变电一次设备故障检测及检修的探析

夏梓云 潘阅

摘要：一次设备是电网的重要组成部分，在确保变电站功能实现中发挥着重要性的作用，但在实际的运行过程中会受到多种因素的影响，极易出现各种类型的故障。为始终确保变电一次设备可以安全稳定的运行，必须认真做好对故障的检测与检修，并充分明确故障检测与检修的要点。基于此，本文对变电一次设备故障检测及检修作系统的分析论述，以期为相关人员提供参考。

关键词：一次设备;故障检测;故障检修

引言

一次设备是指直接应用于生产与使用电能，比二次设备电压高的电气设备，显著功能是保护电气和载流导体。一次设备在变电站中有广泛的应用，所发挥出的作用是十分显著的，比如可以限制短路电流的电抗器，再比如可以接通和断开电路的开关设备。变电站的一次设备主要包括电抗器、变压器、断路器、隔离开关，其中变压器是变电系统的重要组成部分，发挥着至关重要的作用。在实际的运行过程中，一次设备很容易出现负荷量、操作等因素的影响继而出现故障，直接影响到变电站的安全稳定。为有效降低变电一次设备故障的发生风险，必须认真做好故障检测及检修工作，将故障风险及时消除。

1 变电一次设备故障检测及检修的常用方法

对于变电一次设备故障检测与检修来说，最为主要的对象是断路器、变压器、避雷器。在实际开展检测及检修工作时，工作人员可以去使用专业性的诊断系统与检测仪器，采取相对应的技术手段来完成预期任务，最大限度消除变电一次设备运行过程中的风险隐患。比如为了确认变电一次设备是否存在缺陷与故障，可以使用红外诊断、带电监测这些方式，其中的红外诊断方式能够非常有效地确定地缘老化和接触不良。红外测温与热成像技术在变电一次设备的故障检测及检修中有着非常广泛的应用，应用优势是非常值得肯定的。具体来说，红外测温与热成像技术属于一种非接触性诊断技术，对于工作人员的专业能力不作太高的要求，安全性与检测效率均是较高的，在增强变电一次设备运行的稳定性与安全性中发挥着重要作用。从技术原理的角度来说，在变电一次设备正常的运行状态下，设备发热规律、表面温度、温升情况均是较为稳定的，一旦发生运行故障，则与正常运行状态的各个参数信息有很大的差异。基于此，工作人员通过比对两种运行状态下的检测数据，可以很好地确定出变电一次设备出现故障的类型与部位。需要注意一点，在实际使用红外测温与热成像技术时，工作人员要确定检测设备是否处于带电运行状态，及时将遮盖设备的物体移开。若是所检测的设备属于电流致热种类，则要将检测工作选定在设备运行的高峰状态[1]。

除红外测温与热成像技术，在变电一次设备故障的检测及检修中，也有另外一些应用效果良好的方式，比如状态检修、使用在线监测装置、预防性检测及检修，均有着较好的应用效果。在预防性检测及检修中，工作人员可以定期和不定期的去检测变电一次设备，判断是否存在故障风险。使用在线监测装置时，工作人员可以使用带电测量的方式来检测设备是否存在故障风险，这一種方式有很好的应用效果，有着广泛的应用。

2 变电一次设备故障检测及检修的要点

2.1断路器的检测及检修

断路器发挥着重要性的作用，显著功能便是为变电设备提供良好的保护与控制作用，所以必须确保断路器处于良好的运行状态。总的来说，断路器在运行过程中最易出现五种故障：一是电气控制辅助回路故障;二是绝缘老化降低;三是接触不良;四是操作系统故障;五是SF6气体泄漏，这些故障对断路器的稳定运行均有较大的影响。针对断路器常见的故障风险，在实际开展检测及检修工作时，可以选择性的使用以下五种方式：

①工作人员要按照相关的规范标准要求，全面检查分合闸电磁铁的动作电压，继而结合最低值来判断是否在规范标准内，最终确保断路器设备可以可靠地分、合闸动作。

②结合断路器的运行特点做好定期测试工作，需要对分合闸和三相不同期进行定期测试，保证三相同期（分闸不同期小于等于3ms，合闸不同期小于等于5ms）。

③对断路器SF6气体的相关性质做好检测分析，尤其是要检测SF6气体的密度与含水量，在此基础上来判断出SF6断路器的运行状态。

④定期检查断路器的完整性和触头完好性，同时要结合实际情况去测量主回路的电阻值。

⑤定期检查断路器的补气记录，对于补气频繁的断路器，需进行SF6气体检漏，必要时进行断路器解体大修。

2.2变压器的检测及检修

变压器在变电站的稳定运行中发挥着重要的作用，是变电站重要的设备之一，所以如何做好变压器的保护与控制一直都是行业研究的重点。在变压器的运行过程中，很容易受到内部因素与外部因素的影响，往往这些因素对变压器运行有较大的影响，很容易导致变压器出现故障。从内部因素的影响这一角度来说，当绕组接触外壳、绕组间存在匝短路、变电器绕组间存在短路这些故障时，变压器也会随之出现故障。再从外部因素的影响这一角度来说，主要有两种常见的故障，一是热故障，二是电故障。在热故障中，若是变压器的温度在局部处于不断累积的情况，一旦温度过高，则变压器势必会被烧蚀，最终影响到变压器的功能[3]。在电故障中，受到一些外部环境因素和电磁的影响时，变压器会很容易便出现放电与火花的问题，此时变压器的运行安全势必受到影响。

