變電一次設備故障檢測及檢修的探析

夏梓云 潘閱

摘要：一次設備是電網的重要組成部分，在確保變電站功能實現中發揮著重要性的作用，但在實際的運行過程中會受到多種因素的影響，極易出現各種類型的故障。為始終確保變電一次設備可以安全穩定的運行，必須認真做好對故障的檢測與檢修，并充分明確故障檢測與檢修的要點?；诖?，本文對變電一次設備故障檢測及檢修作系統的分析論述，以期為相關人員提供參考。

關鍵詞：一次設備;故障檢測;故障檢修

引言

一次設備是指直接應用于生產與使用電能，比二次設備電壓高的電氣設備，顯著功能是保護電氣和載流導體。一次設備在變電站中有廣泛的應用，所發揮出的作用是十分顯著的，比如可以限制短路電流的電抗器，再比如可以接通和斷開電路的開關設備。變電站的一次設備主要包括電抗器、變壓器、斷路器、隔離開關，其中變壓器是變電系統的重要組成部分，發揮著至關重要的作用。在實際的運行過程中，一次設備很容易出現負荷量、操作等因素的影響繼而出現故障，直接影響到變電站的安全穩定。為有效降低變電一次設備故障的發生風險，必須認真做好故障檢測及檢修工作，將故障風險及時消除。

1 變電一次設備故障檢測及檢修的常用方法

對于變電一次設備故障檢測與檢修來說，最為主要的對象是斷路器、變壓器、避雷器。在實際開展檢測及檢修工作時，工作人員可以去使用專業性的診斷系統與檢測儀器，采取相對應的技術手段來完成預期任務，最大限度消除變電一次設備運行過程中的風險隱患。比如為了確認變電一次設備是否存在缺陷與故障，可以使用紅外診斷、帶電監測這些方式，其中的紅外診斷方式能夠非常有效地確定地緣老化和接觸不良。紅外測溫與熱成像技術在變電一次設備的故障檢測及檢修中有著非常廣泛的應用，應用優勢是非常值得肯定的。具體來說，紅外測溫與熱成像技術屬于一種非接觸性診斷技術，對于工作人員的專業能力不作太高的要求，安全性與檢測效率均是較高的，在增強變電一次設備運行的穩定性與安全性中發揮著重要作用。從技術原理的角度來說，在變電一次設備正常的運行狀態下，設備發熱規律、表面溫度、溫升情況均是較為穩定的，一旦發生運行故障，則與正常運行狀態的各個參數信息有很大的差異?；诖?，工作人員通過比對兩種運行狀態下的檢測數據，可以很好地確定出變電一次設備出現故障的類型與部位。需要注意一點，在實際使用紅外測溫與熱成像技術時，工作人員要確定檢測設備是否處于帶電運行狀態，及時將遮蓋設備的物體移開。若是所檢測的設備屬于電流致熱種類，則要將檢測工作選定在設備運行的高峰狀態[1]。

除紅外測溫與熱成像技術，在變電一次設備故障的檢測及檢修中，也有另外一些應用效果良好的方式，比如狀態檢修、使用在線監測裝置、預防性檢測及檢修，均有著較好的應用效果。在預防性檢測及檢修中，工作人員可以定期和不定期的去檢測變電一次設備，判斷是否存在故障風險。使用在線監測裝置時，工作人員可以使用帶電測量的方式來檢測設備是否存在故障風險，這一種方式有很好的應用效果，有著廣泛的應用。

2 變電一次設備故障檢測及檢修的要點

2.1斷路器的檢測及檢修

斷路器發揮著重要性的作用，顯著功能便是為變電設備提供良好的保護與控制作用，所以必須確保斷路器處于良好的運行狀態?？偟膩碚f，斷路器在運行過程中最易出現五種故障：一是電氣控制輔助回路故障;二是絕緣老化降低;三是接觸不良;四是操作系統故障;五是SF6氣體泄漏，這些故障對斷路器的穩定運行均有較大的影響。針對斷路器常見的故障風險，在實際開展檢測及檢修工作時，可以選擇性的使用以下五種方式：

