高壓試驗中的斷路器故障分析和處理對策探討

趙長春

摘 要：斷路器作為保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全的重要設(shè)備，在高壓試驗中受操作頻繁和機械等因素的影響，容易出現(xiàn)一些故障，例如拒分與拒合故障、開斷與關(guān)合故障、絕緣故障、誤動故障等。就斷路器在高壓試驗中出現(xiàn)的故障進行分析，并提出相應(yīng)的處理對策。

關(guān)鍵詞：高壓試驗；斷路器；故障分析；處理對策

中圖分類號：TM561 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）17-0046-02

電力是促進我國經(jīng)濟快速增長的主要動力，隨著社會的進步和經(jīng)濟、科技的日益發(fā)展，人們對電力資源的需求逐漸增加，電網(wǎng)安全問題成為了社會關(guān)注的焦點。在整個電力系統(tǒng)中，發(fā)電機和變壓器固然是最重要的設(shè)備，但是斷路器的作用正日益突顯，斷路器對電網(wǎng)起著保護和控制的雙重作用。一旦斷路器發(fā)生故障，不僅會影響電網(wǎng)的正常運行，還可能會引發(fā)安全事故，危及到人們的生命安全。

1 斷路器概述

斷路器的主要結(jié)構(gòu)分為四部分，分別是絕緣機構(gòu)、滅弧結(jié)構(gòu)、操作機構(gòu)和導(dǎo)流結(jié)構(gòu)；基本組成部分有五個，分別是操作機構(gòu)、絕緣支撐機構(gòu)、基座機構(gòu)、開斷機構(gòu)和轉(zhuǎn)動機構(gòu)。斷路器的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1—開斷元件；2—絕緣支柱；3—基座；4—操動機構(gòu)；5—絕緣套管；6—接地外殼

圖1 斷路器的基本結(jié)構(gòu)

斷路器的基本特性：斷路器是一種對線路和電源起保護作用的低壓電器，當斷路器正常運行中的電壓和電流與額定電壓和額定電流相等時（額定電壓是斷路器在運行中的電壓低于額定絕緣的電壓值，額定電流是斷路器在運行中的電流低于電流承受部件的溫度限值），才能保障電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

斷路器的分類：按照使用方式劃分，可將斷路器分為高壓電路器和低壓斷路器；按照保護和控制的對象劃分，可分為控制斷路器、配電斷路器、輸電斷路器和發(fā)電機四種；按照操縱方式劃分，可分為手動、電動和儲能三種；按照滅弧原理劃分，可分為真空、壓縮空氣、多油或少油、六氟化硫、磁吹和產(chǎn)氣六種。

2 斷路器在高壓試驗中的故障分析

2.1 拒分與拒合等引起的拒動故障

2.1.1 拒分引起的拒動故障

斷路器在高壓試驗中因電源跳閘而導(dǎo)致電壓過低、鐵芯卡圈、線圈故障、鐵芯動作故障和跳閘回路故障等問題，這就是因拒分而引起的斷路器拒動故障。拒動故障會威脅電力系統(tǒng)設(shè)備的安全運行，導(dǎo)致電源斷路器跳閘，甚至?xí)鸫蠓秶耐ｋ姡瑢业慕?jīng)濟造成一定的損失。

2.1.2 拒合引起的拒動故障

一般而言，拒合引起的拒動故障造成的影響和危害要比拒分引起的拒動故障要嚴重得多，一旦出現(xiàn)由拒合引起的拒動故障，而備用電源又無法正常啟動，就會導(dǎo)致全網(wǎng)停電的嚴重后果。

導(dǎo)致拒合問題的主要原因是電氣和機械兩方面的因素。電氣故障因素主要有電流線圈和電壓線圈異常運行、電壓操作失誤、電壓低、熔斷器熔斷、斷路器輔助接觸點接觸不良、合閘線圈異常和操作手把返回過早等；機械故障因素主要有跳閘脫扣、斷路器分閘沒有按時回歸、傳動連桿脫落、合閘鐵芯卡住和電磁鐵電壓高等。

2.1.3 斷路器本體引起的拒動故障

斷路器本體和斷路器中間傳動機構(gòu)的自身問題同樣會引起斷路器在高壓試驗中的拒動故障，主要因素包括接觸頭的連桿與傳動機構(gòu)的連接軸鎖脫落、滅弧室動、沒有對頭、動觸頭的絕緣拉桿折斷和靜接觸頭錯位等。

