LW11—63P型断路器在运行及操作过程中性能分析及对设备中SF6气体水分的控制论文_姜森,欧阳刚

LW11—63P型断路器在运行及操作过程中性能分析及对设备中SF6气体水分的控制论文_姜森,欧阳刚

(沈阳供电公司变电检修室 辽宁沈阳 110003)

LW11—63P型断路器是三级均装在同一基座上的机械联动的断路器,是以六氟化硫气体做绝缘和灭弧介子,采用单压变开距式的轴向同步纵吹灭弧原理来进行灭弧的,它具有技术参数高,使用寿命长结构简单,便于维护等优点。同时它还配备了国内比较先进的CQ—XIII型气动机构及LW—63G型单机供气柜,配备这种机构的断路器在祁家变电所就有十几台正在运行当中,通过几年来对LW11—63P型断路器的使用和观察,下面谈一下我对LW11—63P型断路器优缺点的一些看法:

一、CQ—XIII型气动机构在运行及操作中的性能:

CQ—XIII型气动机构是以压缩空气为动力使断路器实现气动分闸,与此同时使合闸弹簧实现储能,来完成合闸操作,它的主要结构是由连动机构、工作缸、电磁阀、储能系统等组成,它们在气动机构中都起着各不相同的作用。断路器在分闸后连动机构能够锁住合闸弹簧使其处于储能状态,在合闸操作时它又起着用较小的合闸操作力使断路器完成合闸操作的作用。采用电磁阀与主阀的目的是扩大工作缸的进气量,使气动操作机构有足够大的出力特性及用较小的电磁操作力来完成分合闸的操作。储能系统主要是有储气罐、主阀、气体管道通过压缩机压缩空气进行储能,并通过压力表、压力控制器、安全阀来监视和控制气体的压力变化,以上这些可以说明CQ—XIII型气功机构具有可靠的供气系统,储能系统和分合闸能力及重合闸能力,另外CQ—XIII型气动机构还具有出色的防跳系统和压力异常控制系统,使断路器合闸时,线路正处于短路状态,辅助开关S转换接通分闸回路,断路器分闸,防跳继电器的电流线圈通电,触头K1动作,接通防跳回路断开合闸回路。断路器就不能再次合闸了,而对于CQ—XIII型气动机构来讲它的压力异常控制系统也是相当严密的,当断路器内六氟化硫气体压力降低到0.45±0.02M pa(20℃)时,触点MDJ闭合,发出压力降低的报警信号,当断路器内六氟化硫气体压力降低到最低工作压力为0.4+±0.02Mpa(20℃)时,触点MDJ闭合,使中间继电器K3的线圈通电而切断操动机构的分合闸回路,从而达到防止断路器在气体压力低于要求时进行分合闸的目的,而用于断路器分合闸操作用的气体压力也是通过气动机构的电气回路控制的,当压缩空气的压力降低到1.45±0.02Mpa时,SP2动作,重合闸闭锁,当气压降低到1.35±0.02Mpa时,SP3动作,报警回路接通,当气压降低到1.28±0.02Mpa时,SP1动作,中间继电器K2接通,K2控制的触头断开分闸和合闸回路,实现分、合闸闭锁。

二、LW11—63P断路器中的水分来源及控制措施:

SF6气体中水份含量的多少是决定断路器绝缘性能好坏的重要指标,因为六氟化硫断路器在灭弧过程中,会有微量的SF6气体被分解,并生成金属氟化物和低氟化物,如果气体中含有水份,就可能生成腐蚀性很强的氢氟酸,氢氟酸对绝缘材料、金属材料有很强的腐蚀性,在温度低的时候就可能凝结成雾水附着在零件的表面,在绝缘件表面,可能发生沿面放电而发生击穿事故。从而危及到设备的安全运行及使用寿命。所以一定要严格控制断路器中SF6气体中的水分。那么断路器中的水份是从那里来的呢,通过近几年我对SF6电器设备的了解,我认为水分的来源主要有以下几个方面:

由于SF6气体本身含有微量的水份,在充气时由钢瓶直接充入设备中。

在设备安装时,将空气中水份带入设备中。

在充气过程中,充气管道及减压阀门均有可能将水份带入设备中。

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由于设备中的绝缘材料,随着时间的延长逐渐释放出微量的水份。

