, который оказывает значительное влияние на глобальное потепление.

2.2 Неисправность приводного механизма

Приводной механизм является ключевой частью выключателя, ответственной за операции открытия и закрытия. Если приводной механизм выходит из строя, это может привести к сбою в работе выключателя. Такие неисправности могут включать недостаточное накопление энергии пружин, утечку гидравлического масла, утечку сжатого воздуха в пневматической системе и другие проблемы. Неисправность приводного механизма не только влияет на производительность выключателя, но может также угрожать безопасной и стабильной работе всей энергетической системы.

2.3 Износ контактов

При частом использовании или длительной работе выключателя контакты (проводящие части) могут изнашиваться, что повлияет на электропроводимость и способность выключателя открываться и закрываться. При сильном износе это может привести к проблемам, таким как нагрев и горение контактов, и даже к отказу выключателя, что повлияет на стабильное электроснабжение энергетической системы.

2.4 Неисправность вспомогательного переключателя и защитной цепи

Вспомогательный переключатель используется для мониторинга состояния выключателя, а защитная цепь используется для защиты выключателя от повреждений, вызванных неисправностями. Если эти компоненты выходят из строя, это может привести к тому, что выключатель не сможет правильно реагировать на потребности системы в защите, что повлияет на безопасность всей энергетической системы.

2.5 Проблемы с перенапряжением

Перенапряжение может возникнуть при выполнении операций отключения выключателем, и эта ситуация может привести к повреждению окружающего электрооборудования. Для смягчения этого воздействия обычно устанавливаются устройства защиты от перенапряжения, такие как ограничители перенапряжения. Меры защиты от перенапряжения имеют решающее значение для обеспечения стабильной работы энергетической системы и безопасности оборудования.

2.6 Старение или повреждение механических компонентов

При длительной эксплуатации или в суровых условиях механические компоненты выключателя могут стареть, деформироваться и т.д., что повлияет на их механические характеристики. Повреждение механических компонентов может привести к тому, что выключатель не сможет нормально функционировать, и даже может привести к аварийным ситуациям.

3 Меры по техническому обслуживанию и ремонту распространенных неисправностей высоковольтных выключателей SF₆ при обслуживании подстанций
3.1 Техническое обслуживание и ремонт при утечке газа SF₆

Для обеспечения безопасной работы оборудования с газом SF₆ рекомендуется использовать ультразвуковые детекторы утечек или галогенные детекторы утечек. Оба этих инструмента эффективны для обнаружения утечек газа SF₆. Регулярные проверки позволяют своевременно обнаруживать потенциальные точки утечек, и можно принять соответствующие меры, чтобы предотвратить утечку газа, которая может нанести вред окружающей среде и оборудованию.

В повседневном обслуживании необходимо тщательно следить за состоянием уплотнений. При обнаружении признаков старения или повреждения уплотнений их необходимо немедленно заменить. При замене уплотнений следует строго соблюдать требования по уплотнению, предоставленные производителем, чтобы обеспечить правильную установку новых уплотнений и их должное уплотняющее действие, тем самым гарантируя герметичность и безопасность работы оборудования.

Во время мониторинга, если обнаружено снижение давления газа SF₆, что может быть признаком утечки газа, необходимо немедленно принять меры для пополнения газа, чтобы оборудование могло поддерживать нормальный рабочий диапазон давления. При пополнении газа следует использовать высокочистый газ SF₆, соответствующий стандартам, чтобы избежать влияния недостаточной чистоты газа на изоляционные характеристики оборудования. Одновременно во время процесса заполнения газом необходимо строго контролировать введение примесей, чтобы гарантировать чистоту газа, что обеспечит стабильную работу оборудования и продлит его срок службы.

