大連理工高壓電力技術畢業(yè)論文

1、 網(wǎng)絡教育學院本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設 計） 題 目： 高壓開關技術 學習中心：瑞安奧鵬學習中心 層 次：專科起點本科 專 業(yè)：電氣工程及其自動化 年 級：2014 年秋季 學 號：201406874855 學 生： 指導教師： 完成日期： 2016 年 5 月 日內(nèi)容摘要隨著電網(wǎng)建設的投資力度的不斷加大，“十二五”期間各電網(wǎng)最大負荷增長速度將高于用電量增長速度。電力設備正朝著大型化、自動化和智能化的方向發(fā)展。高壓開關是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護設備,在電網(wǎng)中的作用至關重要,其故障帶來的后果是十分嚴重的。一旦電力系統(tǒng)發(fā)生故障,即使只引起生產(chǎn)設備短暫的停止工作,也會造成巨大的損失。高壓開

2、關市場需求形勢依然看好，有望繼續(xù)保持平穩(wěn)、快速、健康增長。本論文所要研究的高壓開關技術，了解高壓開關的發(fā)展現(xiàn)狀及未來幾年的發(fā)展趨勢，以及國內(nèi)、外高壓開關發(fā)展情況，及高壓開關的結(jié)構、工作原理、電氣特性等；結(jié)合工作實際分析其常見故障；結(jié)合工作實際通過故障分析結(jié)果給出相應的解決方案。關鍵詞：負荷開關；斷路器； SF6；操動機構；彈簧目 錄內(nèi)容摘要I1 緒論11.1 高壓開關的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢11.2 國外高壓開關的發(fā)展情況21.3 我國高壓開關的發(fā)展情況31.4 本論文的主要工作42 高壓開關概述52.1 高壓斷路器特點與組成結(jié)構52.2高壓六氟化硫斷路器操作機構及工作原理62.3 電氣特性83 常見

3、故障分析103.1 運行狀況概述103.2 高壓斷路器常見故障及分析104 解決方案124.1 檢測與診斷124.2 故障解決辦法13處理步驟13確定故障處理14結(jié)論15參考文獻161 緒論1.1 高壓開關的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 電力系統(tǒng)是一個很大的實時工作系統(tǒng)。它的發(fā)電、變電、輸電、用電是在同一瞬間完成的，隨著電力系統(tǒng)的覆蓋范圍越來越廣、電力機組的容量越來越大、供用電及電力系統(tǒng)安全性要求越來越高，需要電力系統(tǒng)能夠用很完備的自動控制方式來協(xié)調(diào)。要讓先進的控制系統(tǒng)最終能夠?qū)崿F(xiàn)控制，配備較為新型的斷路器、組合電器是提高運行可靠性的重要措施之一。高壓開關設備是主要用于關合與開斷正?；蚬收想娐?、或用于隔離高

4、壓電源的電器，它的發(fā)展很迅猛。目前，開關產(chǎn)品已從初期的油斷路器、空氣開關，進入到了真空斷路器和SF6斷路器及其成套設備（GIS）為主的新時代；設備電壓等級也從交流12kv、40.5kv提升到750kv，并正在向1100kv特高電壓等級發(fā)展；機械加工從最基礎的工藝手段發(fā)展到具有適合規(guī)?；?、專業(yè)化生產(chǎn)的大型數(shù)控機床、加工中心、柔性生產(chǎn)線及專用工藝裝備；產(chǎn)品性能從僅能滿足近距離機械連鎖操作，向可以遠距離、無人值守的自動遙控、遙測操作發(fā)展；產(chǎn)品滅弧機理、滅弧室結(jié)構設計研發(fā)更為科學、先進，也更安全可靠；產(chǎn)品實現(xiàn)了真正意義上的計算機輔助設計，產(chǎn)品主要技術性能越來越進步、完善。隨著電力系統(tǒng)對配電系統(tǒng)的質(zhì)量和

