【正文】 電壽命和近區(qū)故障開斷性能等方面尚需繼續(xù)改進(jìn)和提高，但在 110220kV 電壓等級電網(wǎng)中使用量卻與日俱增，發(fā)展勢頭相當(dāng)迅猛。 SF6斷路器的滅弧原理六氟化硫斷路器采用SF6氣體作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)，SF6氣體具有良好的絕緣性能和滅弧能力，因此在斷路器中的應(yīng)用得到迅速發(fā)展。正常時SF6氣體作為絕緣，其壓力較低，約為 MPa 一 MPa。斷路器分閘時。 單壓式SF6斷路器只有一種壓力較低的壓力系統(tǒng)，既只有在斷路器開斷的過程中，由動觸頭帶動壓力活塞或壓氣罩，利用壓縮氣流吹熄電弧。在分閘過程中，排氣閥開啟。高壓區(qū)噴向低壓區(qū)的氣體，再經(jīng)氣體循環(huán)系統(tǒng)和壓縮機(jī)抽回高壓區(qū)。絕緣子支柱式（積木式結(jié)構(gòu)） （1）“T”形布置：一般用于220kV及以上特別是500kV斷路器，如LW7系列的220kV斷路器、日本三菱的SFM型500kV斷路器、ABB公司的ELFSP7－21型500kV斷路器。（3） “Y”形布置：一般用于220kV及以上的單柱雙斷口斷路器。 圖2—4 落地罐式SF6斷路器 按觸頭動作方式定開距式： 兩個噴嘴的距離固定不動，動觸頭與壓氣罩一起運動。圖2—5 定開距滅弧室結(jié)構(gòu)圖1－壓氣罩；2－動觸頭；3－靜觸頭；4－壓氣室；5靜觸頭；6固定活塞；7拉桿 基本原理：斷路器的觸頭由兩個帶嘴的空心靜觸頭5和動觸頭2組成。由絕緣材料制成的固定活塞6和與動觸頭2連成一體的壓氣罩1之間圍成壓氣室4，通常采用對稱雙向吹弧方式變開距式：在開斷過程中，開距隨動觸頭（連同噴嘴）運動而不斷增大。 觸頭系統(tǒng)：工作觸頭、弧觸頭和中間觸頭。簡單開斷就是說，開斷時只通過動、靜觸頭之間距離的不斷加長來開斷，即沒有氣吹，也沒有通過磁場力讓電弧在SF6氣體里運動來冷卻電弧，這種辦法比較簡單，效果當(dāng)然不太理想，現(xiàn)在早已不用了。這種SF6斷路器的優(yōu)點是滅弧能力強，開斷容量大，金屬短接時間、固有分閘時間和全開斷時間都比單壓式的短；但是它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，輔助設(shè)備多，在SF6氣體的低壓區(qū)和高壓區(qū)之間要有壓縮機(jī)和管道，此外，高壓的SF6氣體的壓力比較大，很容易液化（如在16個大氣壓下，SF6氣體的液化溫度是5℃），因此需要有加熱裝置。單壓式吹弧就是在SF6斷路器內(nèi)只有一種氣壓的SF6氣體存在，一般為5—6個大氣壓，但是在開斷時動觸頭先要帶動一個壓氣罩運動一段距離，在壓氣室內(nèi)集聚一部分較高壓力的氣SF6體后，才斷開觸頭，電弧燃燒，這時噴口打開，這部分高壓SF6氣體進(jìn)行吹弧。目前主流產(chǎn)品是252kV 以下為單斷口；550kV 為雙斷口。從單斷口大電流看，日本(三菱、日立、東芝公司)等走在了前面 1993 年已開發(fā)出 550 kV，63 kA 單斷口 SF6斷路器，代表了當(dāng)前的較高水平。自能式吹弧自能式吹弧又有自生壓力式和旋弧式。旋弧式是利用電弧電流在線圈中所產(chǎn)生的磁場，用這個磁場產(chǎn)生的電磁力來驅(qū)動電弧，讓電弧在SF6氣體中快速旋轉(zhuǎn)，使電弧受橫向相對氣流的吹拂和冷卻，來達(dá)到熄弧的目的；目前這種方式主要用在中、低壓配電系統(tǒng)中。然而，液壓與氣動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝要求高，運行故障率較高，根據(jù)國際大電網(wǎng)會議的調(diào)查，操動機(jī)構(gòu)故障占斷路器故障的 44％。降低了操作功，從而可以采用彈簧儲能機(jī)構(gòu)提高斷路器可靠性，目前已在 72．5 kV245 kV 電壓范圍取得成果。世界各大公司都推出了自己品牌的白能式斷路器，我國也推出了國產(chǎn)化的新型斷路器。如上海華通開關(guān)廠(華通)引進(jìn)的戶內(nèi)式 BAI 型開關(guān)柜(10kV 一 35kV)中用的 HB 型斷路器和西安高壓電器研究所開發(fā)的戶外式 Lw8—3 型等。