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文檔簡(jiǎn)介
1、關(guān)于SF6高壓斷路器的幾種故障原因分析和處理方法關(guān)鍵詞:SF6斷路器,故障,分析,處理Keyword:SF6 circuit breaker,fault,analysis,treatment摘要:對(duì)SF6高壓斷路器的簡(jiǎn)單介紹,對(duì)SF6高壓斷路器在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的幾種故障進(jìn)行原因分析,并提出處理方法。Abstract:the brief introduction of SF6 circuit breaker, the faults occurred in practical service for the SF6 circuit breaker are analyzed in detail an
2、d the solution is put forward.引言在電力系統(tǒng)中,高壓斷路器是發(fā)、輸、變、配電環(huán)節(jié)接通、分?jǐn)嚯娐泛捅Wo(hù)電路的重要設(shè)備之一。它既能切換正常負(fù)荷電流和空載電流,又可在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)配合繼電保護(hù)裝置迅速斷開故障點(diǎn)。為此,要求高壓斷路器必須可靠工作,以保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。高壓斷路器按其滅弧介質(zhì)分類有多種,常見的可分為:SF6高壓斷路器、真空斷路器、油斷路器等。在我國(guó)電力系統(tǒng)主網(wǎng)(也稱城網(wǎng))中,油斷路器所占比例已經(jīng)大大減少,根據(jù)2005年底統(tǒng)計(jì),華北網(wǎng)無油化率81.04,河北南網(wǎng)無油化率88.93,目前占主導(dǎo)地位的是真空斷路器和SF6斷路器,尤其在110kV及以上電力系統(tǒng)中
3、,SF6斷路器占有絕對(duì)的主導(dǎo)地位。SF6斷路器是以SF6氣體為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)的斷路器。SF6氣體屬于惰性氣體,純凈的SF6氣體是無色、無味、無毒的,是當(dāng)今電力系統(tǒng)中較為理想的絕緣和滅弧介質(zhì)。SF6斷路器的滅弧原理自該型斷路器投入市場(chǎng)以來共經(jīng)歷了三代更新:第一代壓氣式,第二代熱膨脹式,第三代自能式。目前在電力系統(tǒng)中廣泛推崇的是第三代自能式斷路器,它充分利用電弧的“阻塞效應(yīng)”,來提高滅弧室SF6氣體壓力,從而達(dá)到滅弧的目的。當(dāng)今部分廠家在“自能式”的基礎(chǔ)上,推出了“觸頭雙動(dòng)原理”的斷路器,該設(shè)備的操作功較其它設(shè)備的操作功降低了65%左右,大大減少了對(duì)基礎(chǔ)的沖擊力。幾種故障原因分析和處理方法1.
4、 SF6斷路器本體故障1.1SF6氣體泄露故障 SF6斷路器是少維護(hù)、長(zhǎng)壽命斷路器,為保證SF6斷路器的長(zhǎng)壽命,密封則成為SF6斷路器的關(guān)鍵工藝技術(shù)之一。SF6斷路器一旦發(fā)生大量泄漏或頻繁性的泄漏,則其優(yōu)點(diǎn)全部蕩然無存(國(guó)標(biāo)規(guī)定SF6斷路器的SF6氣體泄露率為1%/年)。因此各生產(chǎn)SF6斷路器的斷路器廠家從解決SF6氣體泄露方面大下改進(jìn)措施。SF6氣體泄露的原因有很多,比如:密封膠的失效、密封膠圈的老化、瓷瓶破損、砂眼等。那發(fā)生SF6氣體泄露故障后,該如何解決呢?主要采用以下措施:a. 檢查瓷瓶是否有破損,如果存在,立即更換;b. 用較濃的肥皂液涂抹管路連接處或有疑問的部位,檢查是否有砂眼或密
5、封件不良等現(xiàn)象存在,如果存在,立即更換。檢查時(shí)可;c. 用包扎法(即塑料薄膜)包扎斷路器的可能漏氣的部位,比如:管路的連接處、瓷瓶連接處等,靜止12小時(shí)后,使用定性/定量SF6氣體檢漏儀檢測(cè)包扎處(現(xiàn)場(chǎng)使用定性檢漏儀檢測(cè)即可)。查處漏點(diǎn)后,在條件允許的情況下現(xiàn)場(chǎng)更換密封膠圈,重新涂抹密封膠,解除漏氣點(diǎn)的故障。如果條件不允許,設(shè)備需要返廠維修。1.2滅弧室內(nèi)SF6氣體微水超標(biāo)SF6斷路器是采用SF6氣體絕緣和滅弧的,所以對(duì)于SF6氣體的水份含量有嚴(yán)格要求。水份含量大必影響到斷路器內(nèi)SF6氣體的絕緣性能和滅弧性能。處理方法:使用專用設(shè)備對(duì)故障斷路器進(jìn)行抽真空、干燥處理,直到斷路器微水含量符合標(biāo)準(zhǔn)要
