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摘 要：该文分析了SF6断路器的功能和实际现场使用，同时阐述了SF6断路器存在的问题及改造方法。旨在完善升压站SF6断路器的内部结构，减少可能存在的安全隐患和设备损伤，提高断路器的工作效率，进而提升整个升压站的生产环境和生产质量。
关键词：220 kV升压站 SF6断路器 改造
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（b）-0042-02
1 断路器功能和现场使用
由于SF6断路器投入生产工作时间较长，存在合分闸线圈老化、微水试验不合格、SF6气体泄漏等各种大大小小的问题，因此，对断路器的改造工作已经迫在眉睫。新改造的断路器采用户外、防污型、弹簧操动机构，其中变出口断路器为三相机械联动3AP1 FG–252kV型断路器，线路出口断路器、分段断路器、母联断路器以及启动/备用变出口断路器为三相电器联动3AP1 FI–252kV型断路器。在进行断路器改造时，控制柜和机构箱也要随着断路器一同进行更换，配置功能不变性能质量更高、更适合改造后断路器使用的装置。同时新开关额定负载电流与旧开关同样保持4 000 A、额定开断电流50 kA。为了更加清晰地说明断路器的具体改造内容，下文以机组主变出口断路器、线路出口断路器、母联分段断路器以及启动/备用变出口断路器这4种断路器类型来研究断路器的改造情况。
1.1 机组主变出口断路器
机组主变出口断路器的主要改动集中在以下几个方面：首先是联动方式由分相电气联动改为机械联动；储能方式由原液压弹簧方式改为电机弹簧方式；机械联动分闸与合闸操作通过相间传动连杆实现，机组主变出口断路器改用集中操作机构箱，同时在箱内装有巡检和监察所用的SF6压力表，一旦发生SF6的泄露事故，根据泄露程度亮起不同的警示灯，采取闭锁开关合闸与分闸操作，减少事故影响。需要注意的是，指示灯字牌内容也有所改变，改造之后的指示灯字牌为“SF6气压低报警、机械合闸闭锁、马达长时间运转、SF6总闭锁、马达、照明加热回路失电以及就地操作”6个字牌。
1.2 线路出口断路器
线路出口断路器与机组主变出口断路器的部分改造内容一样，比如：储能方式同样是由原液压弹簧改为电机弹簧储能方式，机构箱内同样配置了SF6压力表。不同之处在于线路出口断路器机构箱内的指示灯字牌并没有太大的改动，基本保持一致，仅仅多加了一个“非全相”字牌。另外，线路出口断路器控制柜内的加热照明、马达电流回路改为辐射供电方式，这是线路出口断路器改造程度最大的内容。
1.3 母联断路器和分段断路器
母联断路器和分段断路器同样也改变了其储能方式，由原液弹簧改为电机弹簧方式。同时母联断路器、分段断路器的其他改动内容与线路出口断路器的改动一致，包括断路器内部结构、指示灯字牌、加热照明装置以及交直流电源回路等。
1.4 启动/备用变出口断路器
首先，启动/备用变出口断路器的储能方式也改为电机弹簧方式；其次，启动/备用变出口断路器的机构箱内部结构、指示灯字牌、加热照明装置以及交直流电源回路的改造与线路出口断路器的改造一致，都遵循保护定值不变，运行操作方式不变的原理进行断路器改造。从上文4个不同类型的断路器分析比对来看，断路器改造模式主要有机组主变出口断路器和线路出口断路器两种改造模式，另外类型的断路器改造是依据这两种断路器的改造内容进行参考性改造的，所有断路器的储能方式都由原液压弹簧改为了电机弹簧储能方式。
2 断路器存在的问题和改造方法
2.1 断路器控制箱内线路端口连接混乱
改造之前，断路器控制箱内接线与端口无秩序的接合使得子线排列混乱，辅助点排列也没有什么规律，跨接线较多，导致查线排线困难。同时，控制箱内还有许多重要设备，一旦发生线路松动，混乱的线路情况加深了线路排查事故处理的难度，扩大了事故的负面影响，严重的甚至会导致设备发生故障。因此，在对断路器进行改造时，首先要將控制箱内的各种线路按照一定的顺序接入，注意辅助点的排列，同时保证控制电缆两端端头处于封闭状态。
2.2 断路器控制箱内防凝露加热器布局不合理