2.2 高壓試驗中斷路器的絕緣故障

高壓試驗中斷路器的絕緣故障主要包括內(nèi)絕緣對地閃絡(luò)擊穿故障和外絕緣對地閃絡(luò)擊穿故障。內(nèi)絕緣故障主要是因斷路器在安裝過程中掉入一些異物導(dǎo)致的，也可能是因為斷路器在運行中因屏蔽罩受損，使得一些金屬顆粒脫落而引發(fā)的斷路器內(nèi)部放電故障；外絕緣故障是由瓷套的外絕緣泄露比距和外形尺寸與標準不符而造成的。此外，絕緣故障還包括相間對地閃絡(luò)擊穿，雷電過電壓引起的閃絡(luò)擊穿，瓷套管、電流互感器閃絡(luò)，絕緣拉桿閃絡(luò)，爆炸，污閃和擊穿等。

2.3 高壓試驗中斷路器的誤動故障

誤動故障是指因斷路器在運行中沒有發(fā)出相應(yīng)的指令而出現(xiàn)的不合理合閘或分閘操作，進而引發(fā)了誤合閘或誤分閘故障。斷路器在跳閘前的各項指示表和指示燈都顯示正常，一旦跳閘，電流表、電壓表、無功表和有功表數(shù)據(jù)顯示為零的時候，就會引發(fā)誤分閘故障。受合閘控制回路和直流正負兩點接地接通的影響，電器元件受損也會導(dǎo)致斷路器出現(xiàn)誤合閘的現(xiàn)象，進而引發(fā)誤動故障。

2.4 高壓試驗中斷路器的開斷與關(guān)合故障

該故障出現(xiàn)的概率不大，主要是受因斷路器的氣體泄漏而引起的滅弧室絕緣力下降和氣體微水含量超標的影響。一般情況下，開斷與關(guān)合故障是伴隨絕緣故障而產(chǎn)生的。

2.5 高壓試驗中斷路器的載流故障

載流故障主要是由斷路器線圈插頭接觸不良或者過熱引起的。電力系統(tǒng)的持續(xù)運轉(zhuǎn)使得電流和電壓負荷過大，引起接觸頭和引線過熱。此外，新安裝的斷路器可能會因動觸頭與靜觸頭沒有對接好而引起載流故障。

外力和其他故障也是高壓試驗中斷路器容易出現(xiàn)的故障，主要表現(xiàn)在泄露故障和部件損壞兩方面。這種故障的損害較小，并不會造成安全事故，屬于斷路器在高壓試驗中的潛在故障。

3 探討高壓試驗中斷路器故障的處理對策

3.1 斷路器拒動故障的處理對策

3.1.1 拒分引起的拒動故障對策

處理拒分引起的斷路器拒動故障，需要工作人員立即手動拉閘，斷開總電源斷路器，防止主變壓器受損。而如果是因上級后備分路引起的跳閘，就要將斷路器拉開，以此讓斷路器能盡早恢復(fù)正常工作。

3.1.2 拒合引起的拒動故障對策

對于電氣因素引起的故障，電廠工作人員要檢查直流電源電壓，一旦電壓低于正常值，就要立即調(diào)整到正常值；在電氣控制回路運行的狀態(tài)下對斷路器及其原件進行檢修；查看故障是否由操作機構(gòu)中的輔助原件所致，如果是，應(yīng)該立即退出運行，并由專業(yè)的技術(shù)人員維修。

對于機械因素引起的故障，要分別對氣動操作機構(gòu)和液壓操作機構(gòu)進行檢修。對氣動操作機構(gòu)的檢修首先要從檢查運行中的啟動操作機構(gòu)開始，檢查其是否在空氣管道回落中因排水不及時而導(dǎo)致凍結(jié)，如果是因為凍結(jié)而無法正常啟動，就要采取措施讓其融化；然后要對壓縮空氣管道回落中的各個部件、氣壓表、低壓閉鎖裝置進行檢查，保障低壓閉鎖動作能正確執(zhí)行。對液壓操作機構(gòu)的檢修主要是要檢查液壓回落壓力表是否正常，一旦發(fā)現(xiàn)問題，就要退出運行，并讓專業(yè)技術(shù)人員維修。

