220kV SF6斷路器事故原因分析及處理方法

周壹鋒

摘要：220kV SF6斷路器屬于高壓開關設備，有兩種定義：能夠關合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流，并能關合、在規定的時間內承載和開斷異?；芈窏l件（包括短路條件）下的電流的開關裝置；用以切斷或關合高壓電路中工作電流或故障電流的電器，然而斷路器實際運行中可能出現故障。文章對SF6斷路器故障成因以及處理對策進行了分析。

關鍵詞：220kV SF6斷路器；故障成因；處理對策；高壓開關設備；異常回路；電力故障 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM561 文章編號：1009-2374（2016）21-0071-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.21.034

220kV SF6斷路器通常采用液壓操作機構，機構原理示意圖見圖1所示，該機構在實際應用中體現出一定的優勢，具體體現在輸出功率較大、動作靈敏、運行安全、穩定。然而實際的設計與維護等過程中很容易出現故障問題，會影響整個斷路器的運行，影響其功能與作用的發揮，液壓機構故障時SF6斷路器常見的故障，必須引起充分的重視，深入分析故障原因，并采取科學的解決策略。

1 故障概況

2015年8月，某220kV變電站內線路出現單相接地故障，其中B相跳開，斷路器沒有跳開，I線出現C相跳閘，而A/B兩相卻保持正常。保護動作基本狀態：I線223開關高閉出口發出動作。

2 事故檢查

2.1 一次設備的檢查

I段母線上面的各項電氣設備沒有異常，未出現放電閃絡問題，此線中的斷路器都處于分閘處，經檢測其液壓機構也處于常規運行狀態，壓力無異常。避雷器也沒有發出任何的非常規信號。檢修工作者開始圍繞故障線路I線上的斷路器進行深入檢查，具體的檢查項目：分閘線圈中的直流電阻、電壓等，經檢查沒有異常，然而同期性測試時卻出現了A/B/C相不同期現象。

2.2 二次設備的檢查

維修者圍繞I線保護展開了傳動實驗，經檢查發現：I線雙高頻保護各自跳合，每一相的斷路器都處于正常運行狀態，其信號也無任何異常，各個分閘、合閘線圈的對地絕緣電阻也處于正常數值，永跳繼電器能夠正常運轉，其返回的電壓也正常。

3 事故分析與處理

前面的檢查結果得出：斷路器A/B/C三相不同期，彼此間存在一定差距，可以大致判斷出問題來自于液壓系統，其管道故障概率最大，通過分解液壓機構進行深入分析得出：

第一，二級閥的滑動密封圈采用了特殊的質地，具體為：橡膠，由于長期的使用，其彈性度下降，同剛安裝時相比，彈性壓縮功能顯著降低，密封圈無法延伸到凹陷部位，使得密封度下降，從而導致分閘與合閘無法同步進行。

第二，經檢查發現，二級閥同下閥體連接部位的金屬線不平順、不平滑，質地也不均，多種跡象表明：由于液壓機中的小部件故障的累計最終使得液壓機構運轉失靈，打空壓或反復打壓現象，其合閘操作也受到了不良影響。如果上閥口和金屬密封線沒能勻稱地結合一致，如圖2所示，則會造成斷路器反復打壓。

經綜合分析能夠判斷得出：這一故障出現主要是因為斷路器液壓機構出現異常故障，問題主要出現在二級閥，其口部沒能嚴密封存，出現了內部油體泄漏，導致開關的分閘遲遲不能發出動作，也就無法保護出口。

根據分析結果，為了進一步預防斷路器操作時間超出常規標準，控制液壓機構反復打壓的問題，決定更換整個線路上斷路器的液壓機構，通過更新設備來消除故障，從而維護系統的高效運行。

4 SF6斷路器常發性事故與對策

4.1 微水含量超標故障及對策

變電站內的4條220kV線路均采用的是SF6開關，三個開關各自配置于一個公用支架，并安裝了一個液壓操作柜，達到三級液壓聯動的目的。在例行檢查時發現，滅弧室中SF6氣體水分含量超標，影響了開關的絕緣性與功能的發揮。特別是其中的1113開關，其B/C相滅弧室中的微水含量嚴重超標，意味著SF6開關處于潮濕狀態，亟待處理和解決。

4.2 故障的科學處理

導致SF6開關微水含量超標的原因有內外兩大方面，所以要從內外方面入手來解決處理。

第一，外部處理措施。更換抽真空管，并對關鍵性設備，例如減壓閥、三通連管等實施烘干處理，使其重新回歸干燥狀態，并用真空計來檢查、探測抽真空管的真空水平，重新沖入N2，并著重檢查泄漏點，對存在泄漏的部位，重新實施換墊處理。