①工作人員要按照相關的規范標準要求，全面檢查分合閘電磁鐵的動作電壓，繼而結合最低值來判斷是否在規范標準內，最終確保斷路器設備可以可靠地分、合閘動作。

②結合斷路器的運行特點做好定期測試工作，需要對分合閘和三相不同期進行定期測試，保證三相同期（分閘不同期小于等于3ms，合閘不同期小于等于5ms）。

③對斷路器SF6氣體的相關性質做好檢測分析，尤其是要檢測SF6氣體的密度與含水量，在此基礎上來判斷出SF6斷路器的運行狀態。

④定期檢查斷路器的完整性和觸頭完好性，同時要結合實際情況去測量主回路的電阻值。

⑤定期檢查斷路器的補氣記錄，對于補氣頻繁的斷路器，需進行SF6氣體檢漏，必要時進行斷路器解體大修。

2.2變壓器的檢測及檢修

變壓器在變電站的穩定運行中發揮著重要的作用，是變電站重要的設備之一，所以如何做好變壓器的保護與控制一直都是行業研究的重點。在變壓器的運行過程中，很容易受到內部因素與外部因素的影響，往往這些因素對變壓器運行有較大的影響，很容易導致變壓器出現故障。從內部因素的影響這一角度來說，當繞組接觸外殼、繞組間存在匝短路、變電器繞組間存在短路這些故障時，變壓器也會隨之出現故障。再從外部因素的影響這一角度來說，主要有兩種常見的故障，一是熱故障，二是電故障。在熱故障中，若是變壓器的溫度在局部處于不斷累積的情況，一旦溫度過高，則變壓器勢必會被燒蝕，最終影響到變壓器的功能[3]。在電故障中，受到一些外部環境因素和電磁的影響時，變壓器會很容易便出現放電與火花的問題，此時變壓器的運行安全勢必受到影響。

針對變壓器在運行過程中所出現的各類風險故障，必須結合相關要求認真做好檢測與檢修工作。在實際開展變壓器的檢測與檢修工作時，首先要明確變壓器的運行狀態，精準判別變壓器所存在的運行風險，工作人員可以借助超聲探頭來收集放電聲，若是發現存在放電聲的異常情況，則需要使用相關的技術手段做進一步的檢測。具體來說，工作人員可以使用震動探頭來探測變壓器的異常震動情況，并得到變壓器異常震動的軌跡，此時能夠精準判斷變壓器的運行故障，即確定出變壓器是否存在線圈變形、異常放電、零件松動的問題。另外，在日常巡查過程中工作人員要做好故障判斷，結合變壓器運行過程中的噪聲來判斷故障。為了確認變壓器的絕緣是否存在問題，可以使用絕緣在線監測系統和超聲探頭，在探測到異常放電聲后即可以來判斷?？偟膩碚f，變壓器的絕緣故障檢測及檢修需要從多個方面來展開，比如要通過絕緣紙的老化試驗與含水量檢測來分析。在判斷變壓器是否要拆修時，工作人員可以使用接地絕緣測試儀，借助接地絕緣測試儀能夠很好地明確變壓器的接地直流絕緣。除此之外，工作人員要認真做好變壓器運行狀態的日常檢測及檢修工作，直觀去查看變壓器的引線是否存在松動跡象、燒毀、異常放電。若是在檢測過程中發現變壓器的引線存在松動與脫焊的問題，則要盡快進行隔離檢修，以此來有力避免次生事故。