5、可靠性要求的提高，對高壓開關設備的性能要求也越來越高。為了滿足當今社會對高質(zhì)量產(chǎn)品的需求許多研究、設計和生產(chǎn)部門做了大量的卜作;另外，基礎理論，材料技術、生產(chǎn)工藝、加工工藝和新技術的應用，也使得高壓開關設備的技術水平有了很大的進步。這些綜合起來大概有以下7個因素: (1)環(huán)保。六氟化硫氣體由于其優(yōu)良的絕緣和滅弧性能，日前在高壓電器中得到了廣泛的應用，全球生產(chǎn)的六氟化硫氣體約50%用于電力行業(yè)其中80%用于高壓開關設備。但由于1997年京都議定書的簽署使各國在逐步停止或減少六氟化硫電器的使用，日前尚未找到合適的替代氣體，六氟化硫氣體在電器生產(chǎn)中仍然有著其不可替代的作用。(2)新介質(zhì)、新材料的應用

6、。對于戶外產(chǎn)品而言，環(huán)境適應性能的提高(污穢，濕熱，高海拔，鹽霧和大氣污染)是至關重要的，因此耐紫外線、強度高和自潔型的新型有機絕緣材料也在戶外產(chǎn)品中得到廣泛的應用，比如新型的戶外環(huán)氧樹脂、戶外硅橡膠、聚氨醋、陶瓷等新型材料等等;另外，金屬防腐技術也是高壓開關廠家重點研究的課題。 真空斷路器由于其優(yōu)良的滅弧性能和少維護、免維護的特點，尤共是小型化、低重燃的真空滅弧室的應用，在戶外配電斷路器中所占比例越來越高。 (3)免維護。目前免維護產(chǎn)品(15一20年使用周期)的研究與開發(fā)是高壓電器生產(chǎn)廠家的目標和方向。目前，用于六氟化硫斷路器/重合器的彈簧操動機構可以做到2000次到500。次，用于真空斷路

7、器/重合器的彈簧操動機構基本上可以做到1000次機械穩(wěn)定性，電磁操動機構(含永磁操動機構)可以做到5000次機構壽命，基本可以滿足大多數(shù)用戶的需求。但是控制永磁操動機構的電容器、蓄電池和電子設備的使用壽命只能達到7年左右與設備本體的要求并不匹配。 (4)小型化。目前，復合絕緣技術、氣體絕緣技術和小型化真空滅弧室的使用，使得戶外配電設備的尺寸和重量與以前相比大幅度減小。同時，電子測量控制設備的發(fā)展，使電流傳感器和電容式分壓器在高壓電器產(chǎn)品中的應用成為可能，進一步減小了高壓電器的體積。 (5)組合電器。戶外配電開關設備的使用過程中，經(jīng)常需要多種高壓電器同時使用，因此許多廠家經(jīng)常將兩種以上的電器產(chǎn)品

8、組合使用，如斷路器一隔離開關組合電器、負荷開關一隔離開關組合電器、負荷開關一熔斷器組合電器等等，一方而降低了成本，另一方面方便了用戶的安裝和使用。 (6)最優(yōu)人機關系。將操動簡便可靠、電動遙控操動、清晰的狀態(tài)指不融人到開關的設計中，同時模塊化的設計，插接式安裝方式，二次系統(tǒng)現(xiàn)場總線使得現(xiàn)場快速安裝成為可能，同時免維護開關設備和自動監(jiān)測系統(tǒng)極大的減少了運行人員的工作量。新型的控制器及配網(wǎng)自動化系統(tǒng)可以將開關的狀態(tài)即時傳送到運行管理人員的電腦上，以及四遙系統(tǒng)的實現(xiàn)大大減少了運行人員的工作量。 (智能化。高壓開關設備的翎能化是“十五”時期裝備工業(yè)集傳統(tǒng)的機械裝置與電子產(chǎn)品、電子技術相結(jié)合的機電一體化

9、新一代產(chǎn)品，鉀能化既是一個個體又是一個系統(tǒng)。迄今為止，智能化只是一個泛指，相關行業(yè)并無一個規(guī)范的術語和定義。對于一個元件來講，可以理解是按照智能化的要求植人一個或多個元素或者功能，如傳感器、通訊接日等;對于開關成套設備，如配電設備、開關柜等，則可理解是對一個系統(tǒng)的綜合要求，諸如自動化、遠動化、四遙、在線監(jiān)測等。 1.2 國外高壓開關的發(fā)展情況世界上高壓開關的生產(chǎn)主要集中在歐洲幾大公司（如西門子、ABB、Alston等）和日本幾大公司（如三菱、東芝、日立等），它們的產(chǎn)品基本上代表了世界發(fā)展水平。2004年法國Alston公司研制出了采用真空和SF6復合式滅弧室的145kv等級的高壓斷路器，降低了

