220kVSF6斷路器分閘不成功原因分析及措施

陳顯賀

摘要：SF6斷路器是切斷或閉合高壓回路的電氣設備，在電網中具有保護與控制的雙重作用，結構大體分為：導流部分、絕緣部分、操作機構部分。液壓操動機構是斷路器操動機構的一種，具有分合閘平穩、機械特性配合好等優勢，多應用于高電壓等級的斷路器中。液壓機構在斷路器分合操作中必須在規定時間內以驅動滅弧機構將電網斷開和關合以保障電網的正常安全運行。本文結合某SF6斷路器分閘故障實例，對220kVSF6斷路器分閘不成功原因進行分析。

關鍵詞：220kv SF6斷路器分閘;不成功;

1 SF6斷路器概述

1.1 SF6斷路器的分類

SF6 斷路器，是以SF6氣體為絕緣介質的斷路器。它與空氣斷路器同屬于氣吹斷路器，不同之處在于：①工作氣壓較低;②在吹弧過程中，氣體不排向大氣，而在封閉系統中循環使用。由SF6斷路器的結構不同可以將其分為瓷柱式SF6斷路器、落地罐式SF6斷路器。瓷柱式SF6斷路器的滅弧裝置主要安置在支持瓷套的頂部，在操作過程中主要根據絕緣桿進行控制，落地罐式SF6斷路器的滅弧裝置在接地金屬罐的中心，通過標準的絕緣件對其進行有效支撐，兩種SF6斷路器的優缺點如表1所示。

1.2 SF6斷路器滅弧原理

SF6斷路器滅弧首先要利用操作機構，例如絕緣桿，通過其拉桿作用使得動觸頭、壓力缸和絕緣噴嘴進行運動，從而會在壓力活塞與壓氣缸之間形成一個壓力。在觸頭分離的過程中會出現電弧，此時在壓力的作用下壓氣缸中的六氟化硫氣體將電弧熄滅，此時觸頭處于分閘位置，且整個滅弧過程均是在分閘過程中完成的。由此可見，SF6斷路器的滅弧原理十分簡單。

2 220kv SF6斷路器分閘不成功故障實例探討

2.1案例概況

某22Okv變電站采用的是SF6斷路器，此類斷路器的結構特征為：雙斷口帶并聯電容器構造。220kv變電站線路A相突現隱患，故障危機出現，在這期間斷路器出現了保護動作跳閘，同時引發了與之相關的其他斷路器主保護的跳閘問題，在這期間SF6中的故障電流依然存在，未能切除，而且保護程序已經開啟。同時，220kv二母線電壓消失，對應的故障電流也逐步消失。

2.2 現場檢查與試驗

2.2.1 斷路器常規試驗

某斷路器發生故障后，試驗人員立即到現場開展檢查，發現斷路器外觀正常，三相均處于“分閘”指示位置。查看保護裝置的故障錄波圖，發現某斷路器A相一直存在連續的故障電流，直到母聯斷路器和2號主變斷路器保護跳閘后故障電流才消失。為了查找故障原因，試驗人員對某斷路器進行了回路電阻、氣體成分等常規試驗。回路電阻試驗斷路器導電回路的電阻主要取決于動、靜觸頭2015年第38卷第6期Vol.38No.6的接觸電阻，接觸電阻的存在會增加導體通電時的損耗，使接觸處的溫度升高，從而影響斷路器的載流能力以及切斷電流的能力。本次試驗采用直流壓降法，用大電流測量，解決了氧化薄膜導致測量誤差大的問題。

2.2.2斷路器現場檢查

（1）斷路器現場檢查，重點對SF6斷路器中的SF6氣體的分解產物加以檢查、測試，具體檢測項目包括：露點（℃）、微水含量、HZs、502、CO（uL/L）。經檢測發現：A相SF6內部的二氧化硫、硫化氫的含量都偏離了常規數值，余下的各種成分則相對處于正常值范圍。

（2）斷路器解體檢查，絕緣拉桿頂端鏈接位置出現了脫落、松動的現象，而且拉桿上半部分的螺紋依然處于接頭中，卻找不到豁膠的痕跡，經觀察可以確定拉桿和接頭二者徹底脫離開來，無法豁結在一起，甚至能夠靈活轉動，開啟滅弧室，仔細檢查看到其中出現了大規模的粉狀物，經過科學的檢查鑒定得出：是電弧出現時，S6F遇到高溫將被分解，從而形成粉狀物。經過仔細分析得出：短路電流始終流經兩類觸頭，使得電弧持續出現，而且滅弧室中存在電弧，其能電離出一定的氣體，從而造成了靜觸頭、動觸頭被灼燒，出現了受損現象。

（3）解體檢修時，環境的空氣相對濕度不得大于80%，工作場所應干燥、清潔，并應加強通風;檢修人員應穿尼龍工作衣帽，戴防毒口罩、風鏡，使用乳膠薄膜手套;工作場所嚴禁吸煙工作間隙應清洗手如面部，重視個人衛生。

（4）斷路器解體中發現容器內有白色粉末狀的分解物時，應用吸塵或柔軟衛生紙拭凈，并收集在密封的容器中深埋，以防擴散。切不可用壓縮空氣吹或用其他使粉末飛揚的方法清除。

（5）斷路器的金屬部件可用清洗劑或汽油清洗。絕緣件應用無水酒精或丙酮清洗。密封件不能用汽油或氯仿清洗。一般應全部換用新的。

（6）斷路器容器內的吸附劑應在解體檢修時更換，換下的吸附劑應妥善處理防止污染擴散。新換上的吸附劑應先在200～300℃的烘箱中烘燥處理12小時以上，待自然冷卻后立即裝入斷路器，要盡量減少在空氣中的暴露時間。吸附劑的裝入量為充入斷路器的SF6氣體質量的1/10。

2.4 分閘不成功的成因分析

經過以上各種測試、檢驗后，結合sF6氣體分解產物的檢測能夠得出以下結論：s6F斷路器的故障源自其A相，具體故障成因為：螺旋鏈接脫落，使得絕緣拉桿無法同頂端連桿牢固、緊密地鏈接在一起，這就使得分閘、合閘操作中，絕緣拉桿出現了自旋轉、靈活自轉問題，導致機構傳遞過程中出現了虛位，而且造成靜觸頭、動觸頭的分閘不能徹底進行，為故障電流的傳遞提供了可乘之機。所謂的故障成因的判斷也相對復雜，單純通過觀察分閘時間、交流耐壓試驗等來對故障成因做出簡單的判斷也是相對不客觀、不合理的，例如：分閘同期性試驗不能真實地體現出斷路器分閘不到位問題，更重要的是設備自身也有一定的絕緣余度。

2.5 故障解決對策

針對發現的問題，對某斷路器A相絕緣拉桿連接部位進行了處理，在絕緣拉桿的連接部位增加了銷釘，并確保粘膠完好，使絕緣拉桿與上端接頭緊固連接。針對220kV斷路器分閘不成功故障，對斷路器進行了常規試驗、斷路器解體檢查，最終查明故障原因并進行了處理。為了預防類似故障的再次發生，提出以下建議：將故障斷路器A相本體進行更換，并對同型號的斷路器做好標記和巡查，按照本文提出的方法進行技術改造。對于斷路器三相試驗數據，檢修試驗人員不僅要進行橫向對比，還要與歷年試驗數據進行縱向分析。運維人員應按規程要求對檢修后的設備進行測試，并通過紅外測溫、紫外成像等技術手段對設備進行特巡特維。

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