3.1.3 斷路器本體引起的拒動故障

對于斷路器本身及其中間傳動機構(gòu)引起的拒動故障，應(yīng)該重點檢查斷路器氣體壓力表是否正常，斷路器的低壓閉鎖裝置動作是否正確，以及斷路器加熱裝置運行是否正常。如果加熱器不正常，應(yīng)立即采取措施解決；如果發(fā)現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，應(yīng)立即補充氣體，然后退出運行，讓專業(yè)技術(shù)人員維修。

3.2 斷路器絕緣故障的處理對策

斷路器絕緣故障的損害是非常大的，因此，要做好防護措施，防止絕緣故障的發(fā)生。工作人員在安裝斷路器的時候要格外小心，防止一些異物掉入斷路器內(nèi)；在斷路器的日常運行中，要對其屏蔽罩定期進行檢查，防止屏蔽罩受損；調(diào)整瓷套的外絕緣泄露比距和外形尺寸，使其與標準相符。

3.3 斷路器誤動故障的處理對策

對于斷路器誤動故障，首先要查看是否由人為因素導(dǎo)致。啟動斷路器設(shè)備，檢查設(shè)備中控制回路的直流系統(tǒng)是否有接地故障，然后檢查附近的工作地點有無強烈的振動，以及是否有工作人員在控制設(shè)備上操作。如果有人員正在操作，就應(yīng)該先讓其停止工作，確定本次誤動故障與其無關(guān)后再重新恢復(fù)操作；如果不是因人為因素導(dǎo)致的話，就要讓斷路器退出運行，并交由專業(yè)技術(shù)人員處理。

3.4 故障的綜合性處理對策

綜合性處理對策主要是對斷路器起保護、預(yù)防作用的處理對策，一般針對引線過熱、開關(guān)拒跳或者開關(guān)同時跳開、保護動作失靈等問題。這就要求相關(guān)電力部門要對斷路器進行定期檢修、加強監(jiān)管，確保斷路器的正常運轉(zhuǎn)。綜合故障的保護與處理如圖2所示。

圖2 綜合故障保護處理圖

4 結(jié)束語

斷路器在整個電力系統(tǒng)中的作用是無可替代的。保證斷路器的穩(wěn)定運行，就能保證電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。同時，斷路器在科技發(fā)展的推動下，功能不斷升級，這就需要保證斷路器設(shè)備的正常運行，防止故障的產(chǎn)生。一旦發(fā)現(xiàn)故障，就要及時采取有效的措施，保證斷路器的正常運行。

參考文獻

[1]岳小斌，練剛.基于粒子群優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高壓斷路器故障診斷[J].電力學(xué)報，2012，18（01）：24-25.

[2]安濤，王慶豐，唐建中，等.斷路器操動機構(gòu)仿真模型在故障診斷中的應(yīng)用[J].電工電能新技術(shù)，2013，22（01）：19-20.

[3]汪小志，康潤生，劉志剛.真空斷路器在線監(jiān)測中的傳感技術(shù)研究[J].煤礦機電，2012（04）：07-08.

[4]張煒，呂澤承.基于電壽命評估的高壓斷路器管理策略研究[J].中國電力教育，2014，17（09）：11-12.

〔編輯：王霞〕

Breaker Failure Analysis and Processing of High Voltage Test Countermeasures

Zhao Changchun

Abstract： A circuit breaker is an important device to protect the power system stability， security， and other frequently affected operations and mechanical factors in the high-pressure test， prone to some failures， such as rejecting and refusing Trouble， breaking and closing failure， insulation failure， malfunction failure. Conducted a fault occurs in the high-voltage circuit breaker testing analysis and propose appropriate treatment countermeasures.

