SF6全封閉組合電器故障原因分析及防控措施

黃騰飛 張磊

摘要：組合電器設備在現代電力系統中具有極大的應用價值，能夠確保供電的完整性與安全性，給鄉村及城市供電過程提供了強有力的保障。本文主要闡述了SF6全封閉組合電器容易發生的故障及有效的防控策略。

關鍵詞：SF6全封閉組合電器;產生故障類型;有效防控策略;

SF6全封閉組合電器將SF6氣體作為絕緣介質，將高壓電器元件密封在金屬筒當中，占地面積較小，不容易受到外界環境的干擾，整塊運輸過程極其方便，感應磁場較小。

一、組合電器的應用優勢及特點分析

首先，SF6是組合電器內部的絕緣及滅弧介質，能夠降低導電體金屬地電位殼體之間的絕緣距離大小，節約占地面積及安裝空間。例如，500kv的組合電器與500kv敞開式電氣設備的占地面積比例為1：8，說明組合電器節約了大量的占地面積。

其次，在組合電器設備當中，所有的電器元件都被封裝在同一個金屬殼之內，避免帶電部件和空氣直接接觸，很少受到外界環境的影響，具有較高的可靠性與安全性，能夠獲得理想的工作效果。

再次，制造廠已經完成了對于組合電器元件的調試工作，所需要的現場安裝及調試的工作量較小，可以減小變電站的安裝時間，給安裝過程提供了強有力的效率保障。

最后，在經過調試與制造之后，產品質量處于較高水平，需要定期維修斷路器的質量，無需額外檢查其他元件即可，大大減少了維修工作量及運行過程耗費的資金。

隨著電力行業的發展及人們對電能的需求量與日俱增，供電企業應不斷改進供電技術，選擇合適的組合設備達到不同地區的電源需求，實現供電平衡與使用安全。目前，多數變電站使用的供電電器設備為SF6全封閉組合電器。該組合電器主要依據SF6氣體的絕緣性來實現電器的封閉性，在使用過程中將該電器設計為限制電弧、幫助熄滅電弧的裝置，然后組裝電纜、開關、避雷裝置、電流電壓互感裝置等，完成整個電器的基本框架。該組合電器的組裝部件較復雜，因此具有多樣化的封閉性，在使用過程中造成組合電器封閉性降低的影響因素較多，工作人員應定期檢修，查詢漏氣原因并采取措施預防，對可能漏氣的部位進行整改，并制定出科學合理的解決方案。

二、組合電器產生故障的原因分析

（一）SF6氣體發生泄露，斷路器設備故障

組合電器本體的密封性較差，密封圈性能難以達到制造廠商的基本要求，容易發生漏氣現象，需要完善入場檢驗程序，延長設備的使用壽命。組合電器斷路器的缺陷主要發生在計數器上，容易出現失靈現象，機構故障嚴重，容易產生二次電氣元器件損壞的結果，引發嚴重的拒動故障。

（二）電弧發生擊穿，隔離刀閘及匯控柜存在缺陷

盆式絕緣子容易被電弧擊穿，尖端放電效應及雷電效應也會造成電路短路的后果。隔離刀閘的缺陷主要出現在電動分開合閘部位上，容易出現分合閘發燙、二次電器元件遭到損壞的現象。匯控柜出現的故障主要為分合閘的指示燈亮度較差、位置指示失效等，給正常工作流程產生了較大的影響。

（三）控制回路中斷，水分過多

在組合電器設備運行過程中，容易出現控制回路中斷的問題，需要及時采取調整策略，確保電路的穩定運行。例如，中堯站的控制電器設備主要是為西安西開高壓開關生產的商品，儲能接觸器損壞時難以完成儲能任務，需要斷開控制回路的線路，使得彈簧能夠接收到儲能信號。操作機構內部容易出現元器件損壞，這是發生眾多故障的根本原因。在生產時，廠家需要嚴格挑選設備元器件的質量，加大對技術規范書的審查力度，確保生產元器件的質量。

若在安裝組合電器設備時并未確保外部環境的真空狀態，容易造成設備底部受潮嚴重，出場時的干燥條件并未達到相關標準，需要嚴格審查環境中的水分含量，避免充氣管道之內存在大量水分。