针对变压器在运行过程中所出现的各类风险故障，必须结合相关要求认真做好检测与检修工作。在实际开展变压器的检测与检修工作时，首先要明确变压器的运行状态，精准判别变压器所存在的运行风险，工作人员可以借助超声探头来收集放电声，若是发现存在放电声的异常情况，则需要使用相关的技术手段做进一步的检测。具体来说，工作人员可以使用震动探头来探测变压器的异常震动情况，并得到变压器异常震动的轨迹，此时能够精准判断变压器的运行故障，即确定出变压器是否存在线圈变形、异常放电、零件松动的问题。另外，在日常巡查过程中工作人员要做好故障判断，结合变压器运行过程中的噪声来判断故障。为了确认变压器的绝缘是否存在问题，可以使用绝缘在线监测系统和超声探头，在探测到异常放电声后即可以来判断。总的来说，变压器的绝缘故障检测及检修需要从多个方面来展开，比如要通过绝缘纸的老化试验与含水量检测来分析。在判断变压器是否要拆修时，工作人员可以使用接地绝缘测试仪，借助接地绝缘测试仪能够很好地明确变压器的接地直流绝缘。除此之外，工作人员要认真做好变压器运行状态的日常检测及检修工作，直观去查看变压器的引线是否存在松动迹象、烧毁、异常放电。若是在检测过程中发现变压器的引线存在松动与脱焊的问题，则要尽快进行隔离检修，以此来有力避免次生事故。

2.3避雷器的检测及检修

避雷器在保障电网安全运行中发挥着至关重要的作用，可以大大保障变电一次设备的运行质量。具体来说，避雷器可以很好地限制内部误操作，线路与过电压所传来的雷电过电压均可以被有效限制，许多不良风险均可以尽早消除。从当前变电一次设备所使用的避雷器来看，主要有两种，一是碳化硅避雷器，二是金属氧化物避雷器。与碳化硅避雷器相比，金属氧化物避雷器的应用更加广泛，优点也更多，但在实际的使用过程中，金属氧化物避雷器也存在着一些不足，集中体现在四个方面：一是在长时间的运行过程中，若金属氧化物避雷器的阀片受潮，或者长时间使用而出现老化，则很容易出现避雷器热击穿的问题，情况严重时还会出现爆炸;二是外界的雨雪、尘埃均会对金属氧化物避雷器的运行造成影响，内外电位分布的差异会导致避雷器出现径向局部发电的问题，此时避雷器很容易被损坏;三是若支持绝缘套管在长时间的运行过程中受潮和性能下降，则泄漏电流会不断上升，此时很容易导致绝缘套管被击穿;四是除了受到外部环境因素的影响，金属氧化物避雷器的设计也是尤为重要的，比如当基座、瓷套、端子的设计水平不足时，后续使用过程中很容易出现质量问题，常见的有避雷器开裂和倾倒问题。为有效完成避雷器运行故障的检测及检修，需要重点做好以下三个方面的：

①在检测避雷器是否存在受潮问题时，可以使用测试绝缘电阻的方法，这一种方法操作简便，有着广泛的应用。

②为了动态掌握避雷器的运行状态，可以利用在线监测设备设施，做到全过程的管理。

③按照要求去测量运行电压下的交流泄漏电流，若是避雷器可以处于正常运行状态，则流过的电流主要是容性电流，此时阻性电流只能占到10-20%。若是避雷器的表面有污染物质附着，且存在着内部绝缘设施损坏与受潮的问题，则阻性电流会有着急剧上升的情况。

3 变电一次设备故障检测及检修——以状态检修技术为例

3.1变电一次设备使用状态检修技术的意义

在变电一次设备的运行过程中，若是出现故障则会引发严重性的后果，为有效做好故障的检测与检修，以往主要是采用静态检修与状态检修的方式，静态检修方式是指在定期时间内对变电一次设备进行检修，以此恢复到最佳运行状态，存在着两个方面的明显弊端：一是需要对变电一次设备进行全面性的检修，要耗费较多的人力与物力;二是静态检修的频率往往无法有效满足变电一次设备检测与检修工作的需要。针对静态检修方式所存在的不足，状态检修方式的应用优势更加的凸显，可以满足变电一次设备检测及检修工作的需求。具体来说，在状态检修中，工作人员可以对变电一次设备的关键设备开展全面的评估，继而决定出哪一些设备需要尽快去检修，哪一些设备可以暂时不需要去检修，哪一些设备需要进行频繁的检修。

3.2变电一次设备使用状态检修技术的优势

状态检修技术在变电一次设备故障检测及检修中的应用优势是十分显著的，可以做好针对性的检修、预测性的检修、经济性的检修。

①针对性的检修：状态检修技术可以将影响变电一次设备的每一个部位作为对象来进行检测及检修，所以能够精准评估每一个部位的运行状况，在后期的检测及检修工作中，可以根据具体部位的特性来确定周期，有助于检修效率的提升。

