SF6斷路器偷跳故障的分析

彭思遙

摘要：SF6斷路器正常跳閘及重合閘極為常見，而斷路器意外偷跳反而成為影響恢復供電的主要因素。本文分析了一起220kV斷路器偷跳的原因，著重闡述了開關偷跳后根據異常現象排查故障原因的思路和方法。即優先檢查外觀及機械部分，再檢查二次回路部分，根據報文信息分析故障點的具體位置。

關鍵詞：偷跳；非全相；繼電器；二次回路

1 偷跳事故經過

運行人員在某變電站巡視過程中，忽然聽到220kV高壓場地傳來一聲斷路器跳閘的聲音。運行人員立即檢查，發現某運行間隔的斷路器已經處于分閘位置。查看其保護裝置沒有任何動作報文，保護裝置面板上的動作指示燈沒有亮，而后臺刷出事故總報文以及第二組控制回路斷線信號。檢查220kV故障錄波裝置，發現其并未啟動。查看該間隔檢修記錄，在兩年前對該間隔的一次設備和二次設備進行了預試和定檢，各項實驗結論均為合格。根據現場情況判斷斷路器發生了偷跳故障，為了查明原因立即向中調申請將該開關由熱備用轉檢修進行檢查。

2 外觀及機械部分檢查

（1）檢查端子箱、機構箱二次接線。

檢查端子箱、機構箱內部的二次電纜是否有明顯受潮現象，或者二次電纜是否有松動或脫落。檢查箱體內部有沒有不明異物或其他小動物。如果一切正常，則進行下一項檢查。

（2）檢查機械傳動部位。

開關由熱備用轉檢修后，對開關進行遙控操作，如果開關正常傳動，怎么判斷斷路器機械傳動部位正常，排除其機械傳動部位故障的因素。

（3）檢查機構的低電壓動作特性。

對機構的低電壓動作特性進行試驗，分別進行合閘及分閘操作，根據試驗數據判斷開關機構低電壓動作正常。

（4）測量斷路器三相分、合閘時間。

對該斷路器三相分、合閘時間進行測量，數據如下表所示。

從上表數據可知，斷路器三相分、合閘時間均正常。

（5）故障排查分析。

該220kV斷路器為三相分體式結構，如果是簡單的機械故障不會導致斷路器三相同時跳閘。并且上述開關機械特性試驗的結果均為正常，因此可以排除斷路器，發生機械故障的可能。因此下一步對開關二次回路進行檢查，重點是可能造成三跳的二次回路，如開關手跳回路以及母差跳閘回路、非全相回路等。

3 二次回路部分檢查

（1）檢查直流電源。

檢查斷路器偷跳前后直流系統是否正常。經測量直流電源正對地為111V，直流電源負對地為109V，可以判斷直流電源沒有異常。

（2）檢查手跳回路。

查看圖紙檢查手跳和路是否連接正確。經現場實驗檢查發現，手跳開關后合后繼電器KKJ可靠返回，而且沒有發出事故總告警信號。由于開關偷電后后臺報出了事故總告警信號，由此可以判斷開關偷跳并非手跳回路接通。進一步對合后繼電器KKJ及手跳繼電器STJ的動作電壓進行校驗，發現其動作值合格，且手跳繼電器STJ的動作電壓大于合后繼電器KKJ的動作電壓，因此不可能發生手跳繼電器STJ動作但合后繼電器KKJ不動作的情況。

（3）檢查非全相回路。

結合現場圖紙對開關的非全相回路進行檢查。現場非全相回路動作邏輯如下：非全相繼電器K6動作后接點閉合，經時間繼電器兩秒延時后啟動第一組跳閘中間繼電器K7以及第二組跳閘中間繼電器K8。第一組跳閘中間繼電器K7動作后接點閉合，開關出口跳閘，同時啟動非全相信號中間繼電器K4，發出非全相保護動作信號并且保持。而第二組跳閘中間繼電器K8沒有接非全相信號中間繼電器，即其動作后不會發出三相不一致出口動作信號。

對非全相繼電器K6、第一組跳閘中間繼電器K7、第二組跳閘中間繼電器K8等繼電器的動作值和返回值進行校驗，測得其啟動值為140V，其返回值為110V。

如果斷路器發生單相偷跳的情況，保護裝置會發出重合閘命令。而斷路器偷跳時保護裝置面板上的重合閘指示燈沒有亮，并且保護裝置也沒有重合閘報文，即重合閘沒有動作。現場進行開關單跳非全相功能試驗，驗證開關會單跳單重。將重合閘出口退出后，開關單跳后啟動非全相繼電器K6，經2秒延時后跳開其余兩相。而查看動作報文，開關為一次性三相跳閘，沒有經過2秒延時，由此可以排除開關單相偷跳以及非全相繼電器K6誤動跳閘的可能性。

由于第一組跳閘中間繼電器K7誤動會導致斷路器三相跳閘，但是其會啟動非全相信號中間繼電器K4，發出非全相保護動作信號。而現場開關偷跳時沒有非全相保護動作信號，因此可以排除第一組跳閘中間繼電器K7誤動的可能性。

而第二組跳閘中間繼電器K8誤動會導致斷路器三相跳閘，另外其沒有接非全相信號中間繼電器，即其動作后不會發出三相不一致出口動作信號。其誤動現象與此次開關偷跳結果一致。因此在排除上述所有可能性后，可以初步確定第二組跳閘中間繼電器K8誤動的可能性最大。

為了徹底找到第二組跳閘中間繼電器K8誤動的原因，對該繼電器安裝底座進行解體檢查。打開繼電器底座后發現內部含有較多金屬雜質，而繼電器內部金屬連接片之間間距非常小，在繼電器三相出口跳閘接點處發現疑似熔渣。根據上述檢查可以得出故障結論：由于第二組跳閘中間繼電器K8的底座存在設計缺陷，在安裝過程中又有金屬雜雜質掉入，導致第二組跳閘中間繼電器K8誤動，造成開關三相偷跳。同時又由于設計的原因，該繼電器動作不會發出任何告警信號，造成故障原因難以查找。

4 故障處理及其預防

找到斷路器偷跳的故障點后，對該機構同型號繼電器的安裝底座進行排查，對存在雜質的安裝底座進行清理或更換。再次對開關進行各類傳動試驗，所有數據合格后恢復送電。對運行中的同型號繼電器，應結合計劃停電進行檢查。增加一個非全相信號中間繼電器，使得第二組跳閘中間繼電器K8動作后也會發出告警信號。

參考文獻：

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