220kV SF6斷路器分閘不成功故障實(shí)例分析及處理措施

李　欣

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東 江門 529000）

220kV SF6斷路器分閘不成功故障實(shí)例分析及處理措施

李欣

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東 江門 529000）

本文結(jié)合某SF6斷路器分閘故障實(shí)例，對斷路器故障進(jìn)行了一系列的檢測與試驗(yàn)，其中包括斷路器的回路電阻檢查、SF6氣體檢測、分合閘絕緣電阻檢測等，同時(shí)借助X光透視試驗(yàn)，檢查得出了斷路器故障的根源所在，并提出了故障處理與解決方案。

220kVSF6斷路器分閘；不成功；故障實(shí)例；分析；對策

一、故障實(shí)例

某220kV變電站采用的是SF6斷路器，此類斷路器的結(jié)構(gòu)特征為：雙斷口帶并聯(lián)電容器構(gòu)造。220kV變電站線路A相突現(xiàn)隱患，故障危機(jī)出現(xiàn)，在這期間斷路器出現(xiàn)了保護(hù)動(dòng)作跳閘，同時(shí)引發(fā)了與之相關(guān)的其他斷路器主保護(hù)的跳閘問題，在這期間SF6中的故障電流依然存在，未能切除，而且保護(hù)程序已經(jīng)開啟。同時(shí)，220kV二母線電壓消失，對應(yīng)的故障電流也逐步消失。

二、斷路器故障檢測與試驗(yàn)

1.常規(guī)性檢查

當(dāng)SF6斷路器出現(xiàn)非正?，F(xiàn)象后，相關(guān)運(yùn)維工作者隨即奔赴故障現(xiàn)場，進(jìn)行全方位的故障排查，總得來看SF6斷路器表面完好無損，A/B/C各相都處在分閘指示位置。然而，通過觀察保護(hù)設(shè)備的故障波形圖，則看出問題，A相中故障電流明顯，且持續(xù)不斷，當(dāng)主變斷路器保護(hù)跳閘以后，此故障電流則逐漸變?nèi)?、直到消失。對此，檢修人員重點(diǎn)圍繞SF6斷路器進(jìn)行試驗(yàn)檢查，具體包括：

（1）回路電阻試驗(yàn)

按照常規(guī)規(guī)律，動(dòng)觸頭、靜觸頭的接觸電阻將會對導(dǎo)電回路帶來干擾，影響其電阻變化。也正是因?yàn)槌霈F(xiàn)了接地電阻，也使得導(dǎo)體中電流通過時(shí)，加劇了其損耗，這樣就可能導(dǎo)致接觸位置溫度發(fā)生變化，偏離常規(guī)值，使得斷路器無法正常地承載電流，也不能及時(shí)切斷電流?；芈冯娮柙囼?yàn)后，得出以下結(jié)果見表1。

表1　回路電阻試驗(yàn)檢測

通過觀察表1可以看出，斷路器分位狀態(tài)下，各個(gè)回路電阻統(tǒng)一達(dá)到∞，這意味著斷路器三相正處在分閘模式，相反，合位狀態(tài)下，A/B/C各回路的電阻則相近，沒有太大的差異，這意味著斷路器能夠正常合閘。

（2）SF6氣體的檢測

重點(diǎn)對SF6斷路器中的SF6氣體的分解產(chǎn)物加以檢查、測試，具體檢測項(xiàng)目包括：露點(diǎn)（℃）、微水含量、H2S、SO2、CO（uL/L）。

經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)：A相SF6內(nèi)部的二氧化硫、硫化氫的含量都偏離了常規(guī)數(shù)值，余下的各種成分則相對處于正常值范圍。

（3）分、合閘同期性與絕緣電阻試驗(yàn)

具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2　分、合閘時(shí)間、周期性與絕緣電阻試驗(yàn)

從表2可以看出，此斷路器各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果都達(dá)到了規(guī)程指標(biāo)，把以上結(jié)果同預(yù)防性試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較能夠看出：A相氣體內(nèi)部的二氧化硫較高，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，A相分閘的時(shí)間在慢慢變小，已經(jīng)降至22.6ms，然而，依然能夠達(dá)到廠家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，深入分析得出：斷路器的A相出現(xiàn)了問題。

（4）X光透視試驗(yàn)

實(shí)際的斷路器分閘、合閘操作中，看到A相絕緣拉桿出現(xiàn)了特殊現(xiàn)象，例如：位置不固定、松動(dòng)、靈活旋轉(zhuǎn)等。機(jī)構(gòu)合閘操作過程中，隨著拉桿逐步上提，能夠連帶分合閘顯示器的變化，例如：出現(xiàn)了朝著順向旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，而且旋轉(zhuǎn)幅度也較大，達(dá)到90°以上。分閘操作中，拉桿則朝著逆向旋轉(zhuǎn)，再一次回歸至最初的位置，接下來引入X光透視設(shè)備來對斷路器A/B/C滅弧室加以檢測，以此來更加深入、客觀地驗(yàn)證并非分析故障成因。在X光的深入透視下，看到B觸頭和C觸頭分閘過程中，動(dòng)靜觸頭間維持相同的距離，但是，其中A相觸頭分閘過程中，動(dòng)靜觸頭之間的距離則相對較小，大概小于B相與C相的分閘操作結(jié)果。

