ZF4-126型SF6斷路器常見故障及處理措施

趙洋

（深圳供電局有限公司，廣東深圳，518000）

0 引言

高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護設(shè)備，正常情況下能在規(guī)定時間內(nèi)承載、開斷、關(guān)合正常和故障電流，因此它的正常運行是保證整個電力系統(tǒng)安全運行的基礎(chǔ)，提高開關(guān)的運行、維護和技術(shù)管理水平，是保障供電可靠性的重要手段。

在輸變電系統(tǒng)中，交流高壓斷路器是用來執(zhí)行控制和保護的電氣設(shè)備，具有十分重要的作用。斷路器除了要求有可靠的絕緣和導(dǎo)電性能外，還要根據(jù)指令隨時準確執(zhí)行合分閘操作，并要具備可靠的動作性能和滅弧性能。與其他電氣設(shè)備相比，發(fā)生故障的可能性更大，因此正確的高壓斷路器故障進行正確判斷，并進行維修具有重要意義。

1 常見故障及處理描述

1.1 合閘彈簧疲勞

故障簡述：檢修人員對此類型開關(guān)停電檢查維護，在做特性試驗時析試驗結(jié)果時發(fā)現(xiàn)：該機構(gòu)合閘時間偏大，雖然未超標，但已接近標準上限，對比該同一臺設(shè)備以往特性測試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)合閘時間確實有增大趨勢。開關(guān)特性測試結(jié)果見附件1。

處理措施：檢修人員分析原因為“彈簧疲勞”，隨即聯(lián)系備品備件，對機構(gòu)儲能彈簧進行更換，為徹底消除隱患，檢修人員將分、合閘彈簧都進行了更換。隨后又進行了開關(guān)特性測試，開關(guān)合閘時間明顯縮短。開關(guān)特性測試結(jié)果見附件2。

1.2 儲能“兩響”

故障簡述：檢修人員在對該類型開關(guān)進行分合閘測試和特性試驗時，在操作過程中偶爾會發(fā)生開關(guān)機構(gòu)在儲能過程中出現(xiàn)“兩次響聲”（正常情況下機構(gòu)響一次就完成儲能）的情況，且合閘之后若不進行儲能，開關(guān)無法分閘。

圖1

通過對此開關(guān)機構(gòu)原理圖的分析，結(jié)合現(xiàn)場產(chǎn)生的此種現(xiàn)象，檢修人員分析儲能過程中出現(xiàn)“兩響”原因如下：

由于跟合閘彈簧相連的拉桿長度是固定的，所以儲能到位時，合閘彈簧的壓縮量是一定的，若合閘彈簧老化疲勞，則其在相同的壓縮量下所儲存的彈性勢能就偏小。

合閘彈簧能量不足的情況下合閘，則會出現(xiàn)這樣的情況：開關(guān)合閘未完全到位，且分閘彈簧能量也未能儲存完成，此時凸輪仍頂住拐臂上的滾輪，沒有分離，分閘彈簧的回復(fù)力使拐臂滾輪頂住凸輪，凸輪經(jīng)棘輪經(jīng)連桿與合閘彈簧相連，使合閘彈簧有壓縮趨勢，此時分閘彈簧力與合閘彈簧力在拐臂滾輪和凸輪之間達到平衡。

這時候就可以解釋為什么分閘后不能合閘以及儲能出現(xiàn)“兩響”了。由于合閘過程中分閘彈簧儲能沒有到位，因此其能量沒有傳遞至分閘保持摯子，因此機構(gòu)無法分閘。不完全合閘之后，機構(gòu)進行儲能，至分閘彈簧儲能到位、開關(guān)完全合閘，此時機構(gòu)發(fā)出第一聲響，儲能繼續(xù)進行，當儲能再次到位，行程開關(guān)斷開電機電源，合閘彈簧能量保持于合閘保持摯子，此時機構(gòu)發(fā)出第二響，儲能完成！

處理措施：此現(xiàn)象的本質(zhì)原因同樣為“彈簧疲勞”，檢修人員對機構(gòu)儲能彈簧進行更換。更換完后現(xiàn)場就地試分合十次都未再出現(xiàn)該現(xiàn)象，又對開關(guān)進行特性試驗對比試驗數(shù)據(jù)合格。并交代運行人員在后續(xù)的分合閘操作時現(xiàn)場留意此現(xiàn)象。從更換至今都未再出現(xiàn)此現(xiàn)象。

