SF6斷路器密度繼電器接點(diǎn)絕緣低故障分析

阮劍坤

摘? 要：高壓斷路器使用的SF6密度繼電器是電力系統(tǒng)中重要的保護(hù)和控制元件，如果斷路器發(fā)生故障，將會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，要保證斷路器運(yùn)行的可靠性，就必須經(jīng)常監(jiān)視斷路器的各項(xiàng)指標(biāo)，特別是SF6氣體，必須到達(dá)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，使SF6斷路器長期保持良好的工作狀態(tài)。然而，當(dāng)密度繼電器出現(xiàn)接點(diǎn)絕緣低的問題時(shí)，可能造成報(bào)警或閉鎖端誤動(dòng)作，或者報(bào)警信號(hào)聯(lián)動(dòng)閉鎖信號(hào)，出現(xiàn)同時(shí)報(bào)警和閉鎖。在高電壓環(huán)境中也可能出現(xiàn)電擊穿現(xiàn)象，使得表計(jì)喪失某種功能，危及斷路器乃至電網(wǎng)安全。本文對(duì)阿?，m（AREVA）斷路器使用的威卡（WIKA）密度繼電器出現(xiàn)接點(diǎn)絕緣低問題進(jìn)行了分析，制定了解決方法及防范措施，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：斷路器;密度繼電器;絕緣低;防范措施

0? 前言

2018年某日，我局變電所繼保班驗(yàn)收220kV某站的220kV線路2259開關(guān)二次接入安穩(wěn)、220kV備自投，在傳動(dòng)開關(guān)時(shí)只合上操作電源I，發(fā)現(xiàn)操作電源II回路帶有-40多伏直流存在;只合上2259開關(guān)測控遙信電源，斷開兩路操作電源后，測量操作電源I、操作電源II回路仍帶有-40多伏的寄生電壓，斷開2259開關(guān)測控遙信電源后測量操作回路電壓消失，確認(rèn)遙信回路與操作回路之間也存在串供電現(xiàn)象。經(jīng)檢查，斷開三相密度繼電器接點(diǎn)后測量操作回路與遙信回路之間無串供現(xiàn)象。該斷路器生產(chǎn)廠家為蘇州AREVA高壓電氣開關(guān)有限公司，密度繼電器生產(chǎn)廠家為蘇州WIKA儀表有限公司（見圖1），我們須找到該密度繼電器問題的解決方法及防范措施，確保電網(wǎng)安全。

1? 密度繼電器問題現(xiàn)場核查方法

首先對(duì)斷路器使用的威卡密度繼電器（以下簡稱WIKA）進(jìn)行搖絕緣檢查，發(fā)現(xiàn)在WIKA的電氣接口處，2、4、6接點(diǎn)的絕緣嚴(yán)重降低，且伴有銅綠現(xiàn)象（見圖2），1、3、5接點(diǎn)的絕緣電阻較大。其中以4接點(diǎn)銅綠較為嚴(yán)重，測量1，4接點(diǎn)的絕緣電阻只有0.39MΩ，遠(yuǎn)低于機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值20MΩ;而測量1，2接點(diǎn)之間的絕緣電阻值，為8.6G歐，絕緣性能良好。

為了驗(yàn)證絕緣電阻與銅綠之間的關(guān)系，將接線柱上的銅綠通過噴砂機(jī)除去，測得接點(diǎn)1，4絕緣電阻值為0.39MΩ，由此得出，絕緣電阻值不合格與表面銅綠沒有關(guān)系。

為了進(jìn)一步探求絕緣電阻的形成原因，將表拆開，將電接點(diǎn)上的電線與電接點(diǎn)分開，單獨(dú)測量電接點(diǎn)之間的絕緣電阻值，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，6個(gè)節(jié)點(diǎn)兩兩之間絕緣電阻值均為>50G歐（見圖3），由此得到結(jié)論，絕緣電阻值不合格與電接點(diǎn)沒有關(guān)系。

之后測量電線之間的絕緣電阻值，可得電線之間的絕緣電阻阻值為27.2M歐（見圖4），略大于機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值20M歐，進(jìn)一步將表拆開，將電線以及接線柱單獨(dú)拿出，繼續(xù)將表拆開，把電線、接線柱單獨(dú)拆開（見圖5），電線錫焊處有大量水分以及硅油，等放干后再進(jìn)行測量，絕緣電阻值達(dá)到了36G歐（見圖6），遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了20M歐的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。（由于放干后銅綠無水不成離子態(tài)，不會(huì)導(dǎo)電，故絕緣強(qiáng)度提高為36G歐。）由以上分析以及實(shí)驗(yàn)，可以得出結(jié)論，絕緣電阻值的不合格是由存在于潮濕環(huán)境下的銅綠引起的。