SF6封閉式組合電器GIS是氣體絕緣全封閉組合電器的簡稱，它是由斷路器、隔離開關(guān)、接地（快速）開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線（三相或單相）、連接管和過渡元件（SF6—電纜頭、SF6—套管）等電器元件組成，它用金屬筒做外殼，把導(dǎo)電桿和絕緣件封閉在內(nèi)部，在筒中充入一定壓力的SF6氣體，SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)。GIS與常規(guī)變電站相比，它的占地面積和空間顯著減少，而且電壓等級越高，就越明顯；以500kV為例，%—2%，體積只有常規(guī)變電站的千分之幾。GIS的帶電導(dǎo)體和絕緣件全部被封閉在金屬殼內(nèi)，不受外界環(huán)境的影響，適合用于環(huán)境條件惡劣和污染嚴(yán)重的地區(qū)；GIS的重心和落地罐式斷路器的重心相當(dāng)，都是比較低的，所以抗震能力強，適合用于高地震烈度地區(qū)；GIS的檢修周期比較長，一般在10—20年，也有一些廠家提出不需要檢修，這就大大降低了檢修的人工和費用。第3章 故障統(tǒng)計分析與控制措施 故障統(tǒng)計方法按設(shè)備原因分類SF6斷路器故障可按設(shè)備自身原因分類。其中機(jī)構(gòu)故障可根據(jù)機(jī)構(gòu)類型分為彈簧機(jī)構(gòu)、液壓機(jī)構(gòu)、氣動機(jī)構(gòu)等，機(jī)構(gòu)原因引發(fā)的故障較多。按故障類型分類SF6斷路器故障可根據(jù)故障類型分類。機(jī)構(gòu)故障中可分為機(jī)構(gòu)本身機(jī)械故障，機(jī)構(gòu)回路故障。本體故障可分為SF6氣體滲漏，微水超標(biāo)，回路電阻超標(biāo)等。有的后果影響嚴(yán)重可能造成電網(wǎng)事故，有的后果輕微不會造成嚴(yán)重影響。非計劃停運指斷路器在運行過程中因設(shè)備故障造成計劃停電檢修外的設(shè)備停運。斷路器障礙指斷路器在操作過程中由于故障造成無法合閘、分閘或斷路器緊急停運造成了電網(wǎng)損失，障礙的后果較為嚴(yán)重但還沒有造成事故。我們對斷路器故障進(jìn)行統(tǒng)計時不是單純的按某一種分類進(jìn)行的，而是互相結(jié)合的。只有這樣才能發(fā)現(xiàn)重大設(shè)備隱患，對設(shè)備的運行檢修提供有力的幫助。 圖3—2 2005年～2009年斷路器設(shè)備裝用量增長率變化情 按滅弧介質(zhì)分類統(tǒng)計截至2009 年底，國家電網(wǎng)公司系統(tǒng) 12～800kV 高壓開關(guān)設(shè)備在運量總計為434784臺，同比增加34003 臺，其中 800kV 41臺、550KV 3296臺、363KV 1038臺，均為SF6設(shè)備；252kV 18938臺，SF6設(shè)備 18735 臺；126kV 44233 臺，SF6設(shè)備 41842臺； 7266臺，SF6設(shè)備 6600臺； 70077 臺，SF6設(shè)備 39712 臺，真空 25991 臺；12kV289922 臺，SF6設(shè)備 3604臺，真空 8498 臺。4） 7266臺，其中SF6斷路器6600臺，真空斷路器28臺，少油斷路器638臺。6）12KV斷路器21176臺，其中SF6斷路器3604臺，真空斷路器277990臺，少油斷路器8313臺，多油斷路器15臺。 圖3—12 圖3—13 退役高壓斷路器情況及分析電壓等級(kV)5年以內(nèi)(臺)610年(臺)1115年(臺)1620年(臺)21年以上(臺)退役裝用量所占比例退役裝用量所占比例退役裝用量所占比例退役裝用量所占比例退役裝用量所占比例55002265%0716%4199%1656%1433%3630636%0183%2119%069%1631%252711496%385314%1771549%71382%75197%1261225115%7613785%2713814%265965%270554%124000%351838%24856%80296%159276%合計(臺)3143512%14921836%4786537%4321768%5341091%表3—3 