500kV斷路器防拒動隱患排查分析

霍建偉 石延軍

摘要：斷路器是供電系統中的重要組成設備，在供電系統中起到保護、隔離作用，斷路器拒動是供電系統運行時的嚴重故障類型。特別是高壓供電系統斷路器拒動會給供電系統穩定性造成嚴重威脅，當斷路器拒合時會會增加停電時間;斷路器拒分時會使得供電系統原有故障影響擴大，甚至引起供電系統越級跳閘，嚴重時造成大面積停電事故。文中就分析高壓斷路器拒動原因，并提出改進措施，以期為后續高壓供系統高效運行提供一些借鑒。

關鍵詞：斷路器;防拒動;機械特性;動作電壓

引言

為了確保斷路器的正確動作，控制江蘇省內的電網運行風險，需要開展斷路器的防拒動專項隱患排查治理工作，主要工作為：對三年基準周期內未檢修的500kV及以上斷路器針對性開展停電帶保護傳動，本體、操作回路、操作機構檢查維護等項目。

1檢修周期內斷路器運行狀態變化統計

通過該次防拒動檢查，基本摸清了省內三年基準周期未檢修斷路器運行狀態發生變化的概率。182臺斷路器中，測試不合格臺數合計7臺，分別為動作電壓不合格4臺，機械特性不合格3臺;機械特性參數在標準上限浮動而建議檢修的7臺。省內三年基準周期內未檢修斷路器測試不合格總概率3.85%。為實現在役斷路器測試不合格率為“零”，需設立“經濟”而又“必要”的檢修時限，及時對在役斷路器開展專項測試、調試，掌控斷路器運行狀態，從而使不合格率趨于“零”。由于缺少在役斷路器檢修記錄，此年限尚待精確計算。

2拒動故障的判斷

2.1檢查電氣控制回路

一般在線路控制回路上設有亮燈指示，是對線路監測結果的展示。線路監測的目的是判斷各個回路的工作情況，用紅燈和綠燈來表示。線路監測和各分閘、合閘的開關無關，但影響到電壓穩定。因此，工作人員在檢查電氣控制回路時，要格外重視以下幾個方面：①在檢查電氣控制回路前，先確?？刂齐娫吹陌踩?，避免出現意外事故;②對控制線路上的熔斷器進行調試，看其在異常狀況下是否能迅速熔斷;③接觸器的觸點因為常開、常合，也容易失靈，因此，可以電表檢查觸點內部線圈是否完好;④鐵芯是否正?？梢酝ㄟ^操作控制開關實現，把控制開關開到合閘狀態，觀察鐵芯工作情況，若正常工作就可以證明電氣回路沒有故障。

進行故障電流的解析，按最頻繁發生故障時能斷開電流的瞬間來決定電氣回路所需的靈敏度。當鄰接回路配線中發生不對稱短路時，試驗了回路的保護選擇性。根據使用選擇特性和正、負連續電流的比較，提議作為保證選擇性的一種方法。如果電氣回路因相簡短路、過負荷平衡操作和故障（二相操作和卷錢簡短路等）等原因，對電氣投備和回路網可起保護作用。

2.2根據回路指示燈判斷

①合閘前，指示燈兩色均不亮說明該條回路有中斷的地方，或者電源出現問題?？梢韵葯z查電源是否正常工作，然后，對回路上的設備進行測試，看是否有問題。回路的問題可能是斷線，也有可能是終端電源故障。②如果合閘后紅燈滅、綠燈亮，說明線路未閉合。其中，可能是合閘接觸器沒有動作或者合閘線圈出現故障。③設備電氣控制線路兩線圈串聯形成寄生回路的問題，比較容易發現。但是，如果在設計時考慮不周，有時還會出現三線圈串聯形成寄生回路的情況。即一個控制線路中的3個線圈，盡管它們各自的控制回路已經斷開，但是卻能通過另外的通路串接起來后接通控制電源，形成寄生回路。特別是在工作方式較多、電氣元件較多、控制線路較復雜的情況下，更容易形成這樣的三線圈小聯寄生回路。