②预测性的检修：在使用状态检修的方法时，工作人员需要对所要检修的对象进行针对性的评估，若是检修部位还未到预设的周期，则不需要进行额外性的检修。可以说，使用状态检修这一种方式时，对延长变电一次设备的使用寿命是十分有利的。

③经济性的检修：為了确保变电站运行的稳定与安全，对一次设备故障进行检测及检修是至关重要的，但同时也需要最大限度降低周期和成本。若使用静态检修这一方法，则工作人员需要去全面检测一次设备，这势必会增加变电站的运行成本。相比之下，状态检修这一方法所投入的成本是较少的，且有着较好的稳定性，可以最大限度减少变电站的运营成本。

3.3变电一次设备使用状态检修技术的原则

在开展变电一次设备的检修工作时，要始终将一次设备的运行情况作为基础，对每一个部位做好状态评估，并以指标化的方式呈现出来。结合变电一次设备的故障特点，在使用状态检修这一种方法时，可以将故障特征分为四个类别，即轻微、渐变、分散、可测，在此基础上拟订出不同的评估指标，以此让变电一次设备可以始终得到良好的维护。需要注意一点，在开展下一周期的检测及检修工作时，工作人员需要对变电一次设备进行全面性的评估，以此来得到一个最佳的检修周期，始终确保变电一次设备的故障检测及检修工作可以有效开展。

3.4变电一次设备使用状态检修技术的方法

状态检修技术在变压器、断路器、隔离开关、熔断器的检测及检修中均有着很好的应用效果，非常值得推广。

①变压器的检修：可以从看、听、测这三个方面来着手，继而精准评估变压器的故障。比如在通过看的方式来检修时，工作人员需要重点去查看变压器的外观，包括引线是否松动、引线是否烧断。再比如通过测的方法来检修时，工作人员可以使用油简化试验、电气绝缘试验、绝缘纸含水量试验。

②断路器检修：断路器在运行过程中容易遇到的故障有：（1）控制回路断线;（2）直流接地;（3）机构储能回路问题，如液压机构打压频繁，漏油，储能电机故障（电机缺相、匝间短路、直流电机碳刷磨损）;（4）SF6断路器漏气。产生这些故障的原因有分、合闸回路端子松动，电缆绝缘下降，液压机构内漏，储能电机老化，开关密封部件老化。对于断路器故障需要找准故障点，再根据故障原因来对故障进行排除。

③隔离开关的检修：隔离开关的作用是提供给检修人员一个明显断开点，它不具备灭弧能力。隔离开关的工作环境恶劣，且自身传动部件多，工作原理复杂，因此在运行数年后出现问题的概率非常大。隔离开关一般容易出现的故障有：（1）操动机构故障，表现为不能正转、反转，从而导致隔离开关无法电动分、合闸。引起该故障的原因有控制回路故障（如控制回路端子松动，回路内二次元器件如门控开关、停止接点、互锁接点、自保持接点等故障），动力回路故障如电机损坏、接触器主接点接触不良导致电机电源缺相等。（2）运行中发热，一般发热点存在于刀闸接线板处及动、静触头接触面，一般引起发热的原因有：动、静触头夹紧力不足，接触面氧化，导电膏干涸，需根据实际发热现象分析检修策略。（3）隔离开关分、合闸不到位，主要故障原因为隔离开关长期运行后，传动部件卡涩，使得原本的分合闸行程变少，此时就需要对隔离开关进行调整、维护，使分、合闸到位。

④熔断器：熔断器在运行过程中最易出现三种故障问题，一是温度过高时出现接触部位烧坏，二是熔断器质量不佳而引起问题，三是接触不良的问题。当出现接触不良的问题时，工作人员要去重新连接熔断器;当出现断路器烧坏的问题时，工作人员要及时去更换质量合格、型号相同的熔断器。

4 结束语

综上所述，变电一次设备的故障检测及检修工作有着复杂性与专业性的特点，对工作人员的检测与检修能力有较高的要求，需要不断去提升工作人员的专业技能，同时完善和创新变电一次设备故障检测与检修的技术方法。状态检测技术在变压器、断路器、隔离开关、熔断器的故障检测与检修中均有很好的应用优势，可以很好地提升检修效率与控制成本，是值得推广应用的。后续要加大研究力度，掌握更多变电一次设备的故障检测及检修知识，切实保障变电一次设备的运行质量。

参考文献：

[1]安卫峰，胡云龙，秦朋举.变电站一次设备运行中状态检修问题[J].电子乐园，2020（7）：1-2.

[2]刘颖川.变电站一次设备安全运行及故障解决措施[J].低碳世界，2020（6）：78-79.

[3]吴涛.变电站电气一次设备的热故障原因及解决措施研究[J].工程技术研究，2020（4）：127-128.

作者简介：夏梓云（1991-），男，汉族，湖北武汉人，本科，工程师，从事变电检修工作