改造之前，控制箱内加热器位于马达和控制电缆之间，且距离比较接近，虽然加热器的功率不大，但是长期使用累积下来的伤害足够加速附件设备的老化进程，影响线路使用，最终导致断路器的功能质量下降，影响断路器的工作效率。
2.3 控制电缆不带钢铠保护
改造之前的断路器控制箱内的控制电缆不带钢铠保护，一旦碰上锋利的硬物极其容易造成控制电缆保护层破损或者控制电缆断裂，导致出现升压站直流系统接地现象。同时，破损了的控制电缆暴露在空气中，碰上下雨天气还容易产生短路现象，导致开关控制回路二跳电源正极接地，影响升压站正常生产工作的进行。
2.4 断路器气室结构改造
断路器气室结构改造思路是将断路器的单气室外接气口结构改造成独立的单相气室结构，具体改造过程是先将SF6管道和机构箱内的密度计拆除，取而代之的是在气室的外接口增加一个同样起到密封作用的自接封头组合部件，也就是截止阀。截止阀自带两个接头，一个与密度计相接，方便每日进行控制箱内的密度检测；另一个控制气室的充气闭气阶段。通过这样的改动，将SF6的密度检控和充气闭气环节拆分开来，在满足断路器原有的所有功能的基础上，简化断路器控制流程，增加了断路器的气室信号。
3 结语
综上所述，220 kV升压站SF6断路器的改造归根究底是为了强化断路器的安全性和功能性，结合现有的先进技术，对不合理的断路器内部结构或者设备材料进行更换，比如：使用更加有序的线路排列处理方式，简化线路排查工作等等。今后，随着科学技术的不断发展，SF6断路器的改造工作仍在继续，会有更加先进的设备材料和科学技术弥补断路器结构内容的不足，提高了断路器的工作效率，同时也意味着提高了升压站的生产工作质量。
参考文献
[1] 姚舜.220kV升压站SF6断路器改造和应用[J].电力科学与工程，2015（3）：74-78.
[2] 韩伟.关于220kV SF6断路器防跳回路的改造[N].电子报，2012-03-11（8）.
[3] 周壹锋.220kVSF6断路器事故原因分析及处理方法[J].中国高新技术企业，2016（21）：71-72.
[4] 陈亮.220kV GIS断路器气室结构改造[J].农村电气化，2013（10）：26-27.
[5] 周忠超，张国志，王娜，等.一种220kV GIS断路器气室设计改进方法的应用[A].2012年云南电力技术论坛论文集（文摘部分）[C].云南电网公司、云南省电机工程学会，2012：2.
关键词：220 kV升压站 SF6断路器 改造
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（b）-0042-02
1 断路器功能和现场使用
由于SF6断路器投入生产工作时间较长，存在合分闸线圈老化、微水试验不合格、SF6气体泄漏等各种大大小小的问题，因此，对断路器的改造工作已经迫在眉睫。新改造的断路器采用户外、防污型、弹簧操动机构，其中变出口断路器为三相机械联动3AP1 FG–252kV型断路器，线路出口断路器、分段断路器、母联断路器以及启动/备用变出口断路器为三相电器联动3AP1 FI–252kV型断路器。在进行断路器改造时，控制柜和机构箱也要随着断路器一同进行更换，配置功能不变性能质量更高、更适合改造后断路器使用的装置。同时新开关额定负载电流与旧开关同样保持4 000 A、额定开断电流50 kA。为了更加清晰地说明断路器的具体改造内容，下文以机组主变出口断路器、线路出口断路器、母联分段断路器以及启动/备用变出口断路器这4种断路器类型来研究断路器的改造情况。
1.1 机组主变出口断路器
机组主变出口断路器的主要改动集中在以下几个方面：首先是联动方式由分相电气联动改为机械联动；储能方式由原液压弹簧方式改为电机弹簧方式；机械联动分闸与合闸操作通过相间传动连杆实现，机组主变出口断路器改用集中操作机构箱，同时在箱内装有巡检和监察所用的SF6压力表，一旦发生SF6的泄露事故，根据泄露程度亮起不同的警示灯，采取闭锁开关合闸与分闸操作，减少事故影响。需要注意的是，指示灯字牌内容也有所改变，改造之后的指示灯字牌为“SF6气压低报警、机械合闸闭锁、马达长时间运转、SF6总闭锁、马达、照明加热回路失电以及就地操作”6个字牌。
1.2 线路出口断路器
