1 引言

　　随着社会经济水平的不断提高，工业生产与人们生活对电能的需求不断增长，这使得电力系统迎来了巨大的发展机遇和现实挑战，输配电安全可靠性已经成为电力系统发展最重要的问题。与此同时，对电气设备的运行状态及检修技术提出了更高的要求。SF6作为高电压等级电路保护动作控制的重要器件，其工作特性和运行检修吸引了电力行业工作者们的广泛关注，是当前继电保护专业的研究热点内容。

　　2 SF6断路器故障状态检修现状原则

　　SF6断路器是高压电力系统中输配电保护的重要设备，能够在电力系统出现异常情况时，及时切断故障联系，防止事故扩大，对于保护输配电系统设备和人们的生命财产安全都有着重要意义。中国电力科学研究院高压开关所对我国断路器的运行情况作了统计，在2008年～2012年全国电力系统110kV及以上高压断路器运行中的事故和障碍以及事故原因的统计中，拒动及开断关合事故等占25%，绝缘事故占41.7%，误动事故占22.2%，载流事故占2.8%，其他占8.3%。图1为SF6断路器工作结构图。

图1 SF6断路器工作结构图

　　一直以来，断路器的检修都是按照检修工艺要求进行，缺乏结合电力企业自身实际的计划，随着断路器设备本身功能的结构改进，以及电力系统对SF6断路器性能要求的提高，SF6断路器检修也逐步向系统化发展。电力公司明确规定，断路器应按照规定的时间周期进行检测，对断路器的状态检测和故障诊断的各项功能进行检修，防止出现设备事故。要保证断路器设备检修的有效、有序进行，对SF6断路器进行状态检修时，需要选择满足以下的原则检修装置和设备，即：

　　(1)选择能够带电作业的检修设备。

　　(2)状态检修过程远程集中控制。

　　(3)设备的质量良好，可靠性高。

　　(4)对参数进行非损伤性的检查，并保持零部件的完好。

　　(5)状态参数必须能够准确反应SF6断路器工作状态。

　　2 SF6断路器状态检修要素分析

　　2.1 SF6断路器运行状态影响要素分析

　　目前，对SF6断路器的检修要素主要包括以下几方面：

　　(1)检测SF6断路器的气压是否有泄漏现象，并找出泄漏部位进行处理。SF6气体微水是否超标，若超标应更换合格新气。

　　(2)测试SF6断路器的分合闸电压，保证断路器在规定的低电压范围内，能可靠动作。

　　(3)检测断路器大电流回路电阻是否超标，若电阻严重超标会导致断路器事故的发生。

　　(4)测试断路器的分合速度、合闸时间等一些机械特性。

　　(5)检测断路器内SF6气体的微水含量，若微水超标将影响SF6介质的灭弧性能和绝缘性能。

　　(6)SF6断路器绝缘瓷套表面污垢，造成延面放电。

　　图2为SF6断路器状态影响要素构成

图2 SF6断路器状态影响要素构成

　　对于开断磨损、机械试验、电气试验、气体泄漏试验等可以量化的评估指标，带入相应的分布函数计算。对于像工作环境、维修记录、生产厂家、外观情况等其他定性描述的数据，则可采用模糊统计实验法的专家评定法：制作专家打分表，对每一具体评价对象的每项指标，根据专家经验和看法进行认定，再通过多位专家调查表的总汇，得到各个因素对应等级的频数，经过归一处理，即可得到各个因素对应等级的隶属度。

　　在通过相应参数隶属度计算的基础上，获得SF6断路器状态影响要素权重，并以此为基础进行状态分析计算，进而获得更为准确的状态检修参考依据。

　　2.2 常见SF6断路器运行故障

　　SF6断路器状态检测的主要功能是：

　　(1)健康诊断：即监测SF6断路器是否需要检修。

　　(2)运行状态诊断：即监测各设备运行状态下的运行信号，进而判断其是否运行正常。

　　现主要介绍几种常见的SF6断路器故障特征，供以后的断路器故障分析工作参考。

　　(1)断路器分(合)闸故障。即合闸(分闸)后，断路器无任何动作。原因可能是弹簧储能故障或机械部位故障。处理方法即先检查回路是否正常，若是内部部件故障则通过机械故障检修，找出故障原因并采取相应的措施解决。

　　(2)断路器连接处接头发热。表现为接头处有异味。这类故障一般是由于接头处理不当，如螺丝没拧紧等引起的。发现接头处有异常味道时，用远红外测温仪测温即可发现故障点，找到故障后除去接头处的氧化层，修复即可。

　　(3)SF6气体压力不足。定时记录SF6断路器的压力值，根据当时温度折算成标准数值，再判断压力值是否正常。SF6开关气体泄漏故障主要是相关接合部位密封元件密封不牢导致的，出现气体泄漏故障时，SF6断路器会发出低气压报警，提醒检修人员对开关传动杆等易出现密封问题的部位进行检查。SF6开关出现气体泄漏故障的主要原因是密封件本身质量问题，当密封件存在空隙、表面加工精度不足时都会形成泄漏隐患。同时，开关装配环节也会导致泄漏问题的出现，如装配时杂质掺入密封面、密封圈紧固操作不合格等，均会形成密封不严的问题，在SF6开关内部的灭弧扰动作用下极易形成气体泄漏。

