继电保护装置寿命分析及寿命影响机理的探讨

摘 要：随着国家经济建设的飞速发展，国家基础设施建设的重要性逐渐提升，电网作为国家基础设施中的重要组成部分，受到了现代社会和人民的高度关注。继电保护装置是电网能够正常运行的基本保障，其合理使用能够有效提升电力系统的运行效率，确保整个电网的运行安全。文章将针对继电保护装置的寿命和寿命影响机理进行深入分析。

关键词：继电保护装置；寿命分析；寿命影响机理

前言

继电保护是国家电网能够安全运行的基本保障，其可靠性将会直接影响电力系统和相关精密设备的稳定使用。继电保护装置是确保继电保护使用效果的装置，主要分为硬件部分和软件部分两个方面。其中继电保护装置中的硬件部分在使用的过程中经常会出现老化、故障等各种情况，在一定程度上降低了继电保护装置的使用效果，还会影响继电保护装置的使用寿命。

1 继电保护装置的寿命分析

一般情况下，继电保护装置的使用年限为12年，但是在实际使用过程中经常会受到各种外界因素的影响，在一定程度上缩短了继电保护装置的使用寿命，影响了继电保护装置的实际应用效果，还需要针对继电保护装置的使用寿命、所处环境等各方面因素进行分析。图1为常见的继电保护装置。

图1 常见的继电保护装置

1.1 浴盆曲线分析

继电保护装置产生故障的阶段分为三个部分，将不同阶段连接在一起会形成浴盆的形状，所以，继电保护装置的故障分析也叫作“浴盆曲线分析”。继电保护装置故障的第一阶段是早期故障阶段，通常都是因为继电保护装置在试运行的过程中没有准确操作而形成的；第二阶段是偶然故障阶段，从整体角度来看，继电保护装置的运行相对比较稳定，偶尔会存在一些小问题，并不会影响继电保护装置的正常使用；第三阶段是损耗故障阶段，这一阶段继电保护装置的使用寿命开始出现缩短的情况，严重影响了继电保护装置的使用效果[1]。

1.2 加速寿命分析

寿命试验是常用的继电保护装置寿命分析方式，其试验过程中会消耗大量的时间，并且投入的经济成本也比较高。加快寿命试验是一种能够快速进行继电保护装置寿命检测的方式，在原有寿命试验的基础上进行改良，在不引入失效机理的前提下，对继电保护装置的老化速度进行加速，进一步明确继电保护装置的使用寿命，能够直接了解到继电保护装置在使用的过程中存在的问题，并且针对其问题进行设计方案的调整，为继电保护装置使用的稳定性提供基本保障。

1.3 平均故障时间

对于一个可以修复的继电保护装置来说，假设两个突发故障之间的平均工作时间为MTBF，继电保护装置发生故障的概率为MTBF的倒数。但是，该数值在实际应用中只起到参考的作用，并不能够代表继电保护装置的使用寿命[2]。MTBF的计算公式为：

MTBF=T=1/r=（■ r）-1

2 继电保护装置的寿命影响机理分析

2.1 温度、湿度的影响

从温度的角度来看，继电保护装置内部元件多为集成电路，每一个集成电路上又包含了若干个元件，当继电保护装置温度升高的时候，集成电路表面的温度也会随之升高，加快了表面元件的老化速度，继电保护装置在实际应用过程中很容易出现故障，缩短了继电保护装置的使用寿命。因此，电力企业在设计继电保护装置的时候，应该从低功耗和散热性的角度进行分析，避免继电保护装置在使用过程中出现内部温度过高的情况。另外，还应该在继电保护装置中安装温度报警元器件，一旦继电保护装置在实际应用过程中出现温度超过元器件额定值的时候，需要采取有关措施对继电保护装置进行降温处理[3]。从湿度的角度来看，湿度是影响继电保护装置使用寿命的另一个自然环境因素，当继电保护装置中的元件处于潮湿环境的时候，就会产生一系列的物理、化学等方面的变化，进一步加重了继电保护装置内部元件老化的情况。电力企业可以采用硅橡胶涂抹覆盖的方式来提升元件对潮湿环境的抵抗能力，从而确保继电保护装置的使用寿命。

2.2 开关电源故障的影响

继电保护装置的故障中有46%都是由于开关电源故障引起的，是继电保护装置出现故障的关键因素，在一定程度上降低了继电保护装置的使用寿命。造成开关电源故障的主要原因是电解电容容量不高和二极管故障，一旦开关电源出现故障，整个电力系统都要全部断电，才能够进行开关电源的更换。目前，电力企业所使用的开关电源实际寿命与厂家提供的使用寿命相差比较大，开关电源故障的现象频繁发生。电力企业应该选择散热性能好、通风机箱良好的开关电源，进一步提升继电保护装置的使用寿命。

2.3 电磁干扰的影响

电磁波会对机械设备的使用造成一定程度的影响，不用类型的装置所产生的干扰也不尽相同，是一种不可控的自然因素。变电站周围存在着大量的电磁场，而这些电磁场的存在会给继电保护装置的使用造成一定的电磁干扰，如果不能及时对变电站周围的电磁干扰进行优化处理，就会大大降低继电保护装置的使用寿命，无法保证继电保护装置的使用效果。因此，电力企业应该制定具体的措施进行变电站周围电磁干扰的解决，从根源上降低电磁干扰的强度。同时，还可以结合变电站电磁干扰的实际情况调整继电保护裝置的角度，进一步提升继电保护装置二次设备的抗干扰能力。

3 结束语

综上分析可知，电网作为国家基础设施中的重要组成部分，其安全使用不仅能够推动我国经济建设的稳定发展，还能够确保电力企业供电的持续性，继电保护装置是确保电网能够正常运行的基本保障，能够在一定程度上提高电力系统的运行效率，确保电网运行的安全性。继电保护装置使用寿命的研究是确保其能够正常使用的有效手段，通过对各种影响机理的分析来明确延长继电保护装置使用寿命的方式，最大限度地发挥出继电保护装置在国家电网发展中的重要作用。

参考文献

[1]权晓艳.继电保护装置寿命分析及寿命影响机理研究[J].中国新技术新产品，2016，17：51-52.

[2]黄峥.继电保护装置寿命分析及寿命影响机理的探讨[J].电子测试，2016，21：172-173.

[3]王建国.继电保护装置寿命分析及寿命影响机理[J].低碳世界，

2014，21：65-66.

作者简介：夏帮强（1975，11-），男，湖北襄阳人，工程师，大专，近年从事继电保护维护与调试。