一起“內部卡澀”引起的SF6斷路器拒合故障分析

黃俊琿 阿巴拜克熱·吾布力

(國網新疆阿克蘇電力有限責任公司檢修公司,新疆阿克蘇 843000)

一起“內部卡澀”引起的SF6斷路器拒合故障分析

黃俊琿 阿巴拜克熱·吾布力

(國網新疆阿克蘇電力有限責任公司檢修公司,新疆阿克蘇 843000)

本文結合作者從事變電檢修專業工作的實際經驗，根據目前“智能電網”的發展趨勢及建設要求，聯系工作中遇到的實際情況，簡述本地區在運SF6斷路器的現狀，并對“內部卡澀”引起的SF6斷路器拒合故障原因進行簡單的剖析及闡述，并提出相應的改進措施。

SF6斷路器拒合 剖析 改造

近年來，隨著高壓斷路器“無油化”的推廣，SF6斷路器數量與日俱增，且個別廠家產品的家族性缺陷開始暴漏。所以，如何提高SF6斷路器運行的可靠性將成為檢修維護管理工作的一個重點。為此，如何避免設備帶缺陷運行，提高斷路器運行的可靠性是變電檢修人員關注的課題之一。

1 阿克蘇地區電網在運35kV SF6斷路器現狀

1.1 數量較多

SF6斷路器與油斷路器相比，不僅維修工作量大為漸少，而故障率大為降低，運行的可靠性大大提高，深受電力系統歡迎。近年來SF6斷路器在變電站用量大幅增加，逐年上升，且近幾年新建變電站均采用SF6斷路器，形成取代油斷路器的必然趨勢。

1.2 管理不規范

SF6斷路器生產廠家多如牛毛，而且產品種類繁多，質量參差不齊，由于前些年的管理不規范，部分存在家族性缺陷甚至是不合格的產品，通過多種渠道進入電力系統，給系統的可靠運行埋下隱患。設備運行幾年之后，問題凸顯，大幅度增加了檢修人員的工作量。

1.3 發生故障率有所上升

當然，隨著科技的進步和制造水平的提高，SF6斷路器的產品性能和質量也在不斷提高。SF6斷路器以優良的動作特性在高壓領域中占有絕對的優勢。但是，面對越來越嚴格的用電要求和標準化變電站的建設，較早生產的SF6斷路器動作的可靠性仍值得商榷。事實證明，SF6斷路器在實際運行中確實暴露出了設計、制作工藝方面的問題。

2 SF6斷路器分合故障問題分析

2.1 主要問題解析

以LN2-35/1600-25型斷路器為列，原因分析如下：

(1)當斷路器發生拒合時，檢修人員對斷路器操作機構進行全面檢查，未發現異常后，拆除操作機構與斷路器本體之間連桿，進行分合閘操作，操作機構分合閘均能成功。初步判斷合閘彈簧乏力，當斷路器接到合閘命令時，合閘彈簧能量不足以使斷路器合閘，導致合閘失敗。

斷路器的導電回路主要由以下幾部分組成：靜觸指與上出線座接觸；靜觸指與動觸頭（導電桿）接觸；動觸頭（導電桿）與中間觸指接觸；中間觸指與下出線座接觸。

(2)檢修人員更換斷路器合閘彈簧后，但斷路器仍未能正常合閘，排除了斷路器合閘彈簧乏力的原因。為進一步判斷故障原因及性質,工作人員對斷路器本體進行解體，發現該斷路器滑動靜弧觸指與動觸頭導電桿連接導通電流，隨著斷路器操作次數的增加，尤其電容斷路器因無功補償的原因投退次數更多。日積月累，靜弧觸指與動觸頭導電桿之間的摩擦力越來越大。斷路器在運行過程中，由于導電桿在中間觸指中滑動發熱，產生氧化物，中間觸指彈性降低，是造成回路電阻超標的主要原因。

圖1 圓形彈簧式觸指改造后的觸頭座裝配后的效果圖

2.2 滑動觸頭觸指材質不良，制作工藝不佳

該系列斷路器是生產廠家早期設計產品，滑動觸指采用熱鍍銀工藝純鋁材料制作，在運行中易受到電、熱、機械等各種因素的作用和影響，其機械性能逐漸劣化，漸漸失去彈性勢能，且各處受力不均導致靜觸指變形，嚴重影響動觸頭導電桿的自由滑動。

3 防范及改進措施

3.1 防范措施

(1)運行人員及檢修人員應加強巡視。

(2)縮短定檢周期，及時進行斷路器機械特性試驗：低電壓動作、動作速度特性的測試。電氣試驗：絕緣電阻測量、導電回路電阻的測試、斷口并聯電容器的電容量和介損值及交流耐壓試驗等。比較試驗數據，對斷路器進行風險評估。

3.2 滑動觸頭的改造

將原有純鋁材質壓簧式觸指更換為鋁合金材質圓形彈簧式弧觸指（有良好的導電性能），采用熱鍍銀工藝處理，從而提高觸指的彈性及導電率。滑動觸頭座觸指定位凹槽加深處理，將改造后的弧觸指安裝在定位槽中。此時，圓形彈簧式觸指始終處于收縮狀態，由于圓形彈簧式弧觸指本身的圓弧性特性，導電桿（動觸指）在其中滑動時不僅保證了接觸的良好性，同時減少了兩者之間的摩擦力，使得靜弧觸指不易變形（見圖1）。

3.3 潤滑材料的改進

原有滑動靜弧觸指與導電桿之間涂薄層接觸潤滑的專用油脂，斷路器運行多年之后，經過數次分合閘后，油脂失去潤滑功能，并未起到潤滑觸指的作用。經過總結多年的工作經驗，作者本文中建議采用碳刷來代替專用油脂，將導電桿接觸面輕涂抹一層碳粉作為潤滑材質。碳粉耐高溫、性能穩定，不僅起到潤滑作用，而且具有良好的導電性能。

4 結語

SF6斷路器得到大量的使用，大大提高了變電站運行的可靠性，在運行中受到電、熱、機械、環境等各種因素的作用，其性能逐漸劣化，最終導致故障。目前無人值班變電站又大量投入運行，對設備的運行可靠性提出了更高的要求。因此應該從原理設計、制作工藝、裝配調試各個環節加強斷路器的管理，采用有效地改進措施，使斷路器性能更加穩定。

[1]方可行.斷路器故障與監測.北京：中國電力出版社,2002.

[2]崔景春.SF6斷路器操作機構的運行可靠性和選型探討.北京：高壓電器,2001.