1.3 拒合（一合即跳）

故障簡述：該型號開關(guān)發(fā)生拒合故障并非首次發(fā)生，在我公司管理的很多變電站同類設(shè)備以往都出現(xiàn)過同樣的故障，故障原因為分閘摯子的滾輪變形，需要更換該滾輪。根據(jù)缺陷處理情況可知，該滾輪為圓柱體形狀，鑄鐵材料，標準直徑應(yīng)為43mm，在機構(gòu)中起到合閘保持作用。但由于加工精度以及運行過程中受力磨損、或者滾輪外側(cè)鑄件尺寸不當導(dǎo)致滾輪被夾死，使得運行中滾輪受力不均變形甚至斷裂，因此導(dǎo)致機構(gòu)儲能后再次合閘時，滾輪不能使合閘狀態(tài)保持，導(dǎo)致了拒合故障的發(fā)生。

處理措施：由于在以往同類型缺陷處理中，檢修人員接受過該類型開關(guān)機構(gòu)滾輪更換技能培訓(xùn)，因此在新滾輪備品落實后，檢修人員立即更換了新滾輪，隨后進行十次就地分合閘測試，拒合情況消失，并做了開關(guān)特性試驗。

圖2 更換的分閘保持摯子滾輪

1.4 分閘脫扣器偷跳

故障簡述：在更換完分閘保持摯子滾輪以及分合閘彈簧后，檢修人員在現(xiàn)場試分合過程中發(fā)現(xiàn)了此開關(guān)機構(gòu)有時仍會出現(xiàn)拒合現(xiàn)象！經(jīng)過反復(fù)試驗，解開分閘線圈接線，排除電氣方面原因后，檢修人員認定是在更換合閘彈簧后，機構(gòu)合閘能量過大，在合閘過程中機構(gòu)震動劇烈，使分閘線圈鐵芯在震動中向下運動，推動半軸擋板導(dǎo)致分閘脫扣。

處理措施：檢修人員對機構(gòu)固定螺栓進行緊固，并將分閘線圈鐵芯頭部挫短了1-2mm，從而將分閘半軸角度進行略微調(diào)整，使合閘狀態(tài)下分閘保持摯子在半軸上搭接的位置更深。經(jīng)此調(diào)整后又反復(fù)分合閘試驗，拒合現(xiàn)象消失。

1.5 同類型設(shè)備運維指導(dǎo)

在對同類型設(shè)備進行檢查維護時，應(yīng)將機構(gòu)外殼取掉，檢查機構(gòu)內(nèi)部改滾輪有無明顯變形或損壞，同時檢查機構(gòu)下方地面有無碎裂的機械部件。如下圖所示。

圖3 分閘線圈震動導(dǎo)致開關(guān)機構(gòu)一合即跳

對開關(guān)進行特性試驗，應(yīng)注意到其分合閘時間的變化趨勢，當分合閘時間接近或者超過標準值上限時，應(yīng)考慮分合閘彈簧是否產(chǎn)生疲勞。

圖4 滾輪損壞引起的機械部件變形或碎裂

倘若需要緊急送電，而新彈簧備品又沒有及時到位時，可以在彈簧下方加增高墊，但是此方法不能徹底解決彈簧疲勞問題，故障可能再次出現(xiàn)。

有厚度不同的增高墊可選用，包括5mm/2mm/1mm等。

圖5 在彈簧下方加增高墊，可增加彈簧彈力

2 結(jié)束語

綜上所述，該類型開關(guān)機構(gòu)故障的原因有如下幾點：

（1）“彈簧疲勞”是引起開關(guān)特性試驗數(shù)據(jù)的最直接因素，進而引起儲能等一些列故障現(xiàn)象的出現(xiàn)；（2）從廠家角度，要求其從技術(shù)和管理角度，進一步完善滾輪選材和裝配制造的工藝控制措施并提供完善后滾輪裝配作業(yè)指導(dǎo)書、工藝質(zhì)檢及驗證試驗報告等；（3）從設(shè)備運維角度，應(yīng)加強該類型開關(guān)的定期檢查維護，防拒動檢查工作，發(fā)現(xiàn)類似問題及時處理。