2.3避雷器的檢測及檢修

避雷器在保障電網安全運行中發揮著至關重要的作用，可以大大保障變電一次設備的運行質量。具體來說，避雷器可以很好地限制內部誤操作，線路與過電壓所傳來的雷電過電壓均可以被有效限制，許多不良風險均可以盡早消除。從當前變電一次設備所使用的避雷器來看，主要有兩種，一是碳化硅避雷器，二是金屬氧化物避雷器。與碳化硅避雷器相比，金屬氧化物避雷器的應用更加廣泛，優點也更多，但在實際的使用過程中，金屬氧化物避雷器也存在著一些不足，集中體現在四個方面：一是在長時間的運行過程中，若金屬氧化物避雷器的閥片受潮，或者長時間使用而出現老化，則很容易出現避雷器熱擊穿的問題，情況嚴重時還會出現爆炸;二是外界的雨雪、塵埃均會對金屬氧化物避雷器的運行造成影響，內外電位分布的差異會導致避雷器出現徑向局部發電的問題，此時避雷器很容易被損壞;三是若支持絕緣套管在長時間的運行過程中受潮和性能下降，則泄漏電流會不斷上升，此時很容易導致絕緣套管被擊穿;四是除了受到外部環境因素的影響，金屬氧化物避雷器的設計也是尤為重要的，比如當基座、瓷套、端子的設計水平不足時，后續使用過程中很容易出現質量問題，常見的有避雷器開裂和傾倒問題。為有效完成避雷器運行故障的檢測及檢修，需要重點做好以下三個方面的：

①在檢測避雷器是否存在受潮問題時，可以使用測試絕緣電阻的方法，這一種方法操作簡便，有著廣泛的應用。

②為了動態掌握避雷器的運行狀態，可以利用在線監測設備設施，做到全過程的管理。

③按照要求去測量運行電壓下的交流泄漏電流，若是避雷器可以處于正常運行狀態，則流過的電流主要是容性電流，此時阻性電流只能占到10-20%。若是避雷器的表面有污染物質附著，且存在著內部絕緣設施損壞與受潮的問題，則阻性電流會有著急劇上升的情況。

3 變電一次設備故障檢測及檢修——以狀態檢修技術為例

3.1變電一次設備使用狀態檢修技術的意義

在變電一次設備的運行過程中，若是出現故障則會引發嚴重性的后果，為有效做好故障的檢測與檢修，以往主要是采用靜態檢修與狀態檢修的方式，靜態檢修方式是指在定期時間內對變電一次設備進行檢修，以此恢復到最佳運行狀態，存在著兩個方面的明顯弊端：一是需要對變電一次設備進行全面性的檢修，要耗費較多的人力與物力;二是靜態檢修的頻率往往無法有效滿足變電一次設備檢測與檢修工作的需要。針對靜態檢修方式所存在的不足，狀態檢修方式的應用優勢更加的凸顯，可以滿足變電一次設備檢測及檢修工作的需求。具體來說，在狀態檢修中，工作人員可以對變電一次設備的關鍵設備開展全面的評估，繼而決定出哪一些設備需要盡快去檢修，哪一些設備可以暫時不需要去檢修，哪一些設備需要進行頻繁的檢修。

3.2變電一次設備使用狀態檢修技術的優勢

狀態檢修技術在變電一次設備故障檢測及檢修中的應用優勢是十分顯著的，可以做好針對性的檢修、預測性的檢修、經濟性的檢修。

①針對性的檢修：狀態檢修技術可以將影響變電一次設備的每一個部位作為對象來進行檢測及檢修，所以能夠精準評估每一個部位的運行狀況，在后期的檢測及檢修工作中，可以根據具體部位的特性來確定周期，有助于檢修效率的提升。

②預測性的檢修：在使用狀態檢修的方法時，工作人員需要對所要檢修的對象進行針對性的評估，若是檢修部位還未到預設的周期，則不需要進行額外性的檢修?？梢哉f，使用狀態檢修這一種方式時，對延長變電一次設備的使用壽命是十分有利的。

③經濟性的檢修：為了確保變電站運行的穩定與安全，對一次設備故障進行檢測及檢修是至關重要的，但同時也需要最大限度降低周期和成本。若使用靜態檢修這一方法，則工作人員需要去全面檢測一次設備，這勢必會增加變電站的運行成本。相比之下，狀態檢修這一方法所投入的成本是較少的，且有著較好的穩定性，可以最大限度減少變電站的運營成本。

3.3變電一次設備使用狀態檢修技術的原則

在開展變電一次設備的檢修工作時，要始終將一次設備的運行情況作為基礎，對每一個部位做好狀態評估，并以指標化的方式呈現出來。結合變電一次設備的故障特點，在使用狀態檢修這一種方法時，可以將故障特征分為四個類別，即輕微、漸變、分散、可測，在此基礎上擬訂出不同的評估指標，以此讓變電一次設備可以始終得到良好的維護。需要注意一點，在開展下一周期的檢測及檢修工作時，工作人員需要對變電一次設備進行全面性的評估，以此來得到一個最佳的檢修周期，始終確保變電一次設備的故障檢測及檢修工作可以有效開展。

