LW10E-363斷路器內(nèi)部氣體異常診斷分析與處理

李海燕

大唐西固熱電有限公司 甘肅蘭州 730050

2013年7月4日330kV涼州變?cè)趯?duì)SF6斷路器帶電檢測(cè)工作中，發(fā)現(xiàn)3322斷路器A相分解產(chǎn)物異常，判斷設(shè)備存在重大運(yùn)行隱患，停電后對(duì)該斷路器進(jìn)行測(cè)試分析，發(fā)現(xiàn)斷路器氣體異常，存在分解物。由于監(jiān)測(cè)及時(shí)，判斷正確，避免了一起重大設(shè)備損壞事故。

1 事件描述

2013年7月4日330kV涼州變?cè)趯?duì)3322斷路器A相進(jìn)行SF6三項(xiàng)(分解物、純度、微水)檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)CO組份超出常規(guī)量程無法測(cè)試，經(jīng)協(xié)調(diào)北京泰譜聯(lián)合廠家緊急調(diào)配1臺(tái)符合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試量程的SF6組分測(cè)試儀，于2013年7月9日現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了復(fù)測(cè)，發(fā)現(xiàn) CO為 417μl/l，SO2為 3μl/l，H2S為 0，微水 92.52μl/l，純度98.9%，其它測(cè)試數(shù)據(jù)合格。

2013年7月12日省電力公司運(yùn)維檢修部組織陜西電科院專家攜帶儀器和甘肅電科院、省檢修公司現(xiàn)場(chǎng)再次進(jìn)行了診斷檢測(cè)，測(cè)量結(jié)果 SO2為 99μL/L，CO為 568μL/L ，H2S為 0μL/L，并采集SF6氣體樣本送陜西電科院進(jìn)行氣相色譜分析。同時(shí)安排對(duì)3322斷路器進(jìn)行精確測(cè)溫，現(xiàn)場(chǎng)精確測(cè)溫?zé)o異常。

2 斷路器解體檢查中發(fā)現(xiàn)的問題

2.1 三聯(lián)箱與支柱解體檢查

滅弧室及三聯(lián)箱裝配整體起吊后，發(fā)現(xiàn)支柱導(dǎo)向密封面殘留有大量不規(guī)則金屬鋁屑，經(jīng)檢查均為鋁制導(dǎo)向槽與滾輪磨損脫落物（如圖1）。并發(fā)現(xiàn)A1側(cè)四連桿變向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸承脫落（既轉(zhuǎn)動(dòng)軸未固定在軸承內(nèi)），轉(zhuǎn)動(dòng)軸端部邊緣磨損嚴(yán)重并與軸承脫離，三聯(lián)箱裝配吸附劑蓋板對(duì)應(yīng)軸承位置有明顯轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦痕跡，同時(shí)，未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)軸端部限位漲卡圈，并在三聯(lián)箱內(nèi)也未找到限位漲卡圈（如圖2）。

圖1 導(dǎo)向密封面殘留有不規(guī)則金屬鋁屑

圖2 滅弧室動(dòng)觸頭鋁制導(dǎo)向槽磨損

2.2 A1、A2滅弧室解體檢查

A1滅弧室解體后發(fā)現(xiàn)，瓷套內(nèi)壁有一道延伸向底部的油脂流淌痕跡，即硅脂涂抹過量受熱流淌所致；靜弧觸頭（銅鎢合金）外表面出現(xiàn)多道嚴(yán)重劃傷，已露出內(nèi)部銅導(dǎo)體；動(dòng)觸頭上端與靜觸指接觸處，出現(xiàn)多道嚴(yán)重啃傷，鍍銀層脫落；噴口內(nèi)表面根部出現(xiàn)偏向一邊的灼傷痕跡，已碳化變色[1]。A2滅弧室解體后發(fā)現(xiàn)，瓷套內(nèi)壁有一道延伸向底部的油脂流淌痕跡，即硅脂涂抹過量受熱流淌所致；靜弧觸頭（銅鎢合金）外表面光滑平整，無損傷痕跡；動(dòng)觸頭上端與靜觸指接觸處有輕微接觸啃傷痕跡，鍍銀層基本完好

3 斷路器氣體異常原因分析

3.1 LW10E-363W斷路器結(jié)構(gòu)

該斷路器為河南平高電氣股份有限公司生產(chǎn)的LW10E-363瓷柱式斷路器，出廠日期2002年9月，斷路器由三個(gè)獨(dú)立的單極組成，每極斷路器為單柱雙端口結(jié)構(gòu)，兩個(gè)滅弧室串聯(lián)成900方向布置，滅弧室并聯(lián)一個(gè)2500pF的均壓電容器，絕緣支柱由兩節(jié)瓷套組成，支柱與滅弧室的聯(lián)接通過三聯(lián)箱實(shí)現(xiàn)。支柱上端外部有一均壓環(huán)，內(nèi)部有均壓罩，以改善電場(chǎng)分布，提高對(duì)地絕緣水平。絕緣支柱內(nèi)絕緣桿與滅弧室的聯(lián)接與傳動(dòng)通過三聯(lián)箱中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。每極斷路器配一臺(tái)液壓機(jī)構(gòu)，液壓機(jī)構(gòu)通過機(jī)構(gòu)內(nèi)的聯(lián)接座與絕緣支柱相聯(lián)，滅弧室及絕緣支柱、三聯(lián)箱內(nèi)均充有額定氣壓為0.6MPa（200C）的氣體。滅弧室裝配由鼓形瓷套、靜觸頭裝配和動(dòng)觸頭裝配組成，采用單壓式定開距滅弧結(jié)構(gòu)，在滅弧室的上端裝有分子篩筐，內(nèi)裝F-03-H型吸附劑（4公斤），滅弧室上端通過靜觸頭座與電網(wǎng)連接，滅弧室下端通過動(dòng)觸頭座實(shí)現(xiàn)兩個(gè)滅弧室間的串聯(lián)連接。斷路器觸頭行程200±1mm，超行程43±4mm，每個(gè)斷口間的合閘短路電阻不大于45μΩ。