6、求。抽真空時(shí),應(yīng)按DLT 6031996氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)規(guī)程中規(guī)定的程序作業(yè)。(1)真空度達(dá)到133 Pa時(shí)開始計(jì)時(shí),維持真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)至少在30min以上;(2)停泵并與泵隔離,靜觀30min后才能讀取真空度A;(3)再靜觀5 h以上,讀取真空度B,要求BA 67 Pa(極限允許值133 Pa)合格,否則,要先檢測(cè)泄漏點(diǎn)。1.3斷路器主導(dǎo)電回路電阻超標(biāo)測(cè)量回路電阻主要是檢查斷路器本體一次主導(dǎo)電回路的裝配工藝或運(yùn)行中有否變化,如固定接觸部位螺絲是否壓緊,動(dòng)接觸部位彈簧緊力、觸頭居中程度等。電力系統(tǒng)對(duì)斷路器的主回路電阻有專門特殊的規(guī)定,所以斷路器的主回路電阻要求必須小于標(biāo)準(zhǔn)要求。但
7、是在安裝、檢修期間也常常發(fā)生主回路電阻超標(biāo)的問題,如110kV斷路器曾經(jīng)出現(xiàn)大于200的故障現(xiàn)象。斷路器主回路電阻是否滿足要求關(guān)鍵在于斷路器的接觸部位是否接觸良好,一般來說動(dòng)接觸(如動(dòng)、靜觸頭)的問題多一些?;芈冯娮璩瑯?biāo)的原因很多,以下總結(jié)了三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)式斷路器和三相電氣聯(lián)動(dòng)式斷路器回路電阻超標(biāo)的一些原因。(1)三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)式斷路器(主要針對(duì)110kV及以下斷路器) 該類斷路器采用一個(gè)操動(dòng)機(jī)構(gòu),通過連桿傳動(dòng),實(shí)現(xiàn)三相分合閘。三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)式斷路器需要在現(xiàn)場(chǎng)三相連接調(diào)整,如瓷柱的固定、連桿的連接、氣體管路的連接,這種連接調(diào)整會(huì)提高主回路電阻不合格故障的發(fā)生率。a. 檢查斷路器本體是否有位移、地腳固
8、定的螺栓是否有松動(dòng)。斷路器本體位移直接影響斷路器在合閘狀態(tài)下,連桿的推動(dòng)使瓷柱發(fā)生位移,既而影響到動(dòng)靜觸頭接觸行程減少,回路電阻超標(biāo)。處理方法:輕微移動(dòng)瓷柱,緊固固定螺栓,測(cè)量主回路電阻,直到合格。b.檢查一次線與斷路器兩個(gè)接線端子之間是否有污垢存在。處理方法:清除兩者之間的污垢。c.檢查連桿系統(tǒng)的螺栓是否有脫落、折彎,連桿是否有彎曲現(xiàn)象發(fā)生。處理方法:更換連桿,更換不合格的螺栓并緊固。d.檢查機(jī)構(gòu)箱內(nèi)合閘彈簧的狀態(tài),彈簧的強(qiáng)度不夠,也可能造成合閘沒有完全到位,主回路電阻偏大。處理方法:更換合閘彈簧。e.斷路器主動(dòng)靜觸頭的燒傷也是造成回路電阻不合格的原因。一般來說,由于斷路器熄弧時(shí)應(yīng)只燒蝕滅弧
9、觸頭,主觸頭應(yīng)永不燒損,不會(huì)影響回路電阻值,但在實(shí)際運(yùn)行中確實(shí)發(fā)現(xiàn)過主觸頭燒損現(xiàn)象。 處理方法:更換動(dòng)靜觸頭。(2)三相電氣聯(lián)動(dòng)式斷路器 三相電氣聯(lián)動(dòng)式斷路器由于本體三相間為電氣聯(lián)動(dòng),所以不存在相間機(jī)械聯(lián)動(dòng)移位問題。三相電氣聯(lián)動(dòng)式斷路器安裝時(shí),主要考慮運(yùn)輸過程中對(duì)回路電阻造成的影響;運(yùn)行后回路電阻超標(biāo)原因與三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)式斷路器的b、d、e項(xiàng)相同,在此不再重復(fù)介紹。2.操動(dòng)機(jī)構(gòu)相關(guān)故障根據(jù)斷路器的故障調(diào)查,44%的大故障與39.4%的小故障與操動(dòng)機(jī)構(gòu)有關(guān),操動(dòng)機(jī)構(gòu)是目前最容易出問題的部件。液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的小故障率比彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)高七倍,而氣動(dòng)機(jī)構(gòu)的小故障率比彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)高二倍,這也是當(dāng)今電力系統(tǒng)中彈