退役設(shè)備情況統(tǒng)計表 圖3—14 不同投運年限斷路器退役情況 圖3—15 不同投運年限組合電器退役情況 SF6斷路器非計劃停運情況統(tǒng)計斷路器非計劃停運總體情況統(tǒng)計 電壓等級（kV）在運臺數(shù)（臺）非計劃停運（次）停運率 （次/百臺 圖3—18 （含組合電器）非停責(zé)任原因分布按設(shè)備原因統(tǒng)計1）設(shè)備原因非停按年限分布 圖3—19 設(shè)備原因造成的停運率按投運年限分布2）設(shè)備原因非停按制造廠分類圖3—20 2009年主要制造廠斷路器設(shè)備原因非停率情況圖3—21 2009年主要制造廠組合電器設(shè)備原因非停率情況圖3—22 近5年主要制造廠斷路器設(shè)備原因非停率變化趨勢3）設(shè)備原因非停按部位統(tǒng)計因機(jī)構(gòu)故障引起非計劃停運，其中液壓機(jī)構(gòu)故障引起非計劃停運次數(shù)占全部非計劃停運次數(shù)的 %。其次，液壓油中如有雜質(zhì)將會使密封閥口關(guān)閉不嚴(yán)，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)打壓頻繁。 圖3—23 斷路器設(shè)備原因分布圖3—24 組合電器設(shè)備原因分布 SF6斷路器缺陷情況統(tǒng)計及分析 斷路器的缺陷情況統(tǒng)計 2009 年，國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)高壓斷路器共發(fā)生缺陷 6399 臺次，實際消除缺陷5833 臺次，缺陷消除率為 ％。設(shè)備類型缺陷分類缺陷發(fā)現(xiàn)數(shù)量缺陷消除數(shù)量缺陷消除率斷路器危急缺陷427427100%嚴(yán)重缺陷1002990%一般缺陷49704416%合計63995833%表3—5 斷路器的缺陷情況統(tǒng)計 典型缺陷統(tǒng)計1) ABB公司2005年至2009年出廠的LTB245E1型和LTB145E1型斷路器，多次出現(xiàn)分合閘拐臂斷裂；2) 平高電氣1992年至2002年出廠的LW6110型和LW10220型斷路器液壓機(jī)構(gòu)滲漏油和絕緣拉桿松動脫落；3) 西開有限1996年至2003年出廠的LW15220型斷路器氣動機(jī)構(gòu)管路易進(jìn)水，造成機(jī)構(gòu)生銹卡澀；4) 西門子2004年1月出廠的3AT1 EI型斷路器機(jī)構(gòu)油泵易進(jìn)氣，引起打壓超時或頻繁打壓，需經(jīng)常帶電排氣。目前的質(zhì)量問題主要集中在元器件的設(shè)計、加工工藝及材質(zhì)，部件或整體的裝配質(zhì)量，以及配套件的質(zhì)量等方面。組合電器設(shè)備制造及安裝質(zhì)量亟待提高統(tǒng)計表明，%為近5年投運的產(chǎn)品，分析新投產(chǎn)品問題較突出的原因：首先，近幾年設(shè)備裝用量急劇增加，專業(yè)技術(shù)管理水平無法完全滿足GIS設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能性元件多，涉及多個專業(yè)領(lǐng)域等的要求；其次，設(shè)備安裝質(zhì)量經(jīng)常達(dá)不到產(chǎn)品安裝技術(shù)條件要求，因現(xiàn)場安裝較差造成的組合電器非停15次，%，%；還有，多數(shù)運行單位暫時還不具備對組合電器設(shè)備的檢修能力，需要依靠制造廠的技術(shù)力量進(jìn)行整體檢修，造成許多現(xiàn)場檢修和消缺工作不能及時完成。