第二，內部因素處理。由于SF6微水含量超標，其內部絕緣部件已經受損，所以對開關實施全天候的抽真空處理，同時維持30Pa的低真空度，再向其內部填充純度較高的N2，達到0.5MPa，同時做出了精細的檢查與監測后，發現開關逐漸走向正常的運行狀態。

4.3 氣體泄漏及對策

斷路器工作過程中，SF6氣體很可能發生泄漏，此時氣壓將驟然下降，從而造成危險隱患。失去了絕緣氣體的保護，斷路器則很可能出現爆炸危險，更嚴重的是流入空氣中的氟化硫氣體含有毒性，會損害人體健康，帶來人身事故危機。

事故成因：密封墊變質、腐化，瓷套完整度下降，出現裂痕，管道失去良好的密封度以及其他的設備未能牢固接觸等。

解決對策：確認SF6氣體泄漏，首先要疏散人流，防止人扎堆、聚集，維護人身安全；其次則要及時搶修，需要專業搶修人員穿上防護設備開展搶修，再通過檢漏儀來深入細致地檢查泄漏點，并做好補氣工作。

4.4 接觸電阻故障及措施

引發接觸電阻故障的因素相對復雜，例如觸頭外部遭到腐蝕或者有污染性物質附著于觸頭表層，接觸壓力降低，導致電流流通時，觸頭發熱，附近的絕緣層遭到腐蝕灼燒，從而出現熔化、斷裂等現象，導致斷路器最終無法像以前一樣跳閘，還會出現拒動問題。

必須做好檢修工作，重點檢測接觸電阻，同時還要檢查斷路器一次導電回路能否處于常規運轉狀態。

4.5 液壓操作系統壓力失常及對策

對于液壓操作系統來說，其油體壓力應該在31.7～32.8MPa，檢查過后如果發現油壓過高或過低，則意味著已經出現了故障傾向。

導致系統壓力失常的原因很多，主要來自于油回路故障、電氣回路故障等，對此可以采取以下解決對策：

第一，深入查看各項開關以及相關設備，例如接觸器等，檢查觸點有無損壞。同時檢查接觸器，分析其是否存在非正常運轉現象，檢查其表層有無污漬、灰塵等，做好清理工作。

第二，檢查儲存器。查看其是否存在N2泄漏現象，以及其內部是否粗糙，同時也要及時調換密封圈。

第三，檢查壓力表。分析其運轉有無失靈，誤測量等現象，當發現其無法準確測壓時則要考慮更新壓力表。

5 SF6斷路器故障的防范措施

第一，做好維修與保養。斷路器經過長時間的工作，受到內外因素的影響難免會出現各種問題，應該按照設定的程序、規范做好定期的維護與保養工作，同時每年都要檢查一次液壓機構管道，查看是否出現泄漏問題，元件是否受損，根據漏油的實際情況、具體特征等來有針對性地擦拭，并將管道接頭部分擰牢、固定緊，同時須及時更新密封圈。同時也要重點圍繞貯壓器進行核查，檢查其預壓力，通過觀察油泵打壓過程中預壓力的升降值，來分析預壓力是否正常，當發現預壓力<14MPa，則意味著可能出現了N2泄漏故障，要及時分析并檢查原因，并及時做好維修、更新等工作。

第二，根據科學的規范、標準來檢查SF6氣體，分析其微水含量，同時做好泄漏狀況的檢查工作，一旦有超?，F象，則要必須做出處理，由于四氟化硫氣體有毒性，不能任意排放，而是要按照科學的方法加以回收，維護外界安全。

第三，如果所采用的SF6斷路器的型號較為古老，其實際工作過程中很容易出現故障問題，對此要加大檢查與監測力度，可以按照生產廠家提供的使用說明來進行逐步排查，確保其處于常規運行狀態。

第四，定期對斷路器進行大規模檢修，重點檢查液壓機構，查看其分閘、合閘的閥門、閥針等有無異常，例如是否出現了松弛、錯位、變形等現象。

第五，運行與維修人員必須對斷路器液壓機構的各個數值、參數等有所掌握。其中油泵啟動時，需要達到的壓力為31.6MPa，相反，停運時壓力則要達到27.8MPa。

第六，必須經常檢查壓力表以及繼電器，要盡量讓繼電器的溫度處于恒定狀態。

6 結語

220kV SF6斷路器在實際運行中常出現故障問題，故障成因相對復雜，必須加大常規的養護力度，采用科學的養護措施，加大養護成本投入。為了確保斷路器按照常規運行，應該制定制度，定期檢修。

參考文獻

[1] 虞字飛，施文耀.論高壓自能式SF6斷路器的發展與可靠性[J].高壓電器，2008，44（3）.

[2] 劉偉，徐偉，楊華勇，等.超高壓斷路器液壓操動機構分合閘特性研究[J].機床與液壓，2008，36（10）.

（責任編輯：王 波）