一起500 kV斷路器非全相跳閘故障分析及處理

馬助興，孟延輝，胡銀素，齊肖彬

(國網河北省電力公司檢修分公司，石家莊 050070)

一起500 kV斷路器非全相跳閘故障分析及處理

馬助興，孟延輝，胡銀素，齊肖彬

(國網河北省電力公司檢修分公司，石家莊 050070)

對500 kV斷路器非全相跳閘故障進行分析，認為內彈簧存在卡澀，彈簧無法壓縮，導致合閘不成功是故障的主要原因，提出更換三相機構防跳銷釘的處理措施，并說明處理效果及建議。

斷路器；跳閘；非全相；防跳銷釘

目前，500 kV電網已經成為我國電網的主網架。500 kV斷路器用于切斷和接通高壓電路的空載和負荷電流[1-3]，當系統發生故障時，斷路器與繼電保護、自動裝置相配合，迅速切斷故障電流，以減少停電范圍，防止事故擴大，保證系統的安全運行，因此，斷路器的安全穩定運行成為電網安全穩定運行的重要因素[4-6]。以下就一起500 kV變電站斷路器非全相跳閘故障進行分析。

1 故障情況及原因查找

某日22∶01∶49，變電運維人員通過測控裝置遙控閉合某500 kV斷路器，22∶01∶51該斷路器非全相保護動作，該斷路器跳閘。故障錄波器動作情況，如圖1所示。故障發生后V相電流為零，V相電壓也近似為零；U、W相電流電壓均為額定值。

現場檢查發現，該斷路器三相處于分閘位置，V相合閘繞組和合閘電阻燒損，本體SF6氣體壓力正常、機構空氣壓力正常。結合故障錄波的電壓電流值可以判斷，該斷路器V相未能合閘，U、W相合閘后，斷路器非全相保護動作跳閘(非全相保護動作整定時間為2.5 s)。

圖1 故障錄波器動作情況

一次檢修專業排查合閘電磁鐵間隙、摯子間隙均符合要求，機械傳動部分無卡澀、磕碰、變形情況，各連接部分卡銷無脫落，輔助開關切換正常；保護專業排查保護裝置無異常，二次回路檢查無異常，二次回路中的接線無松動。更換新的合閘繞組、電阻后，高壓專業進行低電壓測試、機械特性測試無異常；保護專業將保護裝置內V、W相插件更換，重新進行傳動測試，未見異常；運行人員在主控室進行了8次遙傳分合，該斷路器均正確動作。檢修試驗中，測量合閘摯子間隙符合要求，低電壓測試也正常，排除了合閘摯子間隙調整不當造成合閘不成功的情況。由于二次回路檢查和互換保護裝置V、W相插件后的傳動試驗，也未發現異常，排除了二次回路錯誤和保護裝置故障造成合閘不成功的情況。同時機械特性測試結果正常，又排除了輔助開關輔助觸點切換不當造成合閘不成功的情況。進一步分析，初步判斷合閘摯子下方、防跳銷釘內彈簧存在卡澀，彈簧無法壓縮，造成合閘時脫扣桿行程變小，不能正常撞開脫扣摯子，合閘過程無法開始，導致合閘不成功。在該過程中，輔助開關未能切換，合閘信號一直保持，故合閘繞組和合閘電阻長期通流后燒損。

2 原因分析

斷路器防跳功能可以由2種方法實現：由操動機構本身來實現機械防跳功能；在操動機構的合閘回路中設置的“防跳”線路來實現。圖2描述了斷路器機械防跳裝置的原理，其簡要動作過程如下。

圖2 斷路器機械防跳裝置原理

圖2(a)所示，斷路器處于分閘位置，此時合閘彈簧為儲能狀態，由于合閘觸發器和合閘彈簧儲能保持掣子的作用，開關保持在分閘位置。

圖2(b)所示，當合閘電磁鐵被合閘信號勵磁時，鐵心桿帶動合閘撞桿先壓下防跳銷釘后撞擊合閘觸發器。合閘觸發器以順時針方向旋轉，并釋放合閘彈簧儲能保持掣子，合閘彈簧儲能保持掣子逆時針方向旋轉，釋放棘輪上的軸銷。合閘彈簧力使棘輪帶動凸輪軸以逆時針方向旋轉，使主拐臂以順時針旋轉，斷路器完成合閘。

圖2(c)所示，滾輪推動脫扣器的回轉面，使其進一步逆時針轉動。從而脫扣器使脫扣桿順時針轉動，從防跳銷釘上滑脫，而防跳銷釘使脫扣桿保持傾斜狀態。斷路器合閘結束，合閘信號消失，電磁鐵復位，如圖2(d)所示。