10、高壓斷路器的外形尺寸和操作功，提高開斷能力，增強電氣特性，縮短燃弧時間。日本東芝公司生產(chǎn)的GIS封閉式組合電器緊實小型化，防止環(huán)境污染，操作安全，維護方便。德國西門子公司在生產(chǎn)傳統(tǒng)高壓開關的同時研制出第二代熱膨脹滅弧室和雙向運動觸頭系統(tǒng)，對提高產(chǎn)品操作壽命有很大的益處。隨著緊湊型高壓開關設備的興起，歐洲幾大公司如ABB、西門子、Alston都競相推出此類產(chǎn)品，它比起普通空氣絕緣開關設備可節(jié)省占地面積60%，又比GIS節(jié)省大量費用。這些公司共有的特點是產(chǎn)品更新?lián)Q代快，研究費用的投入比例較大，并且建立了強大的試驗研究基地，這也是我國和他們之間最大的差距。1.3 我國高壓開關的發(fā)展情況國內(nèi)開關產(chǎn)品生

11、廠商主要分布在東部沿海地區(qū)和陜西、甘肅、河北、河南等中西部地區(qū)；其中包括國內(nèi)知名的“五大開”大型國有企業(yè)，即北京開關廠、平頂山天鷹集團有限責任公司、西安高壓開關廠、上海華通開關廠、沈陽高壓開關有限責任公司。還有很多如天水長城開關廠等中型國有企業(yè)、新興民企、及合資企業(yè)。我國高壓開關行業(yè)經(jīng)過50年的發(fā)展已建立了品種齊全、參數(shù)性能與國際接軌的產(chǎn)品體系，這些產(chǎn)品在品種、性能、質(zhì)量、數(shù)量及生產(chǎn)能力等方面，基本可以滿足我國電力工業(yè)發(fā)展和城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設與改造要求，不少產(chǎn)品已達到國際先進水平。我國在20世紀70年代末開始引進法國MG公司500kv SF6瓷柱式氣體斷路器設計制造技術，80年代又引進了日本三菱和日

12、立公司500kv SF6氣體斷路器和封閉式組合電器（GIS）的設計制造技術。目前國產(chǎn)500kv氣體斷路器已在電網(wǎng)中大量使用，500kv封閉式組合電器在大型電站、變電所運行，110kv、220kv和330kv封閉式組合電器也在電網(wǎng)中大量使用。隨著我國城市電網(wǎng)建設速度加快，封閉式組合電器將得到大量的運用，但相比國外產(chǎn)品，國產(chǎn)封閉式組合電器和氣體斷路器在可靠性、密封性和運行業(yè)績方面還存在較大的差距，零部件的質(zhì)量問題比較突出，配套能力差，在很大程度上制約了我國高壓開關電器的發(fā)展。在我國輸配電系統(tǒng)中，60年代使用多油斷路器、空氣斷路器，技術較落后，1968年華光電子管廠研制出第一只運用于商品化的真空開關

13、管，但由于各種原因與國外的產(chǎn)品質(zhì)量相差甚遠。70年代初，我國開始引進第一臺SF6斷路器。經(jīng)過20多年的努力發(fā)展，現(xiàn)在我國的電力系統(tǒng)中高壓開關設備幾乎全部使用SF6斷路器和真空斷路器。 目前我國以40kV電壓等級為界，40kV以上高壓開關全部使用SF6斷路器，40kV以下以真空斷路器為主。SF6斷路器分為兩種結(jié)構，一種為罐式，目前在電網(wǎng)中運行的252kV,363kV,550kV罐式SF6斷路器已有數(shù)百臺，它以其優(yōu)良的環(huán)境適應能力，系統(tǒng)配套性和高運行可靠性得到用戶的認可。另一種為瓷柱式，它可以通過靈活串接方式獲得任意電壓額定值，加之低成本，使其在500kV以下的超高壓領域顯示出優(yōu)勢。 真空開關廣泛