3斷路器拒動原因分析

3.1斷路器機構動作分析

通過對斷路器比說明書及現場斷路器運行情況，發現雖然斷路器內長方形曲柄程有轉動，合閘彈簧處于能量釋放狀態，但是受合閘彈簧未伸展到位、分閘操作桿處于被鎖住狀態，斷路器仍處于合閘狀態，從而導致斷路器無法完全分閘。現場采用短接行程儲能開關給分合閘彈簧儲能后時將長方形曲柄按照逆時針方向旋轉到位后，即從機械上確保斷路器可順利分閘。

斷路器機械閉鎖后，當向斷路器發出分閘指令時斷路器仍無法實現分閘，同時無法接收到控制回路中信號，分閘線圈中串聯的電阻出現燒損。斷路器內部的分合閘彈簧能量未能充分釋放、彈簧行程不到位，導致斷路器中SQ3/B仍處于閉合狀態。

3.2斷路器無法執行分合閘動作

分析斷路器拒動的另外成因為機械性能劣化，可形成在合閘指令已經傳遞到分合閘線圈時，機械部件不能實施分合閘動作。機械性能劣化引起的拒動故障可歸納為兩類：一類成因于電磁鐵、脫扣板等脫扣有關機構的卡澀;另一類成因是雖然脫扣機構正常執行動作，但卻不能將能量傳遞到動觸頭上，該類型的問題應歸為傳動機構故障。如出現絕緣拉桿斷裂問題，則斷路器不能把儲能機構中的能量傳遞到動觸頭，所以輔助開關也不能工作。如有傳動機構卡澀的問題，則斷路器的觸頭啟動時間將變慢，大多數情況下斷路器動觸頭動作后輔助觸點開始工作，由此在傳動機構引發了輔助開關切換的時間一并變慢。

3.3斷路器無法響應分合閘指令

是指線路兩端均有電壓但無電流通過，故障成因主要為端子脫落、航插插針變形或插入不夠、線路斷線等問題，這些情況的形成主因是控制回路中有斷點，回路不能導通，形成推動故障。這類故障可歸納成人為因素和電氣性能因素。如端子脫落、航插插針變形、航插插入不夠等均可歸為人為因素導致的線路斷路問題，針對這種情況，要加大人員培訓力度、調整作業流程，可以有效避免此類情況發生;如線圈燒毀、端子氧化等均可歸為電氣性能因素，針對該情況，未出現問題時不易發現，可采用穩態電流變化對斷路器實施檢測。

4改進措施

4.1信號回路改進

斷路器中行程開關SQ3用以監測分合閘儲能彈簧，具體是斷路器中A、B、C三相行程開關SQ3常閉點均采用一個中間繼電器監測彈簧儲能情況，采用該種連接方式無法區確定斷路器中A、B、C三相分合閘儲能彈簧故障。為了解決上述問題，在保持斷路器原有分合存儲彈簧信號回路不變情況下，通過將斷路器中A、B、C三相SQ3常開點與測控箱連接，并在后臺分別對A、B、C三相SQ3常開點定義為“A相儲能彈簧未儲能”“B相儲能彈簧未儲能”“C相儲能彈簧未儲能”。通過對信號回路進行改進，可監視斷路器中每相儲能彈簧儲能情況，從而便于值班人員或巡檢人員精準發現未儲能彈簧。

4.2安裝加熱器

針對斷路器輸出軸上支撐軸承出現卡澀、銹蝕等問題，提出采用加熱器改善軸承所處環境。具體是在分合閘彈簧機箱下部左下角位置安裝加熱器，安裝完加熱器后斷路器軸承機箱內濕度大問題會得到有效改善，從而避免軸承銹蝕。

結語

線路拒動故障是電力傳送中值得重視的問題，因其會直接影響到用電單位的正常作業，引起嚴重事故也是有可能的。我們必須意識到，拒動事故是必然存在的，只能減少其發生，并保證在拒動故障發生時，對線路的影響降到最低。另外，還要考慮通過高頻保護，使線路在高壓、高流情況下的穩健傳輸。

參考文獻

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