3.2 解體檢查前測(cè)試項(xiàng)目及數(shù)據(jù)

（1）3322斷路器SF6氣體測(cè)試數(shù)據(jù)

相別 微水含量（μ1/1）SO2（μ1/1）H2S（μ1/1）CO（μ1/1）純度（%） 測(cè)試時(shí)間及狀態(tài)A 30.36 5 0 617 97.64 7月 16日16∶30分就地分合操作3次后測(cè)試A 32.30 3.3 0 481 98.71 7月17日13∶00分解體前B 38.73 0 0 51 99.79 7月17日14∶00分解體前C 62.21 0 0 35 99.97 7月17日14∶40分解體前62.26 3.7 0 610 98.10 7月17日14∶40分解體前SF6氣體減壓至0.5MPa 62.26 3.7 0 583 98.11 7月17日16∶40分解體前SF6氣體減壓至0.3MPa 62.26 3.8 0 582 98.10 7月17日16∶50分解體前SF6氣體減壓至0.2MPa A結(jié)論1.7月16日測(cè)試數(shù)據(jù)為斷路器A相就地分合操作3次后數(shù)據(jù)，SO2、CO均有增加，表明斷路器，滅弧室內(nèi)存在故障。2.7月17日測(cè)試數(shù)據(jù)有所下降原因?yàn)閿嗦菲髦е鶅?nèi)容裝吸附劑對(duì)氣體吸附。備注 儀器型號(hào)：STP1000A+（增大SO2、CO量程型）廠家：泰普聯(lián)合科技開發(fā)（北京）有限公司

（2）對(duì)斷路器機(jī)械特性（分合閘時(shí)間、同期）試驗(yàn)，測(cè)試數(shù)據(jù)合格，滿足生產(chǎn)廠家技術(shù)要求。

測(cè)試線圈 MΩ Ω Ue30%下拒分閘Ue65%下分閘Ue85%下合閘 結(jié)論合閘線圈 1000 201 正常 合格主分閘線圈 1000 199 正常 正常 合格副分閘線圈 1000 201 正常 正常 合格項(xiàng)目 A B C 同期分閘時(shí)間 23.5 23.5 24.8 1.3合閘時(shí)間 65.3 65.2 63.6 1.7

（3）斷口回路電阻測(cè)試數(shù)據(jù)

相別 標(biāo)準(zhǔn)值（uΩ） 實(shí)測(cè)值（uΩ） 備注A≤110 119 A1：52uΩ、A2：67uΩ（單端口≤45）A1為斷路器CT側(cè)、A2為母線側(cè)B 85 C 90

（4）操作機(jī)構(gòu)工作缸活塞桿行程測(cè)量數(shù)據(jù)

相別 標(biāo)準(zhǔn)值（mm） 實(shí)測(cè)值（mm） 備注A 191±1 192 解體前B 192 解體前C 192 解體前

3.3 隱患原因分析

針對(duì)A1、A2滅弧室及三聯(lián)箱解體檢查情況，分析認(rèn)為三聯(lián)箱內(nèi)四連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定軸承的漲卡圈未裝，致使運(yùn)行中軸承脫落（A1滅弧室側(cè)），導(dǎo)致動(dòng)觸頭裝配及連桿發(fā)生偏斜，分合閘過程中，四連桿機(jī)構(gòu)側(cè)向受力，動(dòng)觸頭偏移，引起A1斷口動(dòng)觸頭裝配位置異常，造成動(dòng)弧觸頭、靜弧觸頭運(yùn)動(dòng)過程中中心偏離，并造成噴口異常燒蝕，局部碳化。同時(shí)由于四連桿失穩(wěn)，影響也波及到A2斷口，造成導(dǎo)電動(dòng)觸頭異常磨損。

4 處理措施

通過解體檢查及技術(shù)分析，確認(rèn)造成此次設(shè)備潛伏性故障的直接原因是設(shè)備生產(chǎn)過程中漏裝零件。對(duì)存在故障的斷路器進(jìn)行整體更換。3322斷路器A1、A2滅弧室及三聯(lián)箱內(nèi)連桿機(jī)構(gòu)主要部件均發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞，并且滅弧室及支柱內(nèi)附著有SF6氣體分解產(chǎn)物，現(xiàn)場(chǎng)更換和清潔難度大。由河南平高電氣公司對(duì)3322斷路器A相進(jìn)行返廠（含操作機(jī)構(gòu)）進(jìn)行檢修處理，更換A相滅弧室及三聯(lián)箱內(nèi)所有裝配、解體檢查絕緣拉桿，并進(jìn)行全項(xiàng)目出廠檢測(cè)及試驗(yàn)。

5 結(jié)論

通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例驗(yàn)證，SF6氣體分解產(chǎn)物測(cè)試與分析，對(duì)于設(shè)備的潛伏性故障判斷是有效的。

由于變電站運(yùn)維人員工作責(zé)任心高，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況能及時(shí)掌握，帶電監(jiān)測(cè)技術(shù)運(yùn)用到位，及時(shí)、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)的設(shè)備隱患，并將設(shè)備故障消除在萌芽狀態(tài)，避免了一起重大設(shè)備損壞事故。