Key words： high voltage test； circuit breaker； failure analysis； countermeasures

對于機械因素引起的故障，要分別對氣動操作機構(gòu)和液壓操作機構(gòu)進行檢修。對氣動操作機構(gòu)的檢修首先要從檢查運行中的啟動操作機構(gòu)開始，檢查其是否在空氣管道回落中因排水不及時而導(dǎo)致凍結(jié)，如果是因為凍結(jié)而無法正常啟動，就要采取措施讓其融化；然后要對壓縮空氣管道回落中的各個部件、氣壓表、低壓閉鎖裝置進行檢查，保障低壓閉鎖動作能正確執(zhí)行。對液壓操作機構(gòu)的檢修主要是要檢查液壓回落壓力表是否正常，一旦發(fā)現(xiàn)問題，就要退出運行，并讓專業(yè)技術(shù)人員維修。

3.1.3 斷路器本體引起的拒動故障

對于斷路器本身及其中間傳動機構(gòu)引起的拒動故障，應(yīng)該重點檢查斷路器氣體壓力表是否正常，斷路器的低壓閉鎖裝置動作是否正確，以及斷路器加熱裝置運行是否正常。如果加熱器不正常，應(yīng)立即采取措施解決；如果發(fā)現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，應(yīng)立即補充氣體，然后退出運行，讓專業(yè)技術(shù)人員維修。

3.2 斷路器絕緣故障的處理對策

斷路器絕緣故障的損害是非常大的，因此，要做好防護措施，防止絕緣故障的發(fā)生。工作人員在安裝斷路器的時候要格外小心，防止一些異物掉入斷路器內(nèi)；在斷路器的日常運行中，要對其屏蔽罩定期進行檢查，防止屏蔽罩受損；調(diào)整瓷套的外絕緣泄露比距和外形尺寸，使其與標準相符。

3.3 斷路器誤動故障的處理對策

對于斷路器誤動故障，首先要查看是否由人為因素導(dǎo)致。啟動斷路器設(shè)備，檢查設(shè)備中控制回路的直流系統(tǒng)是否有接地故障，然后檢查附近的工作地點有無強烈的振動，以及是否有工作人員在控制設(shè)備上操作。如果有人員正在操作，就應(yīng)該先讓其停止工作，確定本次誤動故障與其無關(guān)后再重新恢復(fù)操作；如果不是因人為因素導(dǎo)致的話，就要讓斷路器退出運行，并交由專業(yè)技術(shù)人員處理。

3.4 故障的綜合性處理對策

綜合性處理對策主要是對斷路器起保護、預(yù)防作用的處理對策，一般針對引線過熱、開關(guān)拒跳或者開關(guān)同時跳開、保護動作失靈等問題。這就要求相關(guān)電力部門要對斷路器進行定期檢修、加強監(jiān)管，確保斷路器的正常運轉(zhuǎn)。綜合故障的保護與處理如圖2所示。

圖2 綜合故障保護處理圖

4 結(jié)束語

斷路器在整個電力系統(tǒng)中的作用是無可替代的。保證斷路器的穩(wěn)定運行，就能保證電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。同時，斷路器在科技發(fā)展的推動下，功能不斷升級，這就需要保證斷路器設(shè)備的正常運行，防止故障的產(chǎn)生。一旦發(fā)現(xiàn)故障，就要及時采取有效的措施，保證斷路器的正常運行。

參考文獻

[1]岳小斌，練剛.基于粒子群優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高壓斷路器故障診斷[J].電力學(xué)報，2012，18（01）：24-25.

[2]安濤，王慶豐，唐建中，等.斷路器操動機構(gòu)仿真模型在故障診斷中的應(yīng)用[J].電工電能新技術(shù)，2013，22（01）：19-20.

[3]汪小志，康潤生，劉志剛.真空斷路器在線監(jiān)測中的傳感技術(shù)研究[J].煤礦機電，2012（04）：07-08.

[4]張煒，呂澤承.基于電壽命評估的高壓斷路器管理策略研究[J].中國電力教育，2014，17（09）：11-12.

〔編輯：王霞〕

Breaker Failure Analysis and Processing of High Voltage Test Countermeasures

Zhao Changchun

Abstract： A circuit breaker is an important device to protect the power system stability， security， and other frequently affected operations and mechanical factors in the high-pressure test， prone to some failures， such as rejecting and refusing Trouble， breaking and closing failure， insulation failure， malfunction failure. Conducted a fault occurs in the high-voltage circuit breaker testing analysis and propose appropriate treatment countermeasures.