10、簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)比較受寵的重要原因。本節(jié)主要針對(duì)配用彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)SF6斷路器對(duì)部分故障進(jìn)行分析和處理。2.1不儲(chǔ)能(1)電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)儲(chǔ)能電機(jī)電氣回路如圖1所示,儲(chǔ)能行程開關(guān)XK1、XK2的接點(diǎn)接觸不良,將直接造成儲(chǔ)能電機(jī)的兩端電壓過低甚至無電壓,使電機(jī)無法轉(zhuǎn)動(dòng)。另外電機(jī)的換向器接觸不良,繞組的燒毀將直接造成電機(jī)的不轉(zhuǎn)動(dòng)。圖1發(fā)現(xiàn)電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)后,將斷路器的一次、二次回路電源全部斷開,用萬用表檢查行程開關(guān)的常閉接點(diǎn),如果電阻較大,則應(yīng)對(duì)其進(jìn)行清洗或者更換;然后檢測(cè)電機(jī)繞組兩側(cè)的電阻,若電阻不正常,則應(yīng)考慮電機(jī)繞組的引線處是否脫焊,電機(jī)繞組是否燒壞。緊急情況下,需要更換儲(chǔ)能電機(jī),對(duì)更換下來的電機(jī)進(jìn)行維修。若是
11、直流電機(jī),還應(yīng)考慮碳刷與換向器的接觸情況,若接觸不良,更換碳刷。(2)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不停而彈簧儲(chǔ)不上能在實(shí)際工作中,此類故障多數(shù)是由于棘爪的壓緊彈簧疲勞、折斷、脫落等造成的,也有少數(shù)是由于棘爪的端部嚴(yán)重磨損造成的。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),棘爪與凸輪上的缺口接觸處由于以上原因會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,造成儲(chǔ)能軸不停轉(zhuǎn)動(dòng),彈簧儲(chǔ)不上能。而行程開關(guān)始終處于閉合狀態(tài),以致使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不停。發(fā)生故障后,首先檢查棘爪的壓緊彈簧是否有問題,若損壞,需要將彈簧進(jìn)行更換;若壓緊彈簧正常,可用手動(dòng)機(jī)械對(duì)機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能,看軸套是否轉(zhuǎn)動(dòng),若軸套不轉(zhuǎn)動(dòng),則是減速箱內(nèi)蝸輪、蝸桿等故障,更換減速箱部分。若軸套轉(zhuǎn)動(dòng),在手動(dòng)機(jī)械式對(duì)機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能過程中,觀察棘爪與凸輪
12、缺口處是否接觸良好,是否打滑,如有該現(xiàn)象出現(xiàn),更換棘爪。2.2合不上閘故障合閘的成功與否關(guān)鍵在于合閘脫扣器是否可靠釋放合閘彈簧的能量,以及分閘掣子是否將分閘磙子可靠鎖住,原因分析如下:(1)控制回路故障。合閘電氣回路如圖2所示,儲(chǔ)能電機(jī)行程開關(guān)XK3的接點(diǎn)接觸不良、防跳繼電器觸點(diǎn)FJ1接觸不良、輔助接點(diǎn)DL2的常閉觸點(diǎn)接觸不良、SF6密度繼電器接點(diǎn)MK1接觸不良等都可能造成合閘線圈HQ無電壓或電壓過低,使斷路器拒合或延長(zhǎng)合閘時(shí)間。處理方法:檢查儲(chǔ)能電機(jī)行程開關(guān)XK3觸點(diǎn)、防跳繼電器觸點(diǎn)FJ1觸點(diǎn)、輔助接點(diǎn)DL2的常閉觸點(diǎn)、SF6密度繼電器接點(diǎn)MK1觸點(diǎn)接觸是否良好,如有接觸不良現(xiàn)象,對(duì)相應(yīng)的接