14、應用于40kV以下電壓等級的電網(wǎng)內(nèi)，分為真空斷路器和真空接觸器兩種。目前我國110kV雙斷真空斷路器已研制成功，它是由單斷口真空斷路器串接而成。真空接觸器則主要用于中、低壓配電系統(tǒng)中。 1.4 本論文的主要工作本文首先介紹的是選題背景，高壓開關的發(fā)展現(xiàn)狀及未來幾年的發(fā)展趨勢，以及國內(nèi)、外高壓開關發(fā)展情況，提出目前我國高壓開關發(fā)展的不足之處。.介紹所研究高壓開關的結(jié)構、工作原理、電氣特性等；結(jié)合工作實際分析其常見故障；結(jié)合工作實際通過故障分析結(jié)果給出相應的解決方案。2 高壓開關概述變配電中承擔輸送和分配電能任務的電路，稱為一次電路或一次回路，亦稱主電路。一次電路中所有的電氣設備，稱為一次設備。凡

15、用來控制、指示、監(jiān)測和保護一次設備運行的電路，稱為二次回路或二次電路，亦稱副電路。干凈電路通常在互感器的二次側(cè)。二次電路中的所有電氣設備，稱為二次設備。一次設備按其功能來分，可分以下幾類：（1）變換設備 其功能是按電力系統(tǒng)工作的要求來改變電壓或電流等，例如電力變壓器、電流互感器、電壓互感器等。（2）控制設備 其功能是按電力系統(tǒng)工作的要求來控制一次設備的投入和切除，例如各種高低壓開關。（3）保護設備 其功能是用來對電力系統(tǒng)進行過電流和過電壓等的保護，例如熔斷器和避雷器等。（4）補償設備 其功能是用來補償電力系統(tǒng)的無功功率，以提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，例如并聯(lián)電容器。（5）成套設備 它是按一次電路接

16、線方案的要求將開關一次設備及二次設備組合為一體的電氣裝置，例如高壓開關柜、低壓配電屏、動力和照明配電箱等。2.1 高壓斷路器特點與組成結(jié)構高壓斷路器（high-voltage circuit-breaker，文字符號為QF）的功能是，不僅能通斷正常的負荷電流，而且能接通和承受一定時間的短路電流，并能在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的設備，它既要根據(jù)電網(wǎng)運行要求，將一部分電氣設備或線路投入或退出運行狀態(tài)轉(zhuǎn)為備用或檢修狀態(tài)，又要在電氣設備或線路發(fā)生故障時，通過繼電保護裝置動作高壓斷路器將故障部分從電網(wǎng)中迅速切除，保護電網(wǎng)的無故障部分得以正常運行。因此，高壓斷路器

17、及其運行可靠性直接關系到整個電力系統(tǒng)的安全運行和供電質(zhì)量，在電力系統(tǒng)中起著十分重要的作用。高壓斷路器按功能可分為以下幾部分：導電部分：斷路器導通電流的部分。它允許通過長時間的正常負荷電流和一定時間的異常電流，如過負荷電流和短路電流。絕緣部分：保證斷路器電氣絕緣的部分。它包括三個基本方面，即對地絕緣、相間絕緣和斷口絕緣。接觸系統(tǒng)和滅弧裝置：執(zhí)行電路的開斷和關合的部分。它表征斷路器的合閘和分閘的能力。操作系統(tǒng)：促使觸頭分斷和接通的部分。它賦予斷路器以規(guī)定程序的動作以及一定的動作時間和速度。高壓斷路器按其采用的滅弧介質(zhì)分，有油斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器以及壓縮空氣斷路器、磁吹斷路器等，其中過

18、去應用最廣的是油斷路器，但現(xiàn)在它已在很多場所被真空斷路器和六氟化硫斷路器所取代。油斷路器現(xiàn)在主要在原有的老配電裝置中繼續(xù)使用。油斷路器按其油量多少和油的功能，又分多油和少油兩大類。多油斷路器的油量多，其油一方面作為滅弧介質(zhì)，另一方面又作為相對地甚至作為相與相之間的絕緣介質(zhì)。裝置中廣泛采用少油斷路器。下面重點介紹我國過去廣泛應用的SN1010型戶內(nèi)少油斷路器及現(xiàn)在廣泛應用的六氟化硫斷路器和真空斷路器。高壓斷路器全型號的表示和含義如下：2.2高壓六氟化硫斷路器操作機構及工作原理六氟化硫斷路器是利用SF6氣體作滅弧和絕緣介質(zhì)的一種斷路器。SF6是一種無色、無味、無毒且不易燃的惰性氣體。在150以下時