Key words： high voltage test； circuit breaker； failure analysis； countermeasures

對于機械因素引起的故障，要分別對氣動操作機構(gòu)和液壓操作機構(gòu)進行檢修。對氣動操作機構(gòu)的檢修首先要從檢查運行中的啟動操作機構(gòu)開始，檢查其是否在空氣管道回落中因排水不及時而導(dǎo)致凍結(jié)，如果是因為凍結(jié)而無法正常啟動，就要采取措施讓其融化；然后要對壓縮空氣管道回落中的各個部件、氣壓表、低壓閉鎖裝置進行檢查，保障低壓閉鎖動作能正確執(zhí)行。對液壓操作機構(gòu)的檢修主要是要檢查液壓回落壓力表是否正常，一旦發(fā)現(xiàn)問題，就要退出運行，并讓專業(yè)技術(shù)人員維修。

3.1.3 斷路器本體引起的拒動故障

對于斷路器本身及其中間傳動機構(gòu)引起的拒動故障，應(yīng)該重點檢查斷路器氣體壓力表是否正常，斷路器的低壓閉鎖裝置動作是否正確，以及斷路器加熱裝置運行是否正常。如果加熱器不正常，應(yīng)立即采取措施解決；如果發(fā)現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，應(yīng)立即補充氣體，然后退出運行，讓專業(yè)技術(shù)人員維修。

3.2 斷路器絕緣故障的處理對策

斷路器絕緣故障的損害是非常大的，因此，要做好防護措施，防止絕緣故障的發(fā)生。工作人員在安裝斷路器的時候要格外小心，防止一些異物掉入斷路器內(nèi)；在斷路器的日常運行中，要對其屏蔽罩定期進行檢查，防止屏蔽罩受損；調(diào)整瓷套的外絕緣泄露比距和外形尺寸，使其與標準相符。

3.3 斷路器誤動故障的處理對策

對于斷路器誤動故障，首先要查看是否由人為因素導(dǎo)致。啟動斷路器設(shè)備，檢查設(shè)備中控制回路的直流系統(tǒng)是否有接地故障，然后檢查附近的工作地點有無強烈的振動，以及是否有工作人員在控制設(shè)備上操作。如果有人員正在操作，就應(yīng)該先讓其停止工作，確定本次誤動故障與其無關(guān)后再重新恢復(fù)操作；如果不是因人為因素導(dǎo)致的話，就要讓斷路器退出運行，并交由專業(yè)技術(shù)人員處理。

3.4 故障的綜合性處理對策

綜合性處理對策主要是對斷路器起保護、預(yù)防作用的處理對策，一般針對引線過熱、開關(guān)拒跳或者開關(guān)同時跳開、保護動作失靈等問題。這就要求相關(guān)電力部門要對斷路器進行定期檢修、加強監(jiān)管，確保斷路器的正常運轉(zhuǎn)。綜合故障的保護與處理如圖2所示。

圖2 綜合故障保護處理圖

4 結(jié)束語

斷路器在整個電力系統(tǒng)中的作用是無可替代的。保證斷路器的穩(wěn)定運行，就能保證電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。同時，斷路器在科技發(fā)展的推動下，功能不斷升級，這就需要保證斷路器設(shè)備的正常運行，防止故障的產(chǎn)生。一旦發(fā)現(xiàn)故障，就要及時采取有效的措施，保證斷路器的正常運行。

參考文獻

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[2]安濤，王慶豐，唐建中，等.斷路器操動機構(gòu)仿真模型在故障診斷中的應(yīng)用[J].電工電能新技術(shù)，2013，22（01）：19-20.

[3]汪小志，康潤生，劉志剛.真空斷路器在線監(jiān)測中的傳感技術(shù)研究[J].煤礦機電，2012（04）：07-08.

[4]張煒，呂澤承.基于電壽命評估的高壓斷路器管理策略研究[J].中國電力教育，2014，17（09）：11-12.

〔編輯：王霞〕

Breaker Failure Analysis and Processing of High Voltage Test Countermeasures

Zhao Changchun

Abstract： A circuit breaker is an important device to protect the power system stability， security， and other frequently affected operations and mechanical factors in the high-pressure test， prone to some failures， such as rejecting and refusing Trouble， breaking and closing failure， insulation failure， malfunction failure. Conducted a fault occurs in the high-voltage circuit breaker testing analysis and propose appropriate treatment countermeasures.

Key words： high voltage test； circuit breaker； failure analysis； countermeasures