按照常規(guī)原理，斷路器的絕緣拉桿和頂部的金屬之間通常選擇了較為特殊的鏈接模式，即：螺旋螺絲鏈接，經(jīng)三聯(lián)箱來把行程逐漸向滅弧室中傳播，從而確保故障被及時(shí)切斷與阻隔，然而，如果絕緣拉桿和頂部金屬未能牢固鏈接，二者之間出現(xiàn)松動(dòng)、松弛現(xiàn)象時(shí)，則會導(dǎo)致拉桿活動(dòng)、松弛甚至旋轉(zhuǎn)等現(xiàn)象，這樣就使得動(dòng)靜觸頭的行程無法被徹底地傳輸至滅弧室，導(dǎo)致分閘操作偏離常規(guī)，經(jīng)過X光的透視檢測也能明確地判斷，是由于A相絕緣拉桿和頂部金屬之間無法牢固鏈接，二者之間的螺旋松動(dòng)導(dǎo)致了該相動(dòng)靜觸頭之間的行程偏離常規(guī)數(shù)值，變小變短問題，分閘不到位直接影響了其故障隔離功能的發(fā)揮。

2.斷路器的肢解性檢測

實(shí)驗(yàn)檢測人員主要圍繞斷路器與滅弧室來分別實(shí)施肢解性檢測，具體鎖定絕緣拉桿和動(dòng)靜觸頭兩大部位來深入試驗(yàn)檢查，以此來證實(shí)斷路器A相中存在的分閘不到位的故障根源。經(jīng)過試驗(yàn)檢測得出：絕緣拉桿頂端鏈接位置出現(xiàn)了脫落、松動(dòng)的現(xiàn)象，而且拉桿上半部分的螺紋依然處于接頭中，卻找不到黏膠的痕跡，經(jīng)觀察與檢測可以確定拉桿和接頭二者徹底脫離開來，無法黏結(jié)在一起，甚至能夠靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，開啟滅弧室，仔細(xì)檢查看到其中出現(xiàn)了大規(guī)模的粉狀物，經(jīng)過科學(xué)的檢查鑒定得出：是電弧出現(xiàn)時(shí)，SF6遇到高溫將被分解，從而形成粉狀物。而且仔細(xì)觀察動(dòng)靜觸頭也會發(fā)現(xiàn)特殊的異常問題，例如：觸頭處或者屏蔽罩的位置都出現(xiàn)了灼燒、損傷的現(xiàn)象，經(jīng)過仔細(xì)分析得出：短路電流始終流經(jīng)兩類觸頭，使得電弧持續(xù)出現(xiàn)，而且滅弧室中存在電弧，其能電離出一定的氣體，從而造成了靜觸頭、動(dòng)觸頭被灼燒，出現(xiàn)了受損現(xiàn)象。

三、分閘不成功的成因分析

經(jīng)過以上各種測試、檢驗(yàn)后，結(jié)合SF6氣體分解產(chǎn)物的檢測能夠得出以下結(jié)論：SF6斷路器的故障源自其A相，具體故障成因?yàn)椋郝菪溄用撀?，使得絕緣拉桿無法同頂端連桿牢固、緊密地鏈接在一起，這就使得分閘、合閘操作中，絕緣拉桿出現(xiàn)了自旋轉(zhuǎn)、靈活自轉(zhuǎn)問題，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)傳遞過程中出現(xiàn)了虛位，而且造成靜觸頭、動(dòng)觸頭的分閘不能徹底進(jìn)行，為故障電流的傳遞提供了可乘之機(jī)。所謂的故障成因的判斷也相對復(fù)雜，單純通過觀察分閘時(shí)間、交流耐壓試驗(yàn)等來對故障成因做出簡單的判斷也是相對不客觀、不合理的，例如：分閘同期性試驗(yàn)不能真實(shí)地體現(xiàn)出斷路器分閘不到位問題，更重要的是設(shè)備自身也有一定的絕緣余度。

四、故障解決對策

針對已經(jīng)出現(xiàn)的故障問題，根據(jù)故障成因的分析、結(jié)合故障特點(diǎn)、性質(zhì)等的鑒定，重點(diǎn)圍繞故障點(diǎn)來實(shí)施了綜合處理，具體方法為：著重圍繞A相進(jìn)行處理，鏈接并牢固其絕緣拉桿鏈接處，用釘來加固鏈接處，確保鏈接處更為緊密、牢固，同時(shí)，啟動(dòng)黏膠來進(jìn)一步進(jìn)行膠黏加固，確保絕緣拉桿同頂端的接頭更為牢固、緊密地連接起來，經(jīng)過綜合處理后，A相絕緣拉桿鏈接處得到了優(yōu)化，達(dá)到了預(yù)期的故障處理工作目標(biāo)。

結(jié)語

針對220kV斷路器分閘不成功故障，通過檢查、試驗(yàn)等進(jìn)行了全方位地檢查、分析與試驗(yàn)，從中找到了故障問題的根源所在，并未有效控制故障問題提出了科學(xué)的解決對策與方法，鎖定斷路器A相出現(xiàn)問題，對其進(jìn)行調(diào)換，并對應(yīng)實(shí)施技術(shù)優(yōu)化與改造，逐步排除故障，維持了斷路器的正常、高效運(yùn)轉(zhuǎn)，提高了SF6斷路器運(yùn)行質(zhì)量，防范了故障的出現(xiàn)。

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