3.2 Техническое обслуживание и ремонт при неисправности приводного механизма

Для обеспечения нормальной работы приводного механизма необходимо регулярно проверять состояние накопления энергии пружины, чтобы убедиться, что пружина имеет достаточные энергетические резервы. Для оборудования с гидравлическим приводом необходимо тщательно проверять уровень гидравлического масла, чтобы убедиться, что он находится на подходящем уровне, и оценивать качество масла, чтобы убедиться, что оно соответствует стандартным требованиям. Если уровень масла оказывается недостаточным или качество масла ухудшается, необходимо немедленно принять меры для пополнения или замены гидравлического масла, чтобы поддерживать нормальную работу системы.

Для оборудования с пневматическим приводом регулярные проверки являются обязательными. Это включает мониторинг давления сжатого воздуха, чтобы убедиться, что оно находится в безопасном и эффективном диапазоне, и проверку целостности уплотнительных компонентов, чтобы предотвратить утечку воздуха, которая может привести к снижению производительности оборудования или его сбою. Благодаря этим профилактическим мерам можно обеспечить стабильность и надежность пневматической системы.

Для поддержания эффективной работы приводного механизма регулярная очистка и смазка механических компонентов имеют большое значение. Очистка позволяет удалить накопившиеся загрязнения и примеси, чтобы предотвратить их влияние на износ или засорение оборудования; правильная смазка может уменьшить трение между компонентами и снизить риск сбоев в работе.

3.3 Техническое обслуживание и ремонт при износе контактов

Для обеспечения безопасной и стабильной работы электрооборудования необходимо тщательно проверять степень износа контактов при каждом техническом обслуживании. Во время проверки следует использовать точные измерительные инструменты для измерения толщины контактов, чтобы убедиться, что она находится в допустимом диапазоне. Если обнаружено, что степень износа контактов превышает допустимый диапазон, чтобы предотвратить возможные неисправности и опасности, необходимо немедленно заменить изношенные контакты.

Для контактов с небольшим износом плоскость поверхности можно восстановить с помощью профессиональных методов шлифовки. Однако во время шлифовки необходимо строго контролировать глубину и силу шлифовки, чтобы избежать чрезмерной потери материала контактов, что может повлиять на их нормальную производительность и срок службы. Поэтому шлифовочные работы должны выполняться опытными техниками, чтобы обеспечить точность и безопасность операций.

Для эффективного увеличения срока службы контактов рекомендуется оптимизировать частоту операций выключателя, чтобы снизить ненужные частые операции. Частые операции не только ускоряют износ контактов, но и могут привести к преждевременному старению других компонентов электрооборудования. Поэтому разумное планирование и корректировка частоты операций, а также избегание ненужных операций являются важными мерами для улучшения срока службы контактов и обеспечения стабильной работы оборудования.

3.4 Техническое обслуживание и ремонт при неисправности вспомогательного переключателя и защитной цепи

① Проверка вспомогательных переключателей
Для обеспечения нормальной работы и безопасности оборудования регулярные и подробные проверки вспомогательных переключателей имеют большое значение. Этот процесс включает тщательную проверку состояния контактов переключателя, чтобы убедиться, что они хорошо контактируют и нет ослабления или коррозии. Если во время проверки обнаружены проблемы, такие как плохой контакт или износ, необходимо немедленно принять меры для регулировки или замены переключателя, чтобы избежать возможных неисправностей оборудования или аварийных ситуаций.

② Тестирование защитных цепей
Защитная цепь является ключевым компонентом, обеспечивающим безопасную работу электрооборудования. Поэтому регулярное и всестороннее тестирование защитной цепи является необходимым. Цель этого тестирования — убедиться, что защитная цепь работает надежно и вовремя, и может быстро отключить питание в случае аномальных ситуаций, чтобы предотвратить повреждение оборудования или травмы. Если результаты тестирования показывают, что с защитной цепью есть проблемы, такие как отклонение калибровки или повреждение компонентов, необходимо немедленно выполнить калибровку или заменить поврежденные компоненты, чтобы обеспечить нормальную функциональность цепи.