　　如图3所示SF6断路器温度-气压曲线图，指示不同温度下对应不同的SF6气压值。根据曲线可得知压力是否正常、断路器运行是否良好。××变电所曾根据此曲线变化图查出110kV线路上SF6断路器气压异常变化，后检测得知是由于焊缝密封不严导致漏气，经处理后，充气至0.5MPa(20℃)之后，断路器运行正常。

图3 SF6断路器的温度-气压曲线图

　　如图4所示断路器分闸时断路器波形的变化情况，其波形变化指示断路器的运行状况。若断路器运行状况良好，图中t1、t4不会发生变化;若变化较大，表示断路器存在故障，应仔细查找故障根源并采取相应的措施。

图4 SF6断路器分闸动作波形

　　3 SF6断路器的状态检修技术应用要点研究

图5 SF6断路器的状态检修流程图

　　3.1 SF6开关机械状态检修

　　SF6断路器的机械故障大体同其他断路器的机械故障相同，开关失控故障主要包括：开关启动、停泵、报警、闭锁动作不正确等。造成SF6多级压力开关失控故障的原因主要包含以下几点：

　　(1)开过动作机械传动不灵活，导致控制动作受阻。

　　(2)开关控制机构内部压力接点失衡，无法正确进行受力传递。

　　(3)压力微动开关管道阻塞，开关无法正常微动作用。

　　(4)开关内部传动丝杆和凸轮机构连接不牢固，控制回路接点接触不良。

　　当SF6断路器出现机械故障时，工作人员要立即切断操作电源，并将SF6气体回收，并用真空泵将残存气体抽出，其保持断路器中真空度在133.33Pa以下然后，在根据具体点的故障情况分析和找出故障的产生原因，并实施有针对性的处理办法，并及时的同生产制造厂家进行联系

　　3.2 SF6开关气体泄漏状态检修

　　SF6开关出现气体泄漏故障的主要原因是密封件本身质量问题，当密封件存在空隙、表面加工精度不足时都会形成泄漏隐患。同时，开关装配环节也会导致泄漏问题的出现，如装配时杂质掺入密封面、密封圈紧固操作不合格等，均会形成密封不严的问题，在SF6开关内部的灭弧扰动作用下极易形成气体泄漏。检验SF6断路器漏气的主要技术办法有以下3种，即：

　　(1)泡沫检漏法这种方法是最原始的检漏方法，它能够对断路器中较大漏点的漏气速率以及确切位置进行直观的反映泡沫法的成本基本为零，但由于需要在断路器的各个部位进行逐个的泡沫涂抹和观察。因此，其工作量非常大，且不能对断路器的带电本体进行气体检漏。

　　(2)激光成像检漏仪法这种方法是目前新兴的一种高科技检漏技术，它能够对断路器的气体泄漏位置、速率以及其他情况进行精确地判断，但由于仪器的价格昂贵，因此目前上没有得到广泛的普及。

　　(3)定性检漏仪报警法这种方法的仪器使用方便、简单，对设备灵敏度的调节通常只有高低两档，能够反复的对断路器进行探测。

　　4 SF6断路器运行维护要点研究

　　4.1 严格按照说明书进行现场安装和调试

　　SF6气体在电弧作用下，小部分会被分解，生成一些有毒的低氟化物，如SOFZ，SF4，SOF4和SOZF6等，对人体健康有不良影响，对金属部件也有腐蚀和劣化作用。所以断路器安装后现场必须进行检漏和微水测量，检测微水含量需待气室的湿度稳定后进行，一般每三个月测一次，一段时间后湿度才保持稳定，此时可一年测一次。新设备充气后24h后方能进行电气试验，含水量的测定应在断路器充气48h后进行。试验标准严格《电力设备交接试验标准》(GB50150-2006)的规定执行。SF6断路器在运行、检修过程中，一定要遵守《六氟化硫电气设备运行、试验及检修人员安全防护细则》(DL/T639-1997)的规定。

　　4.2 强化变电运行维护人员的日常巡视检查

　　应着重检查断路器的外绝缘部分(瓷套)是否完好，无损坏、脏污及闪络放电现象;整体紧固件应无松动、脱落;断路器内部应无异常声响，同时注重值班人员每天抄录压力表读数作为日常巡视内容，当发现在同一温度前后两次读数差值超标时，及时汇报主管部门，进行全面检漏。SF6断路器的维护每年对外壳锈蚀部分进行防腐处理及补漆;应定期对断路器转动及传动部位作一次润滑(半年一次)，并操动三次应正常。

　　4.3 提升SF6开关检修重点部位管理水平

　　检修试验人员除常规预防性试验外还应查找SF6在密封面、焊缝和管路接头处有裂纹或密封不严气体泄漏原因。每两年使用专用的检漏仪对SF6气体进行检漏每年应进行一次SF6汽体微量水分测试。同时，还应加强操作机构及二次回路的日常监控和维护。保证开关可靠、正常运行。

　　5 结语

　　综上所述，SF6断路器状态检修技术是一项科学而系统的工作，对于维持电力设备的安全稳定运行有着重要作用，是保证区域经济发展的重要基础。本文只是对SF6断路器故障检修技术进行了简单的探讨，要构建科学性、系统性、合理性的断路器检修技术，需要电力企业检修人员齐心协力，设备研发人员针对点电力企业的实际需求，对设备进行有针对性的改进，电力企业配置适当的电力设备等，及时掌握改进SF6断路器检修技术的新途径。