由于设备密封不严,使空气中水蒸气逐渐渗透到设备内部而造成。这是在设备运行一段时间后,断路器内水份含量逐渐增大的主要原因。因为设备中的水蒸气分压很低,通常只有几十帕。而大气中的水蒸气分压却很高,一般有几千帕。同时又因为水蒸气中的水分子直径小于SF6的分子直径,所以设备外部的水份子很容易顺着设备的渗漏点渗透到设备的内部。造成水份含量在SF6断路器中渐年增多。

综合上述,要想减少SE6断路器中水份的含量,首先要尽可能地减少断路器的渗漏点,以防止大气中的水蒸气渗透到断路器中,其次是在断路器安装时应尽量避免将大气中的水份带进断路器内部,对充气管道进行重新改进,使之尽可能地缩短,另外在充入SF6气体前,应用SF6气体对充气管道进行冲洗,使管道中的空气被SF6气体顶出,最后还应增加设备内部的吸附剂,来加大SF6断路器中水份的控制力度。

三、LW11—63P断路器在运行中常出现的问题及解决处理意见:

1、由于LW11—63P断路器是户外型,在运行中受气温条件的影响很大,而沈阳地区冬夏的温差很大,那么断路器在这种温差很大的情况下,本体内部SF6气体压力变化也很大,在张官变电所运行的LW11-63P断路器中就曾多次出现过SF6气体压力过高或过低的现象,给设备的安全运行和我们检修人员的检修带来了很大的麻烦。冬天气温低,SF6气体压力也随着降低,需要补气。而夏天气温高,SF6气体压力也随着升高,又需要放掉一部分气体,由于SF6气体价格比较昂贵,这样的一充一放,无形中给我局在经济上造成了很大损失。那么怎样解决这一问题呢,经过我们多次对这种现象的研究和分析认为,冬天气体压力过低是因为SF6气体在气温较低的情况下,压力也随之有很大的下降,另外由于断路器各部件受温差的影响,热胀冷缩的程度不同,使本体内的SF6气体有微量的渗出,有时会超出厂家规定的标准,而这就需要我们人为地缩小冬夏的气温差,在LW11-63P断路器每个单极基座下部的机构室内加装一个功率适当的加热器,这项技术在国外的早期产品中已有过尝试,在虎石台变电所运行多年的HQ12型断路器就是在每个单极基座下部装有加热装置,以保证断路器在冬夏温差很大的情况下得以安全运行,我想我们的断路器在安装加热装置的同时应配备必要的控制回路,就可以解决断路器内SF6气体随温差变化压力过低或过高的现象,同时还可以增加SF6气体在断路器灭弧室内的循环,提高断路器的灭弧能力。

2、LW11—63P断路器是靠单极供气柜来供给断路器气动操作系统来实现分闸的,在分闸的同时,又使断路器合闸弹簧储能,处于预备合闸状态。该断路器采用的是单相变开距式的轴向同步纵吹灭弧原理。因此对触头的运动速度和SF6气体密度都有很高的要求,对操作用的气体压力也有很高的要求标准,由于断路器受到这些因素的影响很可能会出现跳闸后不能重合的现象,原因是合闸闭锁继电器压力接点动作所致,同时也暴露出气泵电机起动接点压力低,当气泵在启动的临界状态时,断路器分闸,由于断路器分闸时的排气量很大,使分闸时的震动力也很大,合闸闭锁接点接通,后来我们把气压打到最高压力时进行重合闸模拟试验,结果又发现合闸闭锁接点在分闸过程中由于震动力的影响隙间也接通一次,使合闸回路放电而无法重合。综合上述等方面的原因,我提出以下几方面的改进措施:

(1).提高气泵电动机启动控制值,使电机在气动临界状态下能满足分合闸的要求;

(2).将合闸闭锁继电器移位,使它不在分闸时所产生震动力的震动范围内;

(3).将合闸闭锁接点取消,同时提高气体压力,降低报警信号的压力;

(4).提高断路器操作机构气体的储气量。

参考文献

(1)变电运行岗位技能培训教材.中国电力出版社1997.

(2)电气设备.工人出版社1984.

作者简介

姜森,男,1982年5月9号,辽宁沈阳人,工程师,硕士,变电检修。

论文作者:姜森,欧阳刚

论文发表刊物:《电力设备》2015年第11期供稿

论文发表时间:2016/4/28

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