探讨SF6开关机构箱加热装置工作状态监视的方法

【摘　要】变电所将多油、少油开关改造后，开关机构箱的温度控制要求在-5℃--+5℃之间，所以机构箱加热板需要根据需要进行启动，而加热板什么时候加热，什么时候停止无法监视。

【关键词】温控器;加热板;SF6开关

1.导语

自1998年以后，变电所先后进行了SF6开关改造，改造对设备管理提升了很大发展空间，随着SF6开关的使用其优越性越来越体现出来。SF6开关的机构采用弹簧机构，弹簧机构较以往电磁机构有很大优点，弹簧机构动作可靠，储能之后可以进行一次合、分闸，合闸电流仅为2.5A左右，较原来235A合闸电流小了很多。这样，直流蓄电池就减轻很多负担，加之开关自身优势其发生拒合和拒跳的故障减少了很多，但开关拒合及拒跳故障还没有完全消除，这对越来越严格的供电及检修要求来讲，还是存在不少考验。弹簧机构采用的是弹簧储能，储能过程是电机通过齿轮或者链条传动来实现的，那么，齿轮或链条及其他部件上有一定的油，对于北方来讲，温度低会造成油凝固，从而影响开关的传动，也就是分合闸。为此，厂家特意设计了加热装置，但加热装置动作是否正确或者是否能及时发现故障，成了影响开关可靠动作的一个重要因素。针对这一情况，我粗浅谈一下SF6开关开关机构箱加热装置工作状态监视的一点见解。

2.开关机构箱加热装置的调查

调查30座110千伏变电所及部分二次变，SF6开关大体分为三种，分别是苏州阿尔斯通、沈阳开关厂（简称沈开）、泰安开关厂（简称泰开）。苏州阿尔斯通一般用于110千伏，沈开与泰开一般用于35千伏，其中苏州阿尔斯通开关采用链条传动，沈开与泰开均采用齿轮传动。通过与检修单位的咨询，苏州阿尔斯通开关加热板故障台次数很小，而沈开与泰开台次数相对很大。所说台次数是指，近三年以来发生加热装置故障与台数的比值，因为阿尔斯通开关（110千伏开关）较少，单纯从故障次数上无法进行比较。这里我们不探讨开关机构箱本身设计问题，因为阿尔斯通开关高价格、高科技是其他开关无法比拟的，同时，开关机构箱加热设计也不是我们要研究的课题。我们重点探讨现有开关加热装置工作状态监视问题。

阿尔斯通开关机构箱有2个加热板，另外有一个感温包，感温包一般是-20℃启动，+10℃停止加热板除加热功能外，还有除湿功能。沈开和泰开是由温控器和加热板（一块）组成。温控一般是-5℃启动，+10℃停止，后来又出现了-15℃启动，+10℃停止带手动和自动功能的温控器。从运行实践上讲，阿尔斯通开关加热装置故障一般发生在端子排过热（烧毁）接触，但这种情况发生的次数很少，其他故障概率更低。而沈开和泰开加热装置故障就很多，除端子排故障，温控器故障、加热板烧毁概率很高，尤其是加热板接线柱烧毁出现次数较高，这与加热板制造工艺有很大关系。无论是哪个厂家，致命的缺点就是加热装置工作状态没有监视功能。

3.开关加热装置工作状态监视存在的问题分析

没有监视功能的加热装置一旦损坏，开关冬季运行时不能保证可靠动作。唯一的方法是运行人员冬季每次巡视时打开机构箱进行检查，但这是不现实的，每开一次机构箱就增加一次误碰风险，如遇到大雪天气更不现实。后来我们又通过观察玻璃窗上霜情况及摸固定螺丝温度的方法来进行判断，事实证明效果不是很好。为此，我们将开关机构箱加热装置工作状态监视作为我们研究的课题。

3.1加装电源指示灯

电源是机构箱装置正常工作的前提条件，所以我们着手在这方面入手。首先尝试在机构箱电源开关下侧并了一个红灯，夜间通过观察窗灯光可判断加热电源完好。但这个设计存在很大弊病，温控器和加热板损坏根本监视不到位。之后我们进行改进，把电源取在加热板接线柱上，当温控开关启动时红灯亮，这样保证温控器正常工作。这一方案缺点是不能监视到加热器损坏，但我们没有找到好的办法之前还是采用此方法。

3.2加装能指示加热板正确工作的指示

后来发现加热板损坏的概率还比较大，我们就寻求新的方法，一位在电路有很深研究的人帮助我们解决了问题。他在火线上串了一个小电流互感器，通过加热板工作时产生的电流来启动中间继电器电流线圈，从而启动红灯。同时他又将红灯安装在端子箱侧面，在端子箱和机构箱之间用电缆进行了连接，很好地解决了加热板损坏无法监视的问题，取得很好效果。

3.3机构箱内部粘贴温度计

随着监视装置的运行，也发现一些问题。白天的时候不明显，需要用手去捂着观察。最大的问题是电流互感器、红灯、继电器这3个元件损坏时有发生，维修比较麻烦，对及时发现加热板故障带来很大障碍。另外，机构箱温度在临界值时，无法判断加热装置故障还是监视回路故障，同时还无法实现试验功能。针对以上情况，我们尝试在机构箱观察孔处加装温度计，通过市场上调查和查找，终于找到一个大小差不多的温度计，安装之后发现效果很不好，刻度太小无法看清、影响观察孔视线、受观察孔玻璃辐射温度不准。最后，我们给出的结论是此方案不可行。

3.4加装能显示机构箱内部温度的数字显示器

安装温度计给我们解决问题的思路带来一些启发，我们沿着这一思路进行研究。经过努力，我们找到一种带感温探头温度数字显示器，而且还有温度设定和控制功能。此温度数字显示器可以在室外工作，体积很小，高精度数字显示，有效分辨率为0.1℃，温度控制范围-50℃--50℃之间。我们尝试安装，安装考虑和防雨和固定，安装非常顺利，我们将控制器安装在机构下部（通过固定盒用玻璃胶粘贴），探头安装在机构箱内部，电源取自加热器电源。通过一段时间的运行，效果非常好，彻底解决了机构箱内部温度监视问题，同时，巡视观察比较方便。

通过以上4个方案分析，我们确定了加装监视开关机构箱加热板工作状态的装置和加装能显示机构箱内部温度的数字显示器这2个方案。2个装置同时使用可以实现开关加热装置工作状态的监视。

4.对加热装置监视手段的长远设想

以上装置虽然解决了问题，但也存在缺点。那就是没有报警功能，尤其是值班人员在岗位上无法时时监控，另外没有除湿功能。为此，我们又近一步进行探讨，提出以下长远改造计划。

4.1温度数字显示器改进为温湿度控制器

将温度显示器改进为温湿度控制器，当机构箱进雨或受潮（密封不严），机构箱内湿度过大时，通过温湿度控制器可以显示出来，还可以实现就地报警功能。

4.2机构箱温度异常增加报警功能

利用机构箱温度显示器一副常开接点实现报警功能，对显示器温度进行设定，当温度低于数值时，常开接点闭合，启动报警装置，报警装置可以后加装。可以把所有接点都通过开关信号回路备用芯，全部反映到主控室，在主控室进行并联集中反映到一个备用光字牌上，这样就可以实现报警功能，同时湿度也可以实现报警。报警功能方案可行，但需要公司帮助协调解决。

5.结束语

针对SF6开关机构箱加热装置工作状态的监视问题，我们只提出自己一点粗浅建议，还需要科技人员共同努力，最终解决这一生产难题，为电力集团更好发展努力。