线路出口断路器与机组主变出口断路器的部分改造内容一样，比如：储能方式同样是由原液压弹簧改为电机弹簧储能方式，机构箱内同样配置了SF6压力表。不同之处在于线路出口断路器机构箱内的指示灯字牌并没有太大的改动，基本保持一致，仅仅多加了一个“非全相”字牌。另外，线路出口断路器控制柜内的加热照明、马达电流回路改为辐射供电方式，这是线路出口断路器改造程度最大的内容。
1.3 母联断路器和分段断路器
母联断路器和分段断路器同样也改变了其储能方式，由原液弹簧改为电机弹簧方式。同时母联断路器、分段断路器的其他改动内容与线路出口断路器的改动一致，包括断路器内部结构、指示灯字牌、加热照明装置以及交直流电源回路等。
1.4 启动/备用变出口断路器
首先，启动/备用变出口断路器的储能方式也改为电机弹簧方式；其次，启动/备用变出口断路器的机构箱内部结构、指示灯字牌、加热照明装置以及交直流电源回路的改造与线路出口断路器的改造一致，都遵循保护定值不变，运行操作方式不变的原理进行断路器改造。从上文4个不同类型的断路器分析比对来看，断路器改造模式主要有机组主变出口断路器和线路出口断路器两种改造模式，另外类型的断路器改造是依据这两种断路器的改造内容进行参考性改造的，所有断路器的储能方式都由原液压弹簧改为了电机弹簧储能方式。
2 断路器存在的问题和改造方法
2.1 断路器控制箱内线路端口连接混乱
改造之前，断路器控制箱内接线与端口无秩序的接合使得子线排列混乱，辅助点排列也没有什么规律，跨接线较多，导致查线排线困难。同时，控制箱内还有许多重要设备，一旦发生线路松动，混乱的线路情况加深了线路排查事故处理的难度，扩大了事故的负面影响，严重的甚至会导致设备发生故障。因此，在对断路器进行改造时，首先要將控制箱内的各种线路按照一定的顺序接入，注意辅助点的排列，同时保证控制电缆两端端头处于封闭状态。
2.2 断路器控制箱内防凝露加热器布局不合理
改造之前，控制箱内加热器位于马达和控制电缆之间，且距离比较接近，虽然加热器的功率不大，但是长期使用累积下来的伤害足够加速附件设备的老化进程，影响线路使用，最终导致断路器的功能质量下降，影响断路器的工作效率。
2.3 控制电缆不带钢铠保护
改造之前的断路器控制箱内的控制电缆不带钢铠保护，一旦碰上锋利的硬物极其容易造成控制电缆保护层破损或者控制电缆断裂，导致出现升压站直流系统接地现象。同时，破损了的控制电缆暴露在空气中，碰上下雨天气还容易产生短路现象，导致开关控制回路二跳电源正极接地，影响升压站正常生产工作的进行。
2.4 断路器气室结构改造
断路器气室结构改造思路是将断路器的单气室外接气口结构改造成独立的单相气室结构，具体改造过程是先将SF6管道和机构箱内的密度计拆除，取而代之的是在气室的外接口增加一个同样起到密封作用的自接封头组合部件，也就是截止阀。截止阀自带两个接头，一个与密度计相接，方便每日进行控制箱内的密度检测；另一个控制气室的充气闭气阶段。通过这样的改动，将SF6的密度检控和充气闭气环节拆分开来，在满足断路器原有的所有功能的基础上，简化断路器控制流程，增加了断路器的气室信号。
3 结语
综上所述，220 kV升压站SF6断路器的改造归根究底是为了强化断路器的安全性和功能性，结合现有的先进技术，对不合理的断路器内部结构或者设备材料进行更换，比如：使用更加有序的线路排列处理方式，简化线路排查工作等等。今后，随着科学技术的不断发展，SF6断路器的改造工作仍在继续，会有更加先进的设备材料和科学技术弥补断路器结构内容的不足，提高了断路器的工作效率，同时也意味着提高了升压站的生产工作质量。
参考文献
[1] 姚舜.220kV升压站SF6断路器改造和应用[J].电力科学与工程，2015（3）：74-78.
[2] 韩伟.关于220kV SF6断路器防跳回路的改造[N].电子报，2012-03-11（8）.
[3] 周壹锋.220kVSF6断路器事故原因分析及处理方法[J].中国高新技术企业，2016（21）：71-72.
[4] 陈亮.220kV GIS断路器气室结构改造[J].农村电气化，2013（10）：26-27.
[5] 周忠超，张国志，王娜，等.一种220kV GIS断路器气室设计改进方法的应用[A].2012年云南电力技术论坛论文集（文摘部分）[C].云南电网公司、云南省电机工程学会，2012：2.