3.4變電一次設備使用狀態檢修技術的方法

狀態檢修技術在變壓器、斷路器、隔離開關、熔斷器的檢測及檢修中均有著很好的應用效果，非常值得推廣。

①變壓器的檢修：可以從看、聽、測這三個方面來著手，繼而精準評估變壓器的故障。比如在通過看的方式來檢修時，工作人員需要重點去查看變壓器的外觀，包括引線是否松動、引線是否燒斷。再比如通過測的方法來檢修時，工作人員可以使用油簡化試驗、電氣絕緣試驗、絕緣紙含水量試驗。

②斷路器檢修：斷路器在運行過程中容易遇到的故障有：（1）控制回路斷線;（2）直流接地;（3）機構儲能回路問題，如液壓機構打壓頻繁，漏油，儲能電機故障（電機缺相、匝間短路、直流電機碳刷磨損）;（4）SF6斷路器漏氣。產生這些故障的原因有分、合閘回路端子松動，電纜絕緣下降，液壓機構內漏，儲能電機老化，開關密封部件老化。對于斷路器故障需要找準故障點，再根據故障原因來對故障進行排除。

③隔離開關的檢修：隔離開關的作用是提供給檢修人員一個明顯斷開點，它不具備滅弧能力。隔離開關的工作環境惡劣，且自身傳動部件多，工作原理復雜，因此在運行數年后出現問題的概率非常大。隔離開關一般容易出現的故障有：（1）操動機構故障，表現為不能正轉、反轉，從而導致隔離開關無法電動分、合閘。引起該故障的原因有控制回路故障（如控制回路端子松動，回路內二次元器件如門控開關、停止接點、互鎖接點、自保持接點等故障），動力回路故障如電機損壞、接觸器主接點接觸不良導致電機電源缺相等。（2）運行中發熱，一般發熱點存在于刀閘接線板處及動、靜觸頭接觸面，一般引起發熱的原因有：動、靜觸頭夾緊力不足，接觸面氧化，導電膏干涸，需根據實際發熱現象分析檢修策略。（3）隔離開關分、合閘不到位，主要故障原因為隔離開關長期運行后，傳動部件卡澀，使得原本的分合閘行程變少，此時就需要對隔離開關進行調整、維護，使分、合閘到位。

④熔斷器：熔斷器在運行過程中最易出現三種故障問題，一是溫度過高時出現接觸部位燒壞，二是熔斷器質量不佳而引起問題，三是接觸不良的問題。當出現接觸不良的問題時，工作人員要去重新連接熔斷器;當出現斷路器燒壞的問題時，工作人員要及時去更換質量合格、型號相同的熔斷器。

4 結束語

綜上所述，變電一次設備的故障檢測及檢修工作有著復雜性與專業性的特點，對工作人員的檢測與檢修能力有較高的要求，需要不斷去提升工作人員的專業技能，同時完善和創新變電一次設備故障檢測與檢修的技術方法。狀態檢測技術在變壓器、斷路器、隔離開關、熔斷器的故障檢測與檢修中均有很好的應用優勢，可以很好地提升檢修效率與控制成本，是值得推廣應用的。后續要加大研究力度，掌握更多變電一次設備的故障檢測及檢修知識，切實保障變電一次設備的運行質量。

參考文獻：

[1]安衛峰，胡云龍，秦朋舉.變電站一次設備運行中狀態檢修問題[J].電子樂園，2020（7）：1-2.

[2]劉穎川.變電站一次設備安全運行及故障解決措施[J].低碳世界，2020（6）：78-79.

[3]吳濤.變電站電氣一次設備的熱故障原因及解決措施研究[J].工程技術研究，2020（4）：127-128.

作者簡介：夏梓云（1991-），男，漢族，湖北武漢人，本科，工程師，從事變電檢修工作