SF6斷路器儲能異常的故障處理及分析

王天罡

（國網天津市城西供電公司，天津 300000）

1 LW36-126型SF6斷路器的基本工作原理

LW36-126型SF6斷路器是我國正泰電氣股份有限公司生產的產品。SF6斷路器是利用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質的斷路器。因為SF6氣體無毒、無色、無味，是不可燃的惰性穩定氣體，具有很強的抗電強度和優良的滅弧性能，介電強度比傳統的絕緣氣體高[1]。因此，SF6斷路器具有開斷能力強、電氣壽命長、絕緣水平高以及密封性能好的優點，廣泛應用于110 kV及以上的電壓等級中，從而改善電力系統的可靠性和安全性[2]。SF6斷路器利用SF6密度繼電器檢測氣體的壓力。當SF6氣體壓力降低到第一報警區域時，密度繼電器動作發出補氣壓力的信息；當SF6氣體壓力降低到第二報警區域時，密度繼電器動作發出閉鎖壓力的信息，同時把斷路器的分合閘回路斷開，對分合閘實現閉鎖[3]。

2 LW36-126型SF6斷路器的故障概況

2017年03月01日20時25分，110 kV某變電站110 kV線路側進行恢復送電操作，發現該線路SF6斷路器不能遙控合閘。首先檢查該SF6斷路器一次機構，發現一次設備工作正常，故斷定問題出自于二次控制回路。檢查110 kV線路側SF6斷路器二次回路主要從以下這些方面入手：一是檢查接線是否正確；二是檢查合閘回路、儲能回路是否正常；三是分析回路設計是否合理。檢查后發現，合閘回路串入的斷路器機構行程開關不能正常導通，檢查斷路器機構儲能情況發現儲能異常。

2017年03月01日21時10分，經申請后將110 kV線路側SF6斷路器轉冷備用，進行機械按壓分和合閘線圈卸能。卸能結束后，給上控制電源空氣開關，然后給上儲能電源空氣開關，5 s后斷路器機構發生異響，緊接著接觸器（ZC）開始冒濃煙，現場工作人員迅速斷開控制電源空氣開關。

3 LW36-126型SF6斷路器的故障分析

2017年03月01日21時30分，檢修人員到達現場對該SF6斷路器進行檢查。現場對斷路器進行手動儲能，儲能到1/2時機構卡死，無法再進行儲能，如圖1所示；用萬用表對儲能電機進行電阻測量，示數為5.3 Ω，將儲能電機拆下進行空轉試驗，數據結果正常，排除儲能電機出現問題的可能性，故主要故障為斷路器棘爪軸損壞，斷路器無法儲能。

圖1 SF6斷路器機構卡死

2017年03月02日08時30分，檢修人員再次檢查該SF6斷路器，拆除行程開關限位板后，發現棘爪軸承后蓋與連桿定位螺栓有劃痕（如圖2所示），并在拐臂定位螺栓上發現大量鐵屑，拐臂行程已經移位，造成與棘爪軸承后蓋有摩擦。

圖2 SF6斷路器爪軸承后蓋與連桿定位螺栓有劃痕

廠家人員到來后，首先用專用工具釋放能量，轉動棘爪軸承發現大號棘爪無法轉動，懷疑棘爪軸承已經損壞，拐臂行程移位妨礙行程開關蓋板轉動。試將棘爪軸承拆除，在拆除棘爪軸承時發現小號棘爪軸承已經抱死，且小號棘爪蓋板鋼圈不嚴，棘爪主軸承已經有摩痕，導致斷路器無法儲能，如圖3所示。隨后更換棘爪軸承，更換棘爪軸承后轉動正常，手動儲能恢復正常，斷路器試分合1次正常，沒有故障時斷路器拒儲能現象。在進行電動儲能時發現斷路器無法儲能，電機傘形齒輪無法與棘爪軸承轉動齒輪咬合，發現儲能電機碳刷濺火花。測量電機電阻值為2.3 Ω，測量備品電機阻值為9.8 Ω，確定儲能電機繞組已呈半燒毀狀態。隨即更換儲能電機后電動儲能正常，現場斷路器儲能、分、和閘功能正常，如圖4所示。

圖3 棘爪主軸承已經有摩痕

4 LW36-126型SF6斷路器的故障理論闡述

對于電動儲能，當電動機電源接通后，軸套由減速箱里的大蝸輪帶著轉動。當棘爪進入凸輪的缺口時，儲能軸開始轉動，合閘彈簧被拉起從而儲上能；當合閘彈簧拉到最高點時，被合閘掣子鎖住，曲柄頂住小連桿傳動一小彎板壓下微動開關，電機電源被斷開，“儲能指示”顯示在指示器上。

圖4 更換儲能電機

對于手動儲能，將手把插入減速箱前方孔中，順時針搖轉直到棘爪進入到凸輪缺口帶動儲能軸轉動，繼續用力搖轉手把約25圈，合閘彈簧儲能完畢。

此次故障處理完成，按照斷路器拒儲能機械故障的理論分析，是因為斷路器棘爪軸承異常導致斷路器無法儲能。表象為儲能電機傘形齒輪與棘爪軸承轉動齒輪咬合，當棘爪軸承移位時，導致偏心軸轉動帶動棘爪轉動而卡澀，最終因卡澀而無法轉動繼而抱死燒損電機。根本原因為設備在出廠安裝調試時棘爪軸承存在細微間隙，斷路器分合次數增加后間隙逐漸變大，最終導致機構卡死無法儲能。以后斷路器應當多分合，以檢驗其機構性能的穩定性。此外，應當與斷路器機構廠家建立溝通機制，在發生故障時及時、快速消除斷路器故障。

5 結 論

SF6斷路器在電網設備中具有重要作用，要求在日常維護中多下功夫。首先，要在新斷路器投運前做好準備工作，多次試驗，核對接線圖，認真調試，檢查安裝是否牢固，以免發生不必要的故障；其次，隨著時間的推移，斷路器在日常分合閘操作中避免不了設備器件的老化和損壞，需要工作人員及時發現并維護，時刻準備好日常的零器件，縮短處理故障的時間，提高工作效率，確保電網的安全穩定可靠運行，有效發揮SF6斷路器在電力系統中的控制和保護作用。