一起LW36-126型SF6斷路器拒分故障分析處理

賀 政，張新生（.國網甘肅省電力公司慶陽供電公司，甘肅 慶陽 745000；.國網甘肅省電力公司臨洮縣供電公司，甘肅 定西 730500）

一起LW36-126型SF6斷路器拒分故障分析處理

賀 政1，張新生2
（1.國網甘肅省電力公司慶陽供電公司，甘肅 慶陽 745000；2.國網甘肅省電力公司臨洮縣供電公司，甘肅 定西 730500）

高壓斷路器在電網安全、穩定運行中起著極為重要的作用。介紹了一起LW36-126 型SF6斷路器拒分故障的發生過程及其表現；論述了故障的危害，分析了故障原因，并進行了相應處理；最后提出了防范措施，確保斷路器可靠動作。

高壓斷路器；拒分故障；機械特性；彈簧機構

0 引言

高壓斷路器作為電網中的重要一次設備，在電網安全穩定運行中起著極為重要的作用。分合閘的可靠性、動作特性是高壓斷路器的重要指標。在高壓設備運行管理要求及試驗規程中，明確要求斷路器必須進行分合閘動作的機械特性測試、分析，作為判斷斷路器運行狀態的重要指標。

下面介紹一起高壓斷路器典型拒分故障的發現、分析及其處理過程，并對同類設備的檢測、改造提出解決思路和方法。

1 故障過程及表現方式

2015-04-09，某供電公司檢修人員進行斷路器機械特性試驗。首先，斷開該斷路器控制及儲能電源開關，此時斷路器處于操作機構已儲能、斷路器分閘狀態。試驗時，發現1臺110 kV斷路器合閘時間明顯超標；分閘時，分閘線圈不動作，分閘失敗。

故障斷路器型號為LW36-126/T3150-40，采用彈簧儲能機構， 2003年11月出廠，2003年12月投運。故障發生后，對斷路器機械特性進行了測試，數據如表1所示。

機械特性測試分閘失敗后，隨即對該斷路器操作機構進行檢查，并采用手動方式分閘操作（手動擊打分閘脫扣器），同樣失敗，斷路器不能分閘。

表1 第1次機械特性測試數據 ms

此時，斷路器處于操作機構未儲能、斷路器合閘狀態，且電動、手動分閘均不成功。隨后，工作人員采用手動儲能的方法對該斷路器進行儲能。在儲能過程中，斷路器再次合閘動作；動作后，可以實現分閘操作。為準確判斷故障，之后又進行了多次合、分閘操作試驗，再次出現電動、手動操作都不成功的現象，且概率占到70 %左右。故障現象均為合閘可以操作，分閘不成功；當再次儲能時，斷路器第2次合閘，之后可以分閘。

通過上述故障表現及多次操作驗證，初步判斷為斷路器合閘過程中，第1次合閘不到位，導致分閘失敗；在隨后的儲能過程中第2次合閘，方可合閘到位，具備分閘條件。

2 故障危害

目前，電網采用的彈簧操作機構的SF6斷路器，均為合閘后儲能電機啟動，為下一次合閘做能量準備。此類故障的存在，會帶來以下嚴重后果。

（1） 合閘時間過長，會造成剛合速度降低，導致觸頭出現“熔焊”現象，加速斷路器老化；并會造成斷路器預擊穿時間過長，滅弧室內部壓力增大，影響斷路器密封及絕緣性能。

（2） 斷路器合閘后，第1次合閘不到位，導致分閘失敗，在隨后的儲能過程中第2次合閘，方可合閘到位，具備分閘條件。在運行中，這種情況會導致嚴重后果。根據斷路器運行狀態不同，有以下2種情況。

① 斷路器從停止運行轉運行過程中，當斷路器合閘至故障線路時，在保護裝置動作出口的情況下，斷路器需要立即分閘。但是，由于斷路器未合閘到位，不能執行分閘操作而拒分閘，將造成越級跳閘。

② 斷路器正常（合閘到位）運行時，如線路發生故障，斷路器可正確跳閘。但110 kV線路均投入線路重合閘保護，在保護裝置的作用下，斷路器重合閘動作。如果斷路器重合但未合到位，且又合于永久故障線路，則又會重現上述第1種事故后果（拒分、越級跳閘）。