首先，除一些關(guān)鍵部件需進(jìn)口外，800kV GIS和罐式斷路器大部分零部件實現(xiàn)國產(chǎn)化，雖然國產(chǎn)零部件從技術(shù)性能與參數(shù)上與進(jìn)口件相差不多，但卻普遍存在批量生產(chǎn)后產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定；其次，部分核心部件嚴(yán)重依賴進(jìn)口，卻放松對其進(jìn)行應(yīng)有的檢測，出現(xiàn)進(jìn)口零件屢次發(fā)生質(zhì)量問題；再次，由于新投設(shè)備數(shù)量眾多，高素質(zhì)專業(yè)技術(shù)人員短缺問題開始暴露，許多專業(yè)管理由運行人員代替，專業(yè)管理水平不高；最后，由于工程進(jìn)度緊迫，制造廠對運輸和安裝等細(xì)小環(huán)節(jié)考慮不周，造成現(xiàn)場安裝質(zhì)量存在安全隱患。此外，%，%。導(dǎo)致本體漏氣的主要原因是密封件材質(zhì)不良，密封圈（墊）材料的性能無法達(dá)到制造廠承諾的要求，部分廠家采購密封件后，缺乏嚴(yán)格的入廠檢驗程序，并未通過試驗手段驗證其使用壽命。在線監(jiān)測和帶電檢測技術(shù)手段尚不夠完善目前，高壓開關(guān)設(shè)備在線監(jiān)測和帶電檢測技術(shù)的應(yīng)用還夠成熟、可靠，不僅缺少完備的導(dǎo)則、標(biāo)準(zhǔn)作為支撐，也缺乏足夠數(shù)量的能夠準(zhǔn)確掌握檢測方法的技術(shù)人員，甚至出現(xiàn)監(jiān)測儀器的可靠性不如被監(jiān)測設(shè)備本身的情況。對252kV及以上重要設(shè)備、存在缺陷或隱患的設(shè)備擴(kuò)大在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用；加強在線監(jiān)測裝置運行管理，定期開展運行分析；加強在線監(jiān)測、帶電檢測技術(shù)與傳統(tǒng)停電試驗項目的對比研究，進(jìn)一步提高狀態(tài)檢修技術(shù)水平。（1）總則為了加強SF6設(shè)備管理、運行維護(hù)管理和檢修管理，特制定本規(guī)定。本規(guī)定編制依據(jù)：1）國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(DL/T6031996) 《氣體絕緣封閉開關(guān)設(shè)備運行及維護(hù)規(guī)程》；2）國家電力公司國電發(fā)[2000]589 號《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求》（2000）；（2）運行設(shè)備的一般要求設(shè)備應(yīng)有標(biāo)以基本額定參數(shù)等內(nèi)容的制造廠銘牌和運行雙重編號，設(shè)備的基本參數(shù)必須滿足裝設(shè)地點的運行工況。 設(shè)備的接地支座或金屬外殼應(yīng)有明顯的接地標(biāo)志，接地螺栓不小于M12，且接觸良好。 為監(jiān)視SF6氣體壓力，35kV及以上設(shè)備應(yīng)裝有壓力表（或壓力表接口）和密度繼電器。（3） 設(shè)備投運新裝或大修后的設(shè)備，投運前必須驗收合格，才能施加運行電壓。進(jìn)口設(shè)備接進(jìn)口設(shè)備技術(shù)條件執(zhí)行，也可參照以上兩條執(zhí)行。運行中 GIS 對于運行、維修人員易觸及的部位，在正常情況下，其外殼及構(gòu)架上的感應(yīng)電壓不應(yīng)超過 36V。SF6開關(guān)設(shè)備巡視檢查，運行人員每天至少一次，無人值班變電所按照省電力公司《無人值班變電所運行導(dǎo)則》規(guī)定進(jìn)行巡視。內(nèi)容包括：1）斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、接地開關(guān)的位置指示正確，并與當(dāng)時實際工況相符。3）通風(fēng)系統(tǒng)是否正常。5）斷路器、負(fù)荷開關(guān)、避雷器的動作計數(shù)器指示值是否正常。7）有無異常聲音或異味發(fā)生。9）各類配管及閥門有無損傷、銹蝕，開閉位置是否正確，管道的絕緣法蘭與絕緣支架是否良好。11）接地是否完好。對氣動機(jī)構(gòu)三個月或每半年對防塵罩和空氣過濾器清掃一次。空氣儲氣罐要每周排放一次積水。做好空氣壓縮機(jī)的累計啟動時間和次數(shù)記錄。若在短期內(nèi)空氣壓縮機(jī)頻繁起動，說明有內(nèi)漏，運行人員應(yīng)及