19、，化學性能相當穩(wěn)定，但它在電弧高溫作用下要分解，分解出氟有較強的腐蝕性和毒性，且能與觸頭的金屬離子化合為一種具有絕緣性能的白色粉末狀的氟化物。因此這種斷路器的觸頭一般都設計成具有自動凈化的功能。然而由于上述的分解和化合作用所產(chǎn)生的活性雜質(zhì)，大部分能在電弧熄滅后幾個微秒的極短時間內(nèi)自動還原。SF6不含碳元素，這對于滅弧和絕緣介質(zhì)來說是極為優(yōu)越的特性。前面介紹的油斷路器是用油作滅弧和絕緣介質(zhì)的，而油在電弧高溫作用下要分解出碳，使油中的含碳里增高，從而降低了油的絕緣和滅弧性能。因此油斷路器在運行中需要經(jīng)常監(jiān)視油色，適時分析油樣，必要時要換新油。而SF6斷路器就無此麻煩。SF6又不含氧元素，因此它也不

20、存在使金屬觸頭氧化的問題。因此SF6斷路器較之空氣斷路器，其觸頭的磨損較少，使用壽命增長。SF6除了具有上述優(yōu)良的物理、化學性能外，還具有優(yōu)良的電絕緣性能。在300kPa下，其絕緣強度與一般絕緣油的絕緣強度大體相當。特別優(yōu)越的是SF6在電流過零時，電弧暫時熄滅后，具有迅速恢復絕緣強度的能力，從而使電弧難以復燃而很快熄滅。SF6斷路器的結(jié)構，按其滅弧方式分，有雙壓式和單壓式兩大類。雙壓式具有兩個氣壓系統(tǒng)，壓力低的作為絕緣，壓力高的作為滅弧。單壓式只有一個氣壓系統(tǒng)，滅弧時，SF6的氣流靠壓氣活塞產(chǎn)生。斷路器的靜觸頭和滅弧室中的壓氣活塞是相對固定不動的。跳閘時，裝有動觸頭和絕緣噴嘴的氣缸由斷路器操作

21、機構通過連桿帶動，離開靜觸頭，造成氣缸與活塞的相對運動，壓縮SF6，使SF6通過噴嘴吹弧，從而使電弧迅速熄滅。操作機構是高壓斷路器的重要組成部分。帶觸點的開關電器，只有通過觸頭的分、合閘動作才能達到開斷與關合電路的目的，因此必須依靠一定的機械操作系統(tǒng)才能完成。斷路器的操作機構由儲能單元、控制單元和力傳遞單元組成。傳統(tǒng)的高壓斷路器都是帶觸頭的電器，通過觸頭的分、合動作達到開斷與關合的目的，因此必須依靠一定的機械操作系統(tǒng)才能完成。在斷路器本體以外的機械操動裝置稱為操動機構，操動機構與斷路器動觸頭之間連接的傳動部分稱為傳動機構和提升機構。高壓SF6斷路器的操動機構有多種型式，如彈簧操動機構、氣動機構

22、、液壓機構、液壓彈簧機構等。根據(jù)滅弧室承受的電壓等級和開斷電流的差異，SF6產(chǎn)品選用彈簧機構、氣動機構或液壓機構。彈簧機構、氣動機構、液壓機構各自的特點比較見表-1。表-1 機構類型比較項目彈簧機構氣動彈簧機構液壓機構儲能與傳動介質(zhì)螺旋壓縮彈簧/機械壓縮空氣/彈簧壓縮性流體/機械氮氣/液壓油壓縮性流體/非壓縮性流體適用的電壓等級40.5KV252KV126KV550KV126KV-550KV出力特性硬特性，反應快，自調(diào)整能力小軟特性，反應慢，有一定自調(diào)整能力硬特性，反應快，自調(diào)整能力大對反力，阻力特性反應敏感，速度特性受影響大反應較敏感，速度特性在一定程度上受影響反應不敏感，速度特性基本不受影

