一起35kV 斷路器的故障分析

王柯

（國網邵陽供電公司變電檢修公司，湖南 邵陽 422000）

引言：斷路器是電力系統的重要組成部分，其能夠承載和開斷正常回路條件下的電流并能開斷異常短路電流的開關裝置。高壓斷路器操作機構主要包括電磁型、電動型、液壓型、氣動型、彈簧型等結構。其能否正確動作關系到電力系統網絡能否穩定運行。本文對一起35kV 斷路器故障進行了深入分析，提供了相應的防范措施，為斷路器故障及防范提供一定的參考價值及借鑒意義。

一、故障概述

2020年6 月4 日15 時14 分，調度發現某35kV 斷路器不能合閘，運維人員在現場打開斷路器門有聞到燒焦的味道，立即通知檢修人員。檢修人員于當日19 時00 分抵達現場，進行了檢查和試驗，更換了合閘線圈，對儲能回路微動開關進行了調整，發現電機已經燒毀，因暫無電機備品，因此先在現場手動將斷路器進行儲能，后續再進行該繼電器的更換工作。儲能電機到貨后，2020年7 月23 日對儲能電機進行更換，更換過程中發現分閘大彈簧異常彎曲，其內部2 只分閘小彈簧脫扣，且多次調試儲能回路內CK 行程開關，發現儲能到位后電機不停機或無法儲能到位，然后在一次合閘操作中控制CK 行程開關的機械部分斷裂，無法修復，需更換斷路器操動機構。最后在2020年9 月30 日完成斷路器操作機構更換，斷路器恢復正常運行。

二、檢查處理情況

（一）故障前設備運行方式

35kV 系統：該站為110kV 單主變變電站，其#2 主變中壓側420 斷路器合位；I 母II 母并列運行，該故障斷路器在分位。

（二）設備參數

一次設備基本參數情況如下。

三、故障原因分析

2020年6 月4 日，檢修人員抵達現場后檢查發現該間隔斷路器處于分閘狀態,儲能彈簧處于已儲能狀態，合閘線圈已經燒毀。用萬用表檢查儲能空開上下端電壓正常，查電機控制回路發現端子排上的11 號端子及15號端子的電壓分別為-110V 及+110V，說明KM 繼電器A1、A2 線圈兩端的電壓是正常的。查電機回路發現端子排上22 號、23 號、24 號、25 號端子上電壓均正常，說明KM 繼電器是正常工作的，將萬用表換至電阻后測量儲能電機的電阻，發現其阻值超過了最大量程，說明該儲能電機已經損壞。進一步檢查發現儲能位置行程開關CK 一直處于閉合狀態沒復位，儲能電機回路一直處于導通狀態，儲能電機在儲能完成后仍持續運轉最終導致該儲能電機損壞。因此，斷路器故障原因為該斷路器分閘后重合閘動作，因合閘沒合上，合閘回路一直勵磁導致合閘線圈燒毀，且行程開關CK 因松動導致斷路器儲能到位后行程開關CK 沒復位，從而導致儲能電機持續運轉而損壞。因儲能電機無備品，待備品到貨后更換。

2020年7 月23 日，檢修人員帶著已到貨的備品儲能電機進行儲能電機更換工作。因斷路器操作機構設計不合理，更換儲能電機步驟十分復雜：1）拆除斷路器機構箱外殼及底部封堵；2）拆除斷路器機構箱端子及二次元器件接線固定板；3）拆除手動儲能搖把固定銷；4）拆除手動儲能搖把桿；5）拆除儲能電機固定螺栓，將儲能電機的電機部分與機械部分分離；6）分別拆除并取出儲能電機的電機部分與機械部分；7）將新儲能電機的電機部分與機械部分拆分；8）在斷路器操動機構下方內部將新儲能電機的電機部分與機械部分安裝好；9）安裝儲能電機固定螺栓；10）安裝手動儲能搖把桿；11）安裝手動儲能搖把固定銷；12）固定安裝斷路器機構箱端子及二次元器件接線固定板；13）安裝斷路器機構箱外殼，并完成封堵，正常情況下整個過程需持續3 小時。電機更換完成后，對斷路器儲能回路進行調試前發現2 只儲能分閘大彈簧內的2至儲能小彈簧上端均已脫扣，在斷路器分合閘操作后該分閘彈簧會出現異常彎曲，判斷該彈簧已經疲勞。在對儲能回路進行調試過程中發現行程開關CK非常難以調整，調整了60多次只有一次能正常儲能到位并停機，其他情況下均為儲能到位后電機不停機或儲能到位前電機提前停止工作。在一次手動儲能到位后進行合閘的操作后，合閘瞬間控制儲能回路CK 行程開關的機械部分擋板連同其焊接的連桿直接斷裂，無法修復，判斷其材質存在問題。然后檢查發現機械部分擋板為非水平焊接，這將導致儲能回路CK 行程開關的受壓部分無法均勻受壓并在儲能到位后及時切斷儲能回路，判斷該機械擋板工藝不良是導致后期儲能回路難以調整到位的直接原因。另外在對斷路器分合閘檢查時發現該斷路器分閘彈簧下端的斷路器機構箱外殼部分專門制作了一個不銹鋼凹槽以容納斷路器分閘后分閘彈簧下端螺桿的頂出部分，而該斷路器其他3 臺同廠同型號斷路器同樣的位置為不銹鋼平板，說明本臺斷路器在基建安裝的調試階段就發現了此問題，將原本的不銹鋼平板更換為不銹鋼凹槽。綜上，該斷路器操作機構存在嚴重的質量問題，需對斷路器機構進行更換。2020年9 月30 日完成斷路器機構更換后該斷路器恢復正常運行。

四、暴露的設備問題及整改建議

（一）暴露的設備問題

通過查看該型號斷路器原理圖，發現平高電氣公司出廠的LW34C-40.5斷路器，其電機儲能控制回路是由接觸器KM 和儲能位置行程開關CK 來控制的，如KM 接觸器損壞或CK 行程開關無法正常切換時，電機將一直動作儲能或無法儲能到位，前者會導致電機燒毀，后者導致儲能不到位，前者是本次電機損壞的原因。現場對斷路器檢查發現該型號斷路器電機安裝位置為操作機構前后兩塊夾板之間，當電機損壞需要更換時需進行13 個步驟才能完成，耗時3 小時，且其內部空間狹小，因此一旦電機損壞后，其更換將十分困難。該斷路器僅運行4年，分閘彈簧即出現了異常彎曲、過度疲勞的情況，分閘彈簧性能無法滿足運行要求。內部分閘小彈簧均脫扣，其組裝工藝存在較大問題。分閘彈簧底部不銹鋼凹槽擋板與其他同廠同型號斷路器機構底部的平板擋板不一致，因此判斷分閘彈簧本身即存在質量問題。合閘時儲能回路儲能機械指示從連桿位置斷裂，說明連桿材質不合格，抗扭強度不足。

（二）整改建議

建議將平高公司LW34C-40.5 型斷路器均定義為家族性缺陷，其處理方式為進行斷路器操作機構整體更換。加強對產品質量的管控，嚴把產品質量關。

五、結束語

本文對一起35kV 斷路器故障原因進行了深入分析，提出了其暴露出的設備問題，最后分析了該問題的整改建議，為35kV 斷路器故障處理提供參考，具有一定的參考價值及借鑒意義。