13、點(diǎn)進(jìn)行清洗或更換。圖2(2)合閘電磁鐵燒壞、脫落或卡澀,將直接造成斷路器合閘不動(dòng)作或合閘不到位等。部分合閘電磁鐵由于特殊原因和周圍環(huán)境(灰塵等)容易造成線圈的燒壞;電磁鐵脫落則是由于斷路器在分、合閘操作中產(chǎn)生的振動(dòng)造成的,長(zhǎng)期的振動(dòng)可使電磁鐵的固定螺栓松動(dòng),甚至脫落;卡澀現(xiàn)象可能是由于灰塵的進(jìn)入等原因造成脫扣器動(dòng)作時(shí)摩擦力增大。處理方法:用萬用表檢測(cè)合閘線圈的電阻,如電阻偏離正常值過大,則更換該線圈;檢查合閘脫扣器是否有松動(dòng)和脫落現(xiàn)象,如松動(dòng)或脫落則進(jìn)行緊固;檢查合閘脫扣器的鐵心是否有卡澀現(xiàn)象,如有則將拆下鐵心,清洗脫扣器內(nèi)部和鐵心的污垢,完畢后將鐵心復(fù)位。(3)合閘磙子和合閘掣子由于長(zhǎng)期的摩
14、擦,表面難免有凹凸現(xiàn)象,這樣使合閘磙子和合閘掣子脫離時(shí)的摩擦力增大;另外,合閘磙子和合閘掣子因?yàn)榛覊m等因素的影響,也會(huì)增大摩擦力,使轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)困難。所有這些原因都可能造成合閘電磁鐵保持帶電而斷路器不能合閘。 處理方法:檢查合閘磙子和合閘掣子的表面有無裂痕及凹凸現(xiàn)象,合閘磙子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有無卡澀和偏心現(xiàn)象。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)卡澀,則對(duì)其進(jìn)行清洗;如轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)偏心或表面有裂痕和凹凸現(xiàn)象,則更換相應(yīng)部件。(4)分閘掣子組件的回轉(zhuǎn)彈簧疲勞或回轉(zhuǎn)軸卡澀,在對(duì)斷路器進(jìn)行合閘操作時(shí),分閘磙子使分閘掣子抬起,待觸頭閉合,分閘磙子回落到位時(shí),分閘掣子因以上原因沒有回轉(zhuǎn)到位,使分閘磙子失去支撐,斷路器跳閘。 處理方法:檢查分閘掣子組件,確
15、認(rèn)回轉(zhuǎn)軸是否卡澀,如卡澀,則對(duì)回轉(zhuǎn)軸進(jìn)行清洗,如不卡澀則考慮分閘掣子組件的回轉(zhuǎn)彈簧疲勞程度,更換相應(yīng)部件。(5)除以上幾種可能造成斷路器合閘失敗的原因外,另外斷路器絕緣拉桿的折斷和脫落也是造成合閘失敗的原因之一。處理方法:當(dāng)確認(rèn)確實(shí)是由于斷路器的絕緣拉桿的折斷或脫落造成合閘失敗,基于SF6斷路器的結(jié)構(gòu)和對(duì)環(huán)境的特殊要求,該故障只能返廠進(jìn)行更換絕緣拉桿的處理。需要注意的是:經(jīng)過以上故障處理后的斷路器,需要進(jìn)行低電壓試驗(yàn),合格后方可投入運(yùn)行(對(duì)合閘來說一般不要求進(jìn)行低電壓特性檢測(cè),除非用戶的訂貨技術(shù)條件中有規(guī)定才做試驗(yàn)。)。2.3分不開閘故障分閘的成功與否關(guān)鍵在于分閘脫扣器是否成功釋放分閘彈簧的能
16、量,故障原因分析如下:(1)控制回路故障。分閘電氣回路圖如圖3所示,輔助接點(diǎn)DL3的常閉觸點(diǎn)接觸不良、SF6密度繼電器接點(diǎn)MK2接觸不良等都可能造成分閘線圈TQ無電壓或電壓過低,使斷路器拒分。處理方法:檢查輔助接點(diǎn)DL3的常閉觸點(diǎn)、SF6密度繼電器接點(diǎn)MK2是否接觸不良,如接觸不良,則進(jìn)行清洗或更換。圖3(2)分閘電磁鐵燒壞、脫落或卡澀等,將直接造成斷路器分閘不動(dòng)作。處理方法:用萬用表檢測(cè)分閘線圈的電阻,如電阻偏離正常值過大,則更換該線圈;檢查分閘脫扣器是否有松動(dòng)和脫落現(xiàn)象,如松動(dòng)或脫落則進(jìn)行緊固;檢查分閘脫扣器的鐵心是否有卡澀現(xiàn)象,如有則將拆下鐵心,清洗脫扣器內(nèi)部和鐵心的污垢,完畢后將鐵心復(fù)位。(3)分閘磙子和分閘掣子由于長(zhǎng)期的摩擦,表面有凹凸
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