23、響環(huán)境適應性強，操作噪音小較差，操作噪音大強，操作噪音小人工維護量最小較小小相對優(yōu)缺點無漏油、漏氣可能；體積小，重量輕稍有泄露不影響環(huán)境；空氣中水分難以濾除，易造成銹蝕制造過程稍有疏忽容易造成滲漏，尤其是外滲漏；存在漏油、漏液可能以彈簧操動機構為例，彈簧操動機構是一種以彈簧作為儲能元件的機械式操動機構。彈簧的儲能借助電動機通過減速裝置來完成，并經(jīng)過鎖扣系統(tǒng)保持在儲能狀態(tài)。開斷時，鎖扣借助磁力脫扣，彈簧釋放能量，經(jīng)過機械傳遞單元使觸頭運動。彈簧操動機構結(jié)構簡單，可靠性高，分合閘操作采用兩個螺旋壓縮彈簧實現(xiàn)。儲能電機給合閘彈簧儲能，合閘時合閘彈簧的能量一部分用來合閘，另一部分用來給分閘彈簧儲能。合

24、閘彈簧一釋放，儲能電機立刻給其儲能，儲能時間不超過15s（儲能電機采用交直流兩用電機）。運行時分合閘彈簧均處于壓縮狀態(tài)，而分閘彈簧的釋放有一獨立的系統(tǒng)，與合閘彈簧沒有關系。FK-4彈簧機構動作過程（合閘儲能）：合閘彈簧儲能：電機一旦通電后，它就會通過慣性飛輪上的減速齒輪以及鏈條給合閘彈簧儲能。合閘彈簧儲能到位后，齒輪停在慣性飛輪上沒有齒的位置，而減速齒輪則會停下來，以免合閘掣子受力變形。FK-4彈簧機構動作過程（分閘）：分閘線圈通電時或手動操作分閘杠桿時，分閘掣子就會脫開拐臂。在分閘彈簧的作用下，主軸將沿順時針方向旋轉(zhuǎn)60°。直到“分閘”位置。緩沖器將吸收剩余的能量，以便分閘動作能平

25、衡完成。2.3 電氣特性（1）額定電壓UN及最高工作電壓指斷路器長時間運行能承受的正常工作電壓，最高工作電壓對于10220kV的為1.15倍額定電壓，對于330kV及以上為1.1倍額定電壓。（2）額定電流它是斷路器的觸頭結(jié)構和導電部分在規(guī)定環(huán)境溫度下允許通過的長期工作電流，其相應的發(fā)熱溫度不會超過國家標準。（3）額定開斷電流指斷路器在額定電壓下能可靠開斷的最大短路電流的有效值，它表征斷路器的開斷能力。（4）額定武斷容量是斷路器的開斷能力也可間接用開斷容量SNkd來表示在三相電路中其大小等于電壓與額定開斷電流的倍（5）動穩(wěn)定電流ies表明斷路器在沖擊短路電流作用下承受電動力的能力，其值由導電和絕

26、緣等部件的機械強度決定。（6）熱穩(wěn)定電流it表明斷路器承受短路電流熱效應的能力（7）開斷時間tkd從操作機構跳閘線圈接通跳閘脈沖起，到三相電弧完全熄滅時止的一段時間稱為斷路器的開斷時間，它等于斷路器的固有分閘時間tgf和熄弧時間txh之和。3 常見故障分析3.1 運行狀況概述根據(jù)國際大電網(wǎng)會議對22個國家19781991年投運的千伏電壓等級及以上的壓氣式SF6斷路器進行的可靠性調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在70708臺高壓斷路器3769次操作事故中，操動機構故障占全部故障的64.8%。其中操動機構的機械故障為43.8%，二次部分占全部故障的21%。在我國，操動機構故障占全部故障的66.4%，其中操動機構的機

27、械故障占全部故障的55%，二次部分占全部故障的11.4%。中國電力科學院對 1989年1997年22OkV及以上的斷路器運行情況進行調(diào)查，故障統(tǒng)計情況為:拒動(拒合6.48%、拒分22.67%)、誤動7.02%(偷跳(一相偷跳)、開斷與關合9.07%、絕緣35.47%、載流7.95%、外力及其他11.43%。由此可見，動作失靈的故障所占的比例很高。3.2 高壓斷路器常見故障及分析操動失靈表現(xiàn)為斷路器手動或誤動，由于高壓斷路器最基本、最重要的功能是正確動作并迅速切除電網(wǎng)故障，若斷路器發(fā)生拖動或誤動，將對電網(wǎng)構成嚴重威脅，主要是擴大事故影響范圍可能使本來只有一個回路故障擴大為系統(tǒng)事故或大面積停電事

