基于可靠性前提的断路器检修实现研究.doc

1、基于可靠性前提的断路器检修实现研究摘 要：随着生产技术不断发展，设备更新换代，传统的定期检修已经不能适应现在的生产形式。可靠性技术的发展为设备维修提供了方法和理论支持。以可靠性为中心的维修方法，根据可靠性维修大纲的制定步骤，对 SFE 断路器的检修方法展开讨论。确定检修对象；对检修对象进行故障模式分析；根据不同的故障模式确定相应的维修方式。 关键词：可靠性维修；SFE 断路器；故障；检修 1 “以可靠性为中心”的维修思想内容 “以可靠性为中心”的维修思想（reliability centered maintenance， RCM） ，是充分利用设备本身的固有可靠性，在“以预防为主”的计划预防维

2、修体制基础上发展起来的一种现代化的维修思想。该维修思想以可靠性理论为基础，通过对影响设备可靠性因素的具体分析和试验，应用逻辑分析决断法，科学地制定维修内容和维修方式，确定出合理的设备维修周期，达到最低的设备全寿命费用并充分利用设备的使用可靠性。其维修思想包含如下内容：第一，设备的固有可靠性是由设备设计和制造决定的。第二，尽量减少不必要的设备维修工作。第三，不断收集和分析设备使用中的故障数据。 2 断路器的可靠性指标 3 应用以可靠性为中心的检修思想，进行 SF6 断路器检修的实现 3.1 对 SF6 断路器分类排序确定检修重点 断路器可按照电压等级、操动机构、生产厂家等标准分类。按照可靠性指标

3、统计，可得到各类断路器的可靠性排序，可以作为一项基本的检修优先选择依据。分类是对研究对象初步分解，形成比较具体的研究对象。 （1）按照电压等级分类：在 SF6 断路器应用在 35 KV，110 KV，220 KV 二个电压等级上，按电压等级分为 3 类，用 P1，P2，P 3 表示。可靠性指标（a，b，c，d） 1=a1，b1，c1，d1 ；2=a2，b2，c2，d2 ；3=a3，b3，c3，d3 通过计算12 ， 13 ， 23初步确定三个电压等级的 SF6 断路器可靠性排序，进而确定检修重点应放在哪个电压等级的设备上。 （2）按照生产厂家分类：在每个电压等级中有若干生产厂家的设备，不同厂家

4、的设备质量不同，具有不同的固有可靠性，每个电压等级的设备按照厂家可分为若干类 Q1，Q2，Q3，Q4用同上的方法，可以确定不同生产厂家设备的可靠性排序，确定关注的设备。 （3）按照操动机构类型分类：SF6 断路器操动机构是断路器的重要组成部分，也是故障率最高的部分之一。SF6 断路器常用的操动机构有弹簧机构、液压机构、气动机构。分为三类，用1，2，3 表示。用同上的方法，可以确定不同操动机构的可靠性排序。 3.2 断路器故障模式分析 故障模式分析是“以可靠性为中心”的维修的基础，维修的目标是针对设备功能故障判定的，维修是为了处置故障模式，以消除产生故障的根源。 （1）操作机构（含传动部分）故障

5、：操作机构类型主要有弹簧机构和液压设备。气体机构应用的不多，永磁机构是近年才发展应用的，但为数也不多。从近年来的运行情况来看，液压机构的缺陷和故障率最高，弹簧机构故障率相对最少。而从计划检修的工作量、检修所耗的工时来看，液压机构最多，弹簧机构最少。近年来在 1l0kv 及以下电压等级的断路器中，弹簧机构已逐步取代了电磁机构而大量应用，取代了许多液压机构，因其少维修和无泄漏而受检修、运行人员欢迎。 （2）断路器本体的设备故障：本体设备故障主要包括瓷瓶损坏，连接部位松动，零部件损坏和异物卡涩等，安装检修质量差，各零部件有错装、漏装现象。如逆止阀、安全阀片、锁紧螺母等少装或错装或安装不到位，内部严重