（四）打壓液壓機的頻率較高，安裝環境較差

若液壓機的切換閥門密封性較差，內部存在著較多的油污，可能會對液壓機的工作效果產生較大影響。需要提高GIS的耐壓力水平，提高內部元器件的加工精度，提高外部電場的均勻性，避免出現載流導體發燙的后果。在開關連鎖發生故障是，需要確保三工位隔離開關、斷路器、母線電壓壓感器及進出線帶電顯示裝置的接觸點質量較高，避免造成分合閘操作失敗的后果，確保工程質量。

（五）機構箱內的二次線纜松動

機構箱內的二次電纜松動時，可能會造成各種故障。運行人員需要做好日常巡查與審視工作，重視對隔離開關的檢查，實時檢測SF6氣體壓力的變化，及時發現異常聲音、異常氣味及表面生銹問題，加大對二次在線檢測技術的檢查力度，及時發現系統內部故障，提高GIS設備的安全性。

三、預防組合電器設備故障的有效策略分析

為了降低組合電器發生故障的概率，需要加大對各個環節的監控強度，使得設備質量滿足相關要求。

首先，在選型過程中，需要根據電網型號完成選型任務，提高技術執行過程的規范性。

其次，在現場施工過程中，需要加大對環境管理的強度，避免出現重大故障。根據相關條例，需要嚴格控制裝配作業的質量，采取必要的防塵控制策略，如搭建起防塵帳篷及圍欄等，使得空氣的干凈程度高于9級。在施工作業區，需要確保其相對濕度大于80%，避免在陰雨天氣時完成施工任務。在裝配施工過程中，不得在作業區內部進行粉塵及金屬微粒的工作任務，仔細審查施工方案的合理性，提高空氣的潔凈性，科學安排停電時間，控制電力影響范圍。個別施工現場缺乏臨時施工篷，需要采取其他有效策略，如禁止施工汽車行駛，加蓋保護膜等策略，使得空氣的粉塵度達到9級以上，滿足供應商的基本生產需求。

在驗收過程中，需要嚴格執行新型技術規范，提高建造效率，落實反饋策略。需要做好對于重點設備的中間驗收工作，在密封之前采取清潔及干燥策略，明確施工執行規范。

在交接時，需要根據組合電器設備的新型技術規范完成任務，改變傳統試驗方法，提高試驗標準。可以在進行交流耐壓試驗的同時檢測局部設備質量，提高設備的耐壓水平。

最后，在運維環節，需要嚴格按照檢修規程落實巡視任務，按照預試規程完成預防性試驗任務，縮短帶電局放、紅外成像等檢測技術手段的作用周期，及時更換元器件設備，運用進口產品提高電氣元件的可靠性，避免出現繼電器質量較差的問題。對于組合電器設備的絕緣問題，需要重點開展盆式絕緣子缺陷檢測及評估工作，檢查局部放電特點，提出針對性的檢測及評估策略，加大技術監督力度，落實技術規范條約。

結束語：

綜上所述，隨著社會電力需求的增加，組合電力設備變電所數量大大增加，可能會出現各種故障。為了提高組合電器設備運作過程的安全性，降低設備出廠時的風險水平，需要嚴格按照運作標準完成工作任務，檢查設備的工作性能，加大對安裝現場的監管強度，提高工作人員的專業化水平，做好現場驗收工作，選擇科學合理的巡查養護力度，使得組合電器設備能夠廣泛應用于生產過程中。

參考文獻：

[1]劉思遠，楊逸，張英，王浩然，王振興，王建華，耿英三，劉志遠.一種由直流后備式熔斷器和直流真空負荷開關構成的直流組合電器[J].高壓電器，2015，51（11）：22-25.

[2]李付永，孫龍勇，姚燦江，劉英英，徐剛，高炳燦，王福亞，楊光，賈英鋒，師麗芳，朱承治，張任，韓峰，呂進.新型126 kV復合式組合電器的研究與開發[J].高壓電器，2020，56（10）：220-227.

[3]張仕民，李衛偉，楊洋，時士峰，蔡英俊，陳安明，岳小斌，李堅，周旭，盧貴有.某500 kV組合電器斷路器分閘不到位故障發現及分析[J].四川電力技術，2020，43（01）：67-71.