SF6斷路器密度繼電器接點絕緣低故障分析

阮劍坤

摘? 要：高壓斷路器使用的SF6密度繼電器是電力系統中重要的保護和控制元件，如果斷路器發生故障，將會造成很大的經濟損失，要保證斷路器運行的可靠性，就必須經常監視斷路器的各項指標，特別是SF6氣體，必須到達有關標準的規定，使SF6斷路器長期保持良好的工作狀態。然而，當密度繼電器出現接點絕緣低的問題時，可能造成報警或閉鎖端誤動作，或者報警信號聯動閉鎖信號，出現同時報警和閉鎖。在高電壓環境中也可能出現電擊穿現象，使得表計喪失某種功能，危及斷路器乃至電網安全。本文對阿海琺（AREVA）斷路器使用的威卡（WIKA）密度繼電器出現接點絕緣低問題進行了分析，制定了解決方法及防范措施，確保電網安全穩定運行。

關鍵詞：斷路器;密度繼電器;絕緣低;防范措施

0? 前言

2018年某日，我局變電所繼保班驗收220kV某站的220kV線路2259開關二次接入安穩、220kV備自投，在傳動開關時只合上操作電源I，發現操作電源II回路帶有-40多伏直流存在;只合上2259開關測控遙信電源，斷開兩路操作電源后，測量操作電源I、操作電源II回路仍帶有-40多伏的寄生電壓，斷開2259開關測控遙信電源后測量操作回路電壓消失，確認遙信回路與操作回路之間也存在串供電現象。經檢查，斷開三相密度繼電器接點后測量操作回路與遙信回路之間無串供現象。該斷路器生產廠家為蘇州AREVA高壓電氣開關有限公司，密度繼電器生產廠家為蘇州WIKA儀表有限公司（見圖1），我們須找到該密度繼電器問題的解決方法及防范措施，確保電網安全。

1? 密度繼電器問題現場核查方法

首先對斷路器使用的威卡密度繼電器（以下簡稱WIKA）進行搖絕緣檢查，發現在WIKA的電氣接口處，2、4、6接點的絕緣嚴重降低，且伴有銅綠現象（見圖2），1、3、5接點的絕緣電阻較大。其中以4接點銅綠較為嚴重，測量1，4接點的絕緣電阻只有0.39MΩ，遠低于機械工業標準規定的標準值20MΩ;而測量1，2接點之間的絕緣電阻值，為8.6G歐，絕緣性能良好。

為了驗證絕緣電阻與銅綠之間的關系，將接線柱上的銅綠通過噴砂機除去，測得接點1，4絕緣電阻值為0.39MΩ，由此得出，絕緣電阻值不合格與表面銅綠沒有關系。

為了進一步探求絕緣電阻的形成原因，將表拆開，將電接點上的電線與電接點分開，單獨測量電接點之間的絕緣電阻值，經實驗，6個節點兩兩之間絕緣電阻值均為>50G歐（見圖3），由此得到結論，絕緣電阻值不合格與電接點沒有關系。

之后測量電線之間的絕緣電阻值，可得電線之間的絕緣電阻阻值為27.2M歐（見圖4），略大于機械工業標準規定的標準值20M歐，進一步將表拆開，將電線以及接線柱單獨拿出，繼續將表拆開，把電線、接線柱單獨拆開（見圖5），電線錫焊處有大量水分以及硅油，等放干后再進行測量，絕緣電阻值達到了36G歐（見圖6），遠遠超出了20M歐的工業標準。（由于放干后銅綠無水不成離子態，不會導電，故絕緣強度提高為36G歐。）由以上分析以及實驗，可以得出結論，絕緣電阻值的不合格是由存在于潮濕環境下的銅綠引起的。

針對上述的實驗分析，為驗證接線盒和絕緣電阻值的關系，將帶有銅綠的密度表進行實驗，分別測量更換接線盒前后的絕緣電阻值，由之前實驗得到1，4節點之間絕緣電阻偏低，將選取1，4節點作樣進行測量，更換前和更換后分別是4.9MΩ和6.1MΩ（見圖7），絕緣電阻值沒有顯著的變化，均明顯低于工業行業標準要求的20MΩ。由此得出絕緣電阻值大小與接線盒沒有關系。

經分析判斷，WIKA連接電接點與接線盒之間這段線應導致絕緣低的主要原因。

2? 接點絕緣低原因分析

舊式WIKA接線端經由一顆螺絲固定，通過密封圈封閉（見圖8），只是內蓋有部分細微硬質凸出膠柱，并不是新式的O型密封圈，此硬式密封圈無收縮密封性，防水效果基本不起作用，經過長時間風吹日曬雨淋，密封圈出現老化現象，且質量較差已破損，從而水汽通過間隙滲入接線端子，腐蝕了觸點位置金屬，從而造成絕緣降低，發生感應電流。因此，雨水滲入長時間侵蝕作用下，對帶負電接點化學反應生成了銅綠。根據GB22065-2008標準，密度表接線端部分需要通過2kV高壓擊穿測試包括接點與外殼體，接點對接點，所以銅綠現象降低了絕緣強度，可能造成報警或閉鎖端誤動作，或者報警信號聯動閉鎖信號，出現同時報警和閉鎖。在高電壓環境中也可能出現電擊穿現象。使得表計喪失某種功能。

3? 防范措施及改進建議

經統計，我所管轄的變電站共有相同型號的WIKA有124臺，必須結合停電對WIKA進行專項檢查維護。要檢查接線盒（接點與外殼體;接點對接點）的絕緣強度，對低于機械行業標準JBT 9273-1999中規定的20M歐的最低值的WIKA更換或送廠維修;對舊式的WIKA加裝新式O型密封圈;對WIKA接線部分安裝防雨罩。根據威卡公司的經驗，加裝防雨罩后可有效防止雨水侵蝕和陽光直射對密度表產生的影響。所以防雨罩不僅是輔助措施，而是可以延長戶外用密度表使用壽命的主要措施。除以上防范措施外，還需加強對密度繼電器（壓力表）投運前驗收把關，應認真落實相關措施。

4? 結束語

高壓斷路器是否能夠可靠的運行，直接關系到整個電網的安全，對電網的安全穩定運行具有十分重要的意義。監視斷路器SF6氣體指標的密度繼電器出現接點絕緣低的問題時，可能造成報警或閉鎖端誤動作，或者報警信號聯動閉鎖信號，出現同時報警和閉鎖。在高電壓環境中也可能出現電擊穿現象，使得表計喪失某種功能，危及斷路器乃至電網安全。本文通過對WIKA密度繼電器接點絕緣低問題采用科學合理的現場核查方法，理清WIKA連接電接點與接線盒之間的線是導致絕緣低的主要原因，及時提出結合停電進行WIKA密度繼電器專項檢查維護、加裝防雨罩、投運前驗收把關等防范措施及改進建議，以確保電力系統的安全穩定運行。

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