針對(duì)上述的實(shí)驗(yàn)分析，為驗(yàn)證接線盒和絕緣電阻值的關(guān)系，將帶有銅綠的密度表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別測量更換接線盒前后的絕緣電阻值，由之前實(shí)驗(yàn)得到1，4節(jié)點(diǎn)之間絕緣電阻偏低，將選取1，4節(jié)點(diǎn)作樣進(jìn)行測量，更換前和更換后分別是4.9MΩ和6.1MΩ（見圖7），絕緣電阻值沒有顯著的變化，均明顯低于工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的20MΩ。由此得出絕緣電阻值大小與接線盒沒有關(guān)系。

經(jīng)分析判斷，WIKA連接電接點(diǎn)與接線盒之間這段線應(yīng)導(dǎo)致絕緣低的主要原因。

2? 接點(diǎn)絕緣低原因分析

舊式WIKA接線端經(jīng)由一顆螺絲固定，通過密封圈封閉（見圖8），只是內(nèi)蓋有部分細(xì)微硬質(zhì)凸出膠柱，并不是新式的O型密封圈，此硬式密封圈無收縮密封性，防水效果基本不起作用，經(jīng)過長時(shí)間風(fēng)吹日曬雨淋，密封圈出現(xiàn)老化現(xiàn)象，且質(zhì)量較差已破損，從而水汽通過間隙滲入接線端子，腐蝕了觸點(diǎn)位置金屬，從而造成絕緣降低，發(fā)生感應(yīng)電流。因此，雨水滲入長時(shí)間侵蝕作用下，對(duì)帶負(fù)電接點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)生成了銅綠。根據(jù)GB22065-2008標(biāo)準(zhǔn)，密度表接線端部分需要通過2kV高壓擊穿測試包括接點(diǎn)與外殼體，接點(diǎn)對(duì)接點(diǎn)，所以銅綠現(xiàn)象降低了絕緣強(qiáng)度，可能造成報(bào)警或閉鎖端誤動(dòng)作，或者報(bào)警信號(hào)聯(lián)動(dòng)閉鎖信號(hào)，出現(xiàn)同時(shí)報(bào)警和閉鎖。在高電壓環(huán)境中也可能出現(xiàn)電擊穿現(xiàn)象。使得表計(jì)喪失某種功能。

3? 防范措施及改進(jìn)建議

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，我所管轄的變電站共有相同型號(hào)的WIKA有124臺(tái)，必須結(jié)合停電對(duì)WIKA進(jìn)行專項(xiàng)檢查維護(hù)。要檢查接線盒（接點(diǎn)與外殼體;接點(diǎn)對(duì)接點(diǎn)）的絕緣強(qiáng)度，對(duì)低于機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JBT 9273-1999中規(guī)定的20M歐的最低值的WIKA更換或送廠維修;對(duì)舊式的WIKA加裝新式O型密封圈;對(duì)WIKA接線部分安裝防雨罩。根據(jù)威卡公司的經(jīng)驗(yàn)，加裝防雨罩后可有效防止雨水侵蝕和陽光直射對(duì)密度表產(chǎn)生的影響。所以防雨罩不僅是輔助措施，而是可以延長戶外用密度表使用壽命的主要措施。除以上防范措施外，還需加強(qiáng)對(duì)密度繼電器（壓力表）投運(yùn)前驗(yàn)收把關(guān)，應(yīng)認(rèn)真落實(shí)相關(guān)措施。

4? 結(jié)束語

高壓斷路器是否能夠可靠的運(yùn)行，直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的安全，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的意義。監(jiān)視斷路器SF6氣體指標(biāo)的密度繼電器出現(xiàn)接點(diǎn)絕緣低的問題時(shí)，可能造成報(bào)警或閉鎖端誤動(dòng)作，或者報(bào)警信號(hào)聯(lián)動(dòng)閉鎖信號(hào)，出現(xiàn)同時(shí)報(bào)警和閉鎖。在高電壓環(huán)境中也可能出現(xiàn)電擊穿現(xiàn)象，使得表計(jì)喪失某種功能，危及斷路器乃至電網(wǎng)安全。本文通過對(duì)WIKA密度繼電器接點(diǎn)絕緣低問題采用科學(xué)合理的現(xiàn)場核查方法，理清WIKA連接電接點(diǎn)與接線盒之間的線是導(dǎo)致絕緣低的主要原因，及時(shí)提出結(jié)合停電進(jìn)行WIKA密度繼電器專項(xiàng)檢查維護(hù)、加裝防雨罩、投運(yùn)前驗(yàn)收把關(guān)等防范措施及改進(jìn)建議，以確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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