500kV斷路器拒分事故的思考

文/吳凡

這些年來，電網技術日益成熟，電網的穩定與安全運行對于電子斷路器以及電子二次設備的依賴度也逐步偏大。電子設備以及電力運輸的距離較遠，加上大容量的交直流并聯運行的功率特別高，電網的負荷加大了，如果電網一有問題發生，就會引發斷電子斷路器的拒動，這樣就會接連導致多回直流問題，也會降低功率與閉鎖問題，從而產生大面積的停電現象，甚至會出現穩定性遭破壞。比如，有一次500kV 斷路器拒分事故事故。發現其使用的斷路器是來自于日本的三菱公司的500_SFM--50E 型的產品，為瓷柱型，該斷路器用的是氣動彈簧式操作機構。經查驗發現，問題出在A相分閘的電磁鐵問題方面，它是有鐵芯銹蝕的現象存在，這是造成這次斷路器拒分的重點原因。

如圖1所示，這一斷路器的分閘電磁配件帶電以后，鐵芯就會從上面往下在進行撞擊分閘的觸發器，接到撞擊動作后，觸發器開始進行順時針轉動，這樣分閘的凸輪和掣子間的粘合就會打開，從而在獲得壓縮空氣的作用力后，絕緣拉桿就會往下方進行動作，讓靜態觸頭和動態觸頭有了分離，這樣就會形成分閘。同時，合閘的彈簧受到壓縮空氣的作用，會形成一定的儲能，分閘氣缸里的空氣通過操作裝置從排氣孔排出。

分閘電磁閥與分閘電陰是斷路器當中的二個重要裝置，是分閘回路串聯的主要組成部件。分閘電磁閥包括了線圈、固定鐵芯與動鐵芯等幾個部件組成，分閘線圈的直阻是6.5Q。固定鐵芯是由導磁材料制作成的，其表面是鍍鋅的。工作時，動鐵芯引動了撞針，讓它撞擊電磁鐵及下面的觸發器，從而運轉了分閘系統。

1 電子斷路器拒分原因分析

發生電子斷路器拒分事故以后，我司派出的技術人員及時來到500kV 事故變電站的發生處。據現場勘察，發現電子斷路器A 的相主以及副分線圈等地方有明顯的燒傷損壞情況出現，分閘的電磁鐵動鐵芯也呈現出不能移動，有卡死現象。特別是電磁閥動鐵芯的外壁以及其附近的動鐵芯座套表面有不同程度的銹斑，據了解，使用的動鐵芯材質為SGD400，RD22 的材料。

通過分析我們發現，當分閘的電磁閥動鐵芯與它的座套連接處發生了接觸后，由于使用時間長且加之保養不規范，有了白色粉末狀的銹蝕，另外鐵窗和動鐵芯座套之間也有白色粉末狀銹蝕問題；另外動鐵芯的里面、底部、銅質撞針、定位孔等都有不同程度的銹蝕，如圖2所示。

經過分析，我們發現動鐵芯座套與動鐵芯之間有銹蝕發生，其原因是因為它們之間的滑動間隙不到0.5mm,這樣要進行清洗保養就極不方便了。如果發生了上面的這些地方的銹蝕，就會讓電磁閥卡頓，從而傳導到斷路器就會有A 相的跳閘現象發生。由于A 相分閘的電磁鐵鐵芯有了銹蝕問題，就會有不間斷的卡死，運作就不能進行，這樣就非常容易導致線圈的燒壞，引發開關拒分。

經過現場的測算，斷路器的線圈燒壞后，其主分與副分線圈的直阻下降到了才0.1Q 的水平，這樣就不能達到阻斷、斷路的效果了，同時會引發兩回路分閘和串聯電阻的過熱問題，極易發生熔斷。所以后來，拒分斷路器的A 相電磁閥需要進行整體更換。

更換后，再次進行了整體性測算，發現新的電磁閥沒有銹蝕現象，其運作非常正常，各開關的數據均符合要求，拒分斷路器也處于正常運轉水平。

2 事故反思與排查建議

對這次事故進行分析，首先，我們發現使用的電子斷路器是在我國較高比例的三菱技術斷路器，我們周邊省市的500kV 主網都使用此電子斷路器。如果它們的質量有問題，將會影響到整個國家電網的安全性、可靠性、穩定性，因此，我們要深刻吸取此次事故教訓，特別關注招投標時將優質的產品引入到企業當中來，以避免分閘電磁閥動鐵芯的銹蝕狀況。

2.1 設置季節性周期性檢查，增加電磁分閘銹蝕檢查的頻率

對500kV 斷路器進行誤動分析，處理拒動問題，如果處理不當將直接影響到主網運行的安全性，影響到電力可靠性。這些年來，電力的開關的機械動作特點也逐步得到了提升，行業內對于跳合閘回路的無器件質量也有了很多的標準要求，對于斷路器分閘內的銹蝕問題也逐步加大了重視力度。

像江蘇等華東地區，地理環境上，這些地方常年濕度不小，潮濕的時間長，合閘的動鐵芯材料極易受到腐蝕，一般性的防銹辦法也不太奏效。這次的事故警醒我們：開關分閘的電磁鐵仍舊有著銹蝕的可能性，工作上要高度重視，為了避免類似事件的再次發生，我們要定下制度，每季度都要對500kV 斷路器分閘電磁閥進行檢查、清洗，消除銹蝕。

當然為了提升檢查的工作質量水平，就要對同批次或者是同一類型的開關進行規范化檢查，同時要不斷提升科學化的輔助防銹水平。另外，為了增強分閘操作的穩定性，電力部門要在每季度檢查過程中加強斷路器控制回路的低電壓動作試驗的必要意義。如果我們在工作中，未發現銹蝕的原因，就要耐心尋找。當出現分閘操作時，如果發現排氣孔向機構箱里面排出廢氣，要分析一下這種情況會不會引發分閘閥的動鐵芯的生銹，如果是這樣的原因，就要注意在干燥的環境下運轉設備，空氣干燥了，就不容易生銹；如果不是這樣的原因，就要查看三相銹蝕問題的發生的原因在哪里，只有深入分析原因，才能更好地找到解決對策。

2.2 全面進行同類型斷路器及分闡電磁閥動鐵芯銹蝕問題的排查工作

要進一步保證斷路器動作的穩定性，就要加強對于500kV 的繼電保護工作，要圍繞雙重化原則來進行配置與保護。當斷路器出現跳閘回路問題，或者是跳圈問題，就要分別采取獨立的分閘控制系統來進行管理；同時，分閘電磁閥的系統要用一個公用系統，如果用公用系統的動鐵芯或撞針，那就能夠有效地在斷路器啟動以后，將緊急故障進行排除。

另外，我們這次發現的事故所使用的斷路器是前文所述的日本三菱公司的產品，因此，我們要加強對于該公司生產的還在一線使用的500kV 斷路器進行全面檢測，尤其是其中的分閘電磁閥有沒有存在類似的銹蝕卡塞問題，更要進行一一排查，只有將工作做細了，才能避免更大的損失，從而促進供電安全，保障電力經濟效益。

3 結束語

根據分析，我們提出以下建議：

（1）建議進行預防性的試驗，對于電子開關進行操動機構輔助使用，如果沒有辦法進行合作，則要及時更換500kV 斷路器的配件；

圖1：氣動彈簧機構簡圖

圖2

（2）按照設備預試周期，定期進行500kV 斷路器“斷——合——斷”操作功能試驗，細致觀察整個操作循環中是否出現異常信號，如果出現了異常信號，要立即查明原因并進行處理。