28、故。導致失靈的主要原因有：操動機構缺陷；斷路器本體機械缺陷；操作電源缺陷等問題。操動機構缺陷包括電磁機構、彈簧機構和液壓機構，現(xiàn)場統(tǒng)計表明，操動機構缺陷是操動失靈的主要原因，大約70%左右。對電磁與彈簧機構，其機構故障的主要原因是卡澀不靈活。此處卡澀既可能是因為原裝配調(diào)整不靈活，也可能是因為維護不良導致；造成機構機構故障的另一個原因是鎖扣調(diào)整不當，運行中斷路器自跳多半是此類原因。各連接部位松動、變位，多半是由于螺釘末擰緊、銷釘末上好或原防松結(jié)構有缺陷。值得注意的是松動、變位故障遠多于零部件損壞，由此可見，防止松動的意義并不亞于防止零部件損壞。對液壓機構其機械故障主要是密封不良造成的因此保證高油

29、壓部位密封可靠是特別重要的。對機構的電氣缺陷所造成的事故主要是由輔助開關、微動開關缺陷造成的，輔助開關的故障多數(shù)為不切換，由此往往造成操作線圈燒壞。除此故障還有是由于切換后接觸不良造成拒動。微動開關主要是指液壓機構等上的聯(lián)銷、保護開關。有SW6型斷路器的事故統(tǒng)計資料表明，其微動開關故障約占其機構電氣故障的50%左右。除輔助開關、微動開關缺陷外，機構電氣缺陷中比例最大的為二次回路故障。斷路器本體的電器缺陷造成斷路器本體操動失靈的缺陷皆為機械缺陷，其中包括瓷瓶損壞、連接部位松動，零部件和異物卡澀等。為避免運行中滅弧室的油漏進三角箱，一般都把導電桿動密封調(diào)得很緊，當夏季氣溫上升時，動密封往往會把導電

30、桿抱住，當斷路器接到分閘命令時，導電桿運動要克服此抱緊力，往往晚幾十至幾百毫米才能完成分閘動作。對這種“晚動”現(xiàn)象，在事故后僅檢查斷路器不易查出，只有看故障錄波圖才能發(fā)現(xiàn)。為了避免此類事故發(fā)生在SW7-220型少油斷路器檢修工藝中已對導電桿的撥出力的允許范圍作了規(guī)定，只要認真執(zhí)行檢修工藝，運行中便不會發(fā)生 “晚動”事故。斷路器的操作電源缺陷也是造成操動失靈的原因之一。在操作電源缺陷中，操作電壓不足是最常見的缺陷，其原因多半是由于電站采用交流電源經(jīng)硅整流后作操作電源，在系統(tǒng)發(fā)生故障時電源電壓大幅度降低，或雖有蓄電池組，但操作電源至斷路器連接線壓降太大，使實際操作電壓低于規(guī)定的下限，例如某變電站所

31、因一條配電線路發(fā)生故障，斷路器在重合閘時爆炸；另一個變電所44kV線路相位接錯，合閘并網(wǎng)時斷路器爆炸。這些都是由于硅整流電源由本變電所供給當線路故障時，母線電壓降低所致。建議采用蓄電池和儲能式操動機構，對已有變電所操作電源改造和完善并加強管理。4 解決方案4.1 檢測與診斷造成斷路器合閘失靈的原因是多方面的。諸如合閘時操作方法不當，合閘母線電壓質(zhì)量達不到要求，控制回路斷線以及機械故障等等，但歸納起來不外乎有兩方面的原因：一是電氣二次回路故障，一是開關和操作機構的機構械故障。當斷路器出現(xiàn)拒合現(xiàn)象時，作為運行值班人員應能首先區(qū)分是電氣二次回路故障還是操作機構的機械故障。區(qū)分二者的主要依據(jù)是看紅、綠

