關(guān)于SF6高壓斷路器的幾種故障原因分析和處理措施

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