3.5 Техническое обслуживание и ремонт при проблемах с перенапряжением

Для обеспечения безопасной и стабильной работы энергетической системы рекомендуется устанавливать ограничители перенапряжения рядом с выключателем. Это позволит эффективно предотвратить повреждение оборудования, вызванное перенапряжением при ударах молнии или по другим причинам, тем самым продлевая срок службы оборудования и обеспечивая его нормальную работу.

Для дальнейшего улучшения эффективности и безопасности работы энергетической системы рекомендуется оптимизировать режим работы выключателя. В частности, следует обратить внимание на то, что при значительных колебаниях напряжения в системе или резких изменениях нагрузки следует избегать операций с выключателем, чтобы предотвратить неисправности оборудования или аварийные ситуации, вызванные неправильной работой.

3.6 Техническое обслуживание и ремонт при старении или повреждении механических компонентов

Необходимо проводить всесторонние проверки механических компонентов выключателя, включая, но не ограничиваясь, приводные валы, соединительные стержни, подшипники и т.д. Во время проверки следует обращать особое внимание на степень износа, трещины, деформацию и другие явления компонентов. При обнаружении признаков старения или повреждения необходимо немедленно выполнить замену или ремонт, чтобы предотвратить дальнейшее расширение неисправности.

Для ключевых компонентов, таких как приводные валы и соединительные стержни, необходимо регулярно проводить смазку, чтобы уменьшить износ и продлить срок службы. Одновременно для уязвимых частей, таких как подшипники, необходимо регулярно проверять их состояние работы, чтобы убедиться, что они вращаются плавно, без аномальных шумов или нагрева. При необходимости следует заменить новые подшипники, чтобы обеспечить нормальную работу механических компонентов.

Для механических компонентов выключателя также необходимо регулярно проводить испытания на нагрузку, чтобы моделировать работу в реальных условиях, чтобы проверить их производительность и надежность. Благодаря этим испытаниям можно своевременно обнаружить потенциальные проблемы и принять соответствующие меры по техническому обслуживанию, чтобы обеспечить стабильность и безопасность работы выключателя в различных условиях.

Для всех работ по техническому обслуживанию и ремонту необходимо вести подробные записи, включая информацию, такую как модель замененного компонента, время обслуживания и обслуживающий персонал. Эти записи имеют важное справочное значение для последующих работ по техническому обслуживанию и анализу неисправностей, помогая улучшить эффективность технического обслуживания и надежность работы выключателя.

3.7 Другие меры по техническому обслуживанию

Для обеспечения стабильной работы энергетической системы необходимо регулярно проверять рабочую температуру выключателя, чтобы предотвратить повреждение оборудования, вызванное перегревом. Этот шаг крайне важен для обеспечения нормальной работы оборудования и продления его срока службы.

Для поддержания нормального рабочего состояния выключателя необходимо регулярно очищать его корпус. Удаляя накопившуюся пыль и предотвращая коррозию и другие проблемы, можно эффективно избежать негативного влияния этих факторов на производительность оборудования, обеспечивая безопасность и надежность энергетической системы.

С учетом постоянного прогресса технологий своевременная модернизация выключателя является эффективным средством для улучшения его производительности и надежности. Анализируя условия работы и исторические данные оборудования, можно целенаправленно проводить необходимые технические усовершенствования, чтобы обеспечить, что выключатель будет соответствовать требованиям современных энергетических систем.

4 Заключение

При обслуживании подстанций в энергетической системе техническое обслуживание и устранение неисправностей высоковольтных выключателей SF₆ имеют большое значение. Регулярные проверки и соответствующие меры по техническому обслуживанию позволяют эффективно предотвращать возникновение неисправностей, обеспечивая безопасную и стабильную работу энергетической системы. В этом процессе техники должны строго следовать процедурам, использовать передовые средства обнаружения и технологии, и постоянно улучшать качество и эффективность технического обслуживания, чтобы обеспечить надежную работу энергетической системы.