6、不清洁，有异物未清除等，断路器的零件质量不良，如瓷瓶强度不够，密封圈质量差，套管绝缘劣化，铸件不合格等。 （3）绝缘故障可分为内绝缘故障和外绝缘故障：其中内绝缘故障危害一般较外绝缘故障更大。内绝缘故障主要是由套管和电流互感器因进水受潮、油质劣化、油量不足，裂纹、受损、主绝缘下降等原因造成故障。外绝缘故障主要是因瓷瓶污秽，泄漏距离较短，使断路器在内、外过电压下发生闪络、放电、爆炸的事故。 （4）开断和关合性能发生故障：在电网运行中可靠完成开断、关合任务是断路器的重要的工作性能，是断路器在运行中最严酷的考验。该故障发生的主要原因是由于断路器有明显的设备缺陷，如机构的分合闸速度和时间严重不符要求，灭

7、弧室装配质量出现问题及设计制造上的缺陷等造成断路器开断容量远低于铭牌参数值。 （5）导电性能不良发生故障：因导电性能不良在正常运行负载下，断路器出现发热异常。其主要原因是装配、检修过程中工艺不正确，造成动、静触头接触不良，接触压力不足或接触面积太小或接触处螺钉松动，软连接折断等设备上的原因造成的。但总的来说由于实际负载一般远低于其额定工作负载，而且在工艺要求上容易得到保证和控制，故其故障比例较少。 4 断路器维修方式的选择 4.1 可靠性维修的方式 （1）事后维修方式：事后维修方式是在设备发生故障后才去进行维修，使出现故障的设备恢复正常功能的一种维修方式。 （2）定期预防性维修方式：根据经验及

8、设备的故障统计数据，规定每隔一段确定的时间对设备进行一次计划性的维修，而在规定时间前发生的故障，则进行事后维修。 （3）视情维修方式（或叫定期检测）：通过定期或不定期检测得到设备的状态，并以此来确定维修时机。 （4）监控维修方式（或叫在线监测）：通过监控，监测系统对设备的工作状态进行连续监控，直到发现设备某种故障征兆的时候，才进行维修。 4.2 确定维修方式的逻辑分析决策法 一般确定维修方式可采用如下图 1 所示的逻辑分析决策法.根据设备的故障统计数据，确定设备故障的性质，明确是偶然性故障还是耗损型故障。采用设备故障模式、影响及危害度分析方法，确定机械零部件的故障是否会引起其他故障及安全性、环

9、境性影响后果。根据设备故障发生后可能产生的经济损失情况，确定采用哪种最经济的维修方式。分析设备故障对设备使用可靠性的影响情况。分析设备的可维修性和可监测性，根据设备结构复杂性、使用可靠性和维修方式的选择原则，确定出具体的维修方式。 图 1 确定维修方式的逻辑分析决策法 5 确定维修级别 现行的维修级别主要有临修、小修、大修三种。临修针对的是随机故障的事后维修，目的是尽快恢复送电，一般工作量不大。小修一般指不需要解体的计划性维修，以试验、检察、清理、润滑为主，或更换单一简单部件。大修指需要大量解体检修、更换零件的计划性维修方式，单位工作量大，停电时间长，检修彻底。现在的 SF6 断路器一般都按免

10、维护设计，可维修性差，但可靠性也相对较高。日常维护以检查、清扫为主。主要故障发生于电气回路上，机械部分的故障很少。小修工作主要针对控制回路和 SF6 气体管理。大修工作主要针对灭弧室，由于检修条件限制，难于在现场开展，多依赖于返厂大修。断路器的维修方式与维修级别一般遵从下表 1： 随着技术进步，越来越多的状态量都可以找到监测的方法，使得断路器的大部分故障模式处于可监测状态。积极使用状态检测方法，应用视情维修，是发展的趋势。这为提高设备使用可靠性，提前消除隐患，减少停电时间，提高检修计划性奠定了基础。 参考文献 1 邱仕义.电力设备可靠性维修M.北京：中国电力出版社，2007. 2 吴波，黎明发.机械系统可靠性维修及决策模型M.北京：化学工业出版社，2006. 3 中国电力企业家协会供电分会.变电检修M.北京：中国电力出版社，2006. 4 汪永华.真空断路器的状态监测与故障诊断探析J.电气试验，2005， （6）. 5 樊庭蔚，李睿，霍凤鸣.SB6 新型断路器检修探讨J.河北电力技术，2006， （2）.