以上2種事故，均會導致越級跳閘，擴大事故停電范圍，嚴重的還會引起斷路器爆炸。

（3） 斷路器2次合閘，會影響機構部件的強度，加劇斷路器的震動，加速斷路器的機械老化，縮短其使用壽命。

3 故障原因分析

故障發現后，對斷路器操作機構各部件進行檢查、維護。通過多次操作試驗、分析，得出斷路器狀態如下：

（1） 在多次操作中，動作成功概率僅為30 %左右。因有動作成功的情況，再結合機構部件的檢查結果，判斷斷路器機構部件未損壞，各部位的機械尺寸、聯接情況完好；

（2） 在斷路器第2次合閘后，電動、手動分閘操作均能執行并操作成功，判斷分閘回路、脫扣部分完好；

（3） 斷路器出現第2次合閘現象，證明在第1次的合閘過程中，操作機構已正確動作，但儲能后又自行再次合閘，說明故障為合閘彈簧釋放部分未復位，而在儲能中再次釋放，故障點應為機械保持部分；

（4） 在機械特性測試中，雖然合閘時間超標，但合閘動作依然成功，能夠采集到動、靜觸頭接觸的信號，而分閘操作不成功，分閘回路也沒有接通，根據彈簧機構斷路器工作原理，說明故障存在于合閘過程中，且為機械故障。

綜合上述試驗結果及原因分析，判斷該故障原因為：斷路器經多年運行后，合閘儲能彈簧出現老化現象，合閘動力不足，導致合閘時間延長，同時出現第1次合閘不到位從而引起不能分閘；而合閘釋放部分由于合閘不到位，機械部分不能準確恢復，故在儲能過程中發生第2次合閘。斷路器經過2次合閘沖擊合閘到位，具備了分閘條件。

4 現場處理措施

在該類斷路器合閘儲能彈簧良好工況下，其彈簧出力應為4 500±200 N；依據生產廠家經驗，出現上述故障時，彈簧出力會降至3 500 N左右。可通過增加儲能彈簧預壓縮量，提前壓緊彈簧，以在斷路器操作機構動作行程不變的情況下增加彈簧出力，滿足操作要求。

在現場立即對該斷路器采取了如下處理措施：

（1） 對斷路器進行分合閘操作，釋放能量，使斷路器處于分閘、未儲能狀態；

（2） 用千斤頂輕微壓縮儲能彈簧，脫開操作機構彈簧連桿；

（3） 依據斷路器調校經驗，在彈簧與其端蓋間加入厚度為3 mm的墊片，以增大彈簧的預壓縮量，從而提高儲能力量，增大合閘動力，使其出力滿足4 500±200 N的標準，達到出廠調校標準；

（4） 用相反的流程恢復彈簧，并進行試操作。

處理結束后，首先對該斷路器進行手動儲能、合閘、分閘操作，各項操作均能正確動作；隨后進行電動儲能、合閘、分閘操作，動作成功。手、電動操作完成后，模擬了線路故障跳閘、重合閘、重合閘后跳閘操作，在保護裝置正確動作后，斷路器均能準確響應，斷路器故障被成功消除。

再次進行機械特性測試，測試結果如表2所示。通過測試結果可以看出，斷路器動作時間符合出廠標準，可以繼續投入運行。

表2 處理后機械特性測試數據 ms

5 防范措施

（1） 要重視斷路器機械特性測試。發現動作時間超標或延長，必須認真分析原因，并加以處理。

（2） 對運行多年的彈簧操作機構的斷路器，應該檢查其各部件的老化、磨損程度，必要時應進行大修或更換。

（3） 對出現拒動的斷路器，必須找到故障的根本原因，不能簡單地更換部件。故障處理后應多次操作來驗證處理結果，確保設備不帶病運行。

（4） 對偶爾出現的故障必須模擬當時的設備狀態，反復試驗，直至找到根本原因并進行徹底處理，確保設備完好。

2015-06-27；

2015-09-18。

賀 政（1976-），男，高級技師，主要從事變電設備檢修、維護工作，email：1147293224@qq.com。

張新生（1971-），男，高級技師，主要從事變電設備檢修、維護工作。