32、燈的指示，閃光變化情況以及合閘接觸器和合閘鐵芯的動作情況。(1)當控制開關扭到“合閘”位置，紅綠燈指示不發(fā)生變化，綠燈仍閃光而紅燈不亮，合閘電流表無擺動，喇叭響，此種現(xiàn)象已說明操作機構沒有動作，問題主要在電氣二次回路上。合閘保險熔斷或接觸不良。合閘母線電壓太低，依據(jù)高壓斷路器運行規(guī)程要求，對于電磁機構操作的合閘電源，其合閘線圈通流時，端子電壓不應低于額定電壓的80%，最高不得高于額定電壓的110%，如果合閘母線電壓太高或太低，均會造成斷路器拒合。合閘操作回路元件接觸不良。例如，控制開關的接點，斷路器的輔助開關觸點，防跳繼電器的觸頭接觸不良，都會使合閘操作回路不通，從而使直流合閘接觸器線圈不能帶

33、電吸合，啟動合閘操作回路發(fā)生拒合現(xiàn)象。如果操作回路中接線端子松動，或者合閘接觸器線圈斷線等等同樣會造成二次回路不通而發(fā)生拒合現(xiàn)象。(2)當控制開關扭到“合閘”位置，綠燈滅，紅燈不亮，控制開關返回到“合閘后”的位置時，紅、綠燈皆不亮，同時報出事故音響信號，此時說明開關根本沒合上，可能是在操作時，操作保險熔斷或接觸不良。如果沒有報出事故音響信號，合閘電流表指示有擺動，線路上也有負荷電流，并且機械分合指針指亦在“合”位，則說明開關已在“合閘”位置，此時應檢查一下燈泡，燈座，操作保險以及斷路器的常開輔助接點是否接觸不良，如果出現(xiàn)上述情況，運行操作人員應將斷路器斷開消除故障后，再行合閘。(3)當控制開關

34、扭到“合閘”位置，綠燈滅后復亮或者閃光，合閘電流表有擺動，此種原因可能有兩個方面：一是合閘電源電壓太低，導致操作機構未能把開關提升桿提起，傳動機構動作未完成；二是操作機構調(diào)整不當，如合閘鐵芯超程或緩沖間隙不夠，合閘鐵芯頂桿調(diào)整不當?shù)鹊取Ｓ龅酱朔N情況，應請專業(yè)檢修人員前往修理。 (4)當控制開關扭到“合閘”位置時，綠燈滅，紅燈亮以后又滅，綠燈閃光，合閘電流表有擺動，此情況說明開關曾合上過，因機構的機械故障，維持機構未能使斷路器保持在合閘位置，諸如：合閘支架坡度較大或沒有復位；脫扣機構扣入尺寸不夠；四連板機構未過死點；合閘電源電壓過高等等。(5)如果電磁操作機構在合閘時開關出現(xiàn)“跳躍”此現(xiàn)象多屬開

35、關常閉輔助接點打開過早；或是傳動試驗時，合閘次數(shù)過多，致合閘線圈過熱等原因而造成。4.2 故障解決辦法 處理步驟（1）先判定是否屬于故障線路，保護后加速動作作跳閘。對于沒有保護后加速動作信號的線路斷路器，操作時，如合于故障線路（特別是線路上有工作，工作完畢送電）時，斷路器跳閘時無任何保護動作信號，若認為是合閘失靈，再次操作合閘，會引起嚴重事故 。只要在操作時，能按規(guī)程要求的要領進行操作，同時注意的表針的指示情況，就能正確判斷區(qū)分。區(qū)分的依據(jù)有：合閘操作時，有無短路電流引起的表計指示沖擊擺動；有無照明燈突然變暗、電壓表指示突然下降。若有上述現(xiàn)象，應立即停止操作，匯報調(diào)度，查明情況。（2）判明是否

36、屬于操作不當。應當檢查有無漏裝合閘熔斷器，控制開關是否復位過快或未恢復到位，有無漏投同期并列位置（裝有并列裝置者），檢查是否按自投裝置的有關要求操作（裝有自投裝置者）等，如果是操作不當，可立即糾正，再繼續(xù)操作。合閘操作時，如果并列裝置的投入位置不對，也會合不上閘。例如聯(lián)絡線路上不帶電，如并列裝置投在“同期”位置上，而沒有改投到“手動”位置，因為線路上沒有電壓，合閘回路不能接通（同期繼電器觸點不閉合），就合不上斷路器。（3）檢查操作合閘電源電壓是否過高或者過低，檢查操作、合閘熔斷器是否熔斷或接觸不良。對于彈簧操動機構，應檢查彈簧儲能情況。如果上述問題，應調(diào)整處理正常后即可合閘送電。直流電壓過低或過高，合閘都不可靠。電壓