圖2(e)所示，如果斷路器此時收到意外的分閘信號而開始分閘，在分閘過程中，只要合閘信號一直保持，由于防跳銷釘的作用，脫扣桿始終保持傾斜，從而導致鐵心桿不能撞擊脫扣器，因此，斷路器不能重復合閘操作實現防跳功能。在合閘信號解除后，合閘電磁鐵失磁，鐵心桿通過電磁鐵內彈簧返回，則鐵心桿和脫扣桿均處于圖2(a)狀態，為下次合閘操作作好準備。

該防跳銷釘位置在輔助開關及二次線里側，空間狹小，拆除檢查較困難。廠家說明書中也未要求進行日常檢修維護，僅對防跳銷釘與脫扣桿的間隙有相關要求，所以在日常檢修時，只要斷路器分合正常、機械特性測試數據符合要求，就認為防跳銷釘工作正常。防跳銷釘內部為空心，在分閘過程中內部充滿壓縮空氣(1.5 MPa左右)，銷釘無法被壓縮，起到防止合閘的作用；分閘結束后壓縮空氣從消音器內排出，不再影響合閘過程。在分閘結束后，壓縮空氣中的少量水分殘留在防跳銷釘內部，長期運行造成彈簧銹蝕、卡澀，導致彈簧不能被壓縮，脫扣桿撞不開脫扣摯子，合閘不成功。

3 處理措施及效果

結合設備停電，將氣動機構斷路器防跳銷釘檢查作為檢修試驗的重點項目，列入“兩卡”中。申請將該站斷路器轉檢修，更換三相機構的防跳銷釘，若檢查V相防跳銷釘無異常，則更換V相機構。全面檢查同類型斷路器三相機構的防跳銷釘，及時排除隱患，提高斷路器可靠性。該站斷路器轉檢修后，檢修人員更換三相機構的防跳銷釘，并再次試驗斷路器操作機構動作情況。經“斷-合-斷”操作功能試驗測試，斷路器合閘成功，未發生異常現象，斷路器非全相跳閘故障順利排除。

4 結論及建議

以上分析500 kV斷路器非全相跳閘故障的原因，得出V相防跳銷釘內彈簧存在卡澀，彈簧無法壓縮，最終致使合閘失敗。結合此次故障處理的經驗，提出幾點建議，以避免今后再次發生類似故障。

a. 加強設備的選型工作，選用性能優良、質量可靠的設備。注重設備重要工序的監造，以保證設備的出廠質量。

b. 加強斷路器運行維護檢修人員的培訓，提高專業技術素質，使之熟悉新設備的原理、結構、工作機理及維護檢修注意事項。

c. 經常組織與廠家、兄弟單位的技術交流，交流研討設備運行、維護、檢修方面的經驗與教訓，提高設備的運行維護水平。

[1] 王銳彬,蔡 瑩．一起500 kV斷路器拒動事故的分析[J]．黑龍江電力技術，2009，31(4)：296-298.

[2] 段 劍，張立群，甄 利，等．一起500 kV斷路器故障的分析和治理[J]．高壓電器，2010，46(7)：90-92.

[3] 張靜偉，莊澤宏.一起500 kV開關誤跳閘事故分析[J].電力系統保護與控制，2008，36(20)：99-101.

[4] 樊越甫，劉國輝，王軍峰，等．一例500 kV斷路器重合閘不成功情況分析[J]．高壓電器，2012，48(4)：106-110.

[5] 楊所云．500 kV斷路器放電閃絡故障分析[J]．云南電力技術，2010，39(6)：50-51.

[6] 梁義明，陳 明，藺樹全，等．500 kV斷路器液壓操作機構頻繁打壓故障分析[J]．吉林電力，2010，38(5)：46-47.

本文責任編輯：王麗斌

Fault Analysis and Settlement on An Open-phase Trip Accident of 500 kV Breaker

This paper analyzes the cause of an open-phase trip of 500 kV circuit breaker considers that the unsmooth of the spring in the spring prevention pin,the spring cannot un-compressed leading to close un-successful,are the main reason for the failure.Proposes to replac three-phase institutions anti-jump pin,indicates the treatment effect,and puts forward related suggestions.

breaker;trip;open-phase;anti-jump pin

2013-08-22

馬助興(1979-)，男，工程師，主要從事電力系統自動化工作。

TM561

B

1001-9898(2014)01-0035-02