某變電站斷路器跳閘故障處理

摘要：造成斷路器跳閘故障有多種因素。通過SF6氣體成分測(cè)試儀，闡述了一起由于制造及安裝工藝不合格造成的跳閘事故處理，及時(shí)安排檢修，避免故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。

關(guān)鍵詞：斷路器;故障處理;成分測(cè)試

引言

隨著電力技術(shù)的發(fā)展，各種新材料新設(shè)備被廣泛應(yīng)用到電力行業(yè)中。SF6氣體絕緣全封閉組合電器（簡(jiǎn)稱GIS設(shè)備）由于其能量空間密度大、安全可靠性高、絕緣性能優(yōu)越、占地空間小等優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)中廣泛采用，有效的提高了電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行性能。但是，GIS設(shè)備的元器件密封在壓力容器中也給故障定位和檢修工作帶來困難。目前對(duì)GIS設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)的檢測(cè)方法主要是利用超聲波局部放電檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)波形異常，再使用SF6氣體成分測(cè)試儀進(jìn)一步確定故障點(diǎn)。

1.斷路器跳閘情況概述

2010年6月，深圳某220kV變電站110kV#2線786開關(guān)事故跳閘。跳閘后786保護(hù)裝置顯示距離I段和零序過流I段保護(hù)動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)間20ms，距離保護(hù)動(dòng)作電流值為92.25A（一次電流為11070A），零序保護(hù)電流動(dòng)作值為64.08A（一次電流為7689.6 A），故障測(cè)距為0km，重合閘為停用狀態(tài)。檢修人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，利用SF6氣體成分測(cè)試儀對(duì)786間隔5個(gè)氣室逐一進(jìn)行了氣體成分檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)7863隔離開關(guān)（G93）氣室的HS及SO₂氣體成分嚴(yán)重超標(biāo)，初步判斷該氣室有放電跡象，需聯(lián)系廠家技術(shù)人員，安排停電解體檢修工作。

2.故障原因分析

根據(jù)氣體成分測(cè)試儀確定的故障點(diǎn)，廠家技術(shù)人員對(duì)7863氣室進(jìn)行了解體檢查。在打開7863氣室的蓋板后發(fā)現(xiàn)，氣室內(nèi)已經(jīng)布滿了粉塵及絕緣材料的碎屑，并且在分閘狀態(tài)下，A、C兩相的觸頭為斷開狀態(tài)，而B相觸頭卻仍然處于合閘狀態(tài)。經(jīng)過進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，7863隔離開關(guān)的B相絕緣拉桿已經(jīng)不知去向，因此初步判定氣室內(nèi)發(fā)現(xiàn)的絕緣材料碎屑即為被電弧燒毀的絕緣拉桿。氣室內(nèi)的具體情況見圖1。

圖2為無故障合閘狀態(tài)下的隔離開關(guān)氣室內(nèi)部，通過和圖1的對(duì)比，可以更直觀地看出故障所在：氣室內(nèi)充滿粉塵、B相絕緣拉桿損壞、氣室表面有放電痕跡。

圖3為拆卸下來的B相隔離開關(guān)，可以看到明顯的放電痕跡。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的觀察和分析，可以初步判定是由于B相絕緣拉桿的某個(gè)位置絕緣薄弱，在高電壓的長期作用下致使其絕緣受損，而最終導(dǎo)致絕緣拉桿整體被擊穿燒毀。為了進(jìn)一步明確事故原因，公司和廠家技術(shù)人員對(duì)絕緣拉桿的碎屑進(jìn)行了分析，如圖4所示。可以從絕緣拉桿的碎片中看到細(xì)微的暗紋，而所有絕緣拉桿的外觀在出廠前均經(jīng)過了嚴(yán)格的檢查。由此可以推斷，在安裝過程中，絕緣拉桿的某一點(diǎn)（或某一部分）的受力不均勻（如絕緣拉桿在安裝的過程中沒有完全插入固定槽的底部，或者安裝角度出現(xiàn)偏差），導(dǎo)致這一點(diǎn)（或這一部分）在隔離開關(guān)的操作過程中承受了過高的力，使得受力點(diǎn)附近的絕緣材料表面產(chǎn)生了碎裂暗紋。暗紋的產(chǎn)生削弱了絕緣拉桿的絕緣強(qiáng)度，在高電壓的長期作用下，高壓電場(chǎng)對(duì)這一絕緣薄弱環(huán)節(jié)的破壞產(chǎn)生了積累效應(yīng)，最終導(dǎo)致絕緣拉桿損毀。

另外，公司和廠家技術(shù)人員在絕緣拉桿的碎屑中還發(fā)現(xiàn)了絕緣材料中有氣泡混入的痕跡。絕緣拉桿是由玻璃纖維布纏繞芯棒，并浸入環(huán)氧樹脂液體澆注，固化成型后制成的。其中，環(huán)氧樹脂澆注這一環(huán)節(jié)如果工藝把關(guān)不嚴(yán)，極易混入氣泡。而且一旦制成后，混入其中的氣泡很難被發(fā)現(xiàn)。通過碎屑中發(fā)現(xiàn)的氣泡痕跡，基本可以確認(rèn)絕緣拉桿的玻璃纖維布在與環(huán)氧樹脂澆注過程中有氣泡滲入，或澆合不嚴(yán)密產(chǎn)生了微小的空隙，使得絕緣拉桿某處絕緣薄弱，最終導(dǎo)致絕緣拉桿損毀。

綜上所述，此次故障應(yīng)是制造工藝不良和安裝工藝不良的雙重原因?qū)е隆?/p>

3.對(duì)策及建議

確定故障部位和原因后，廠家技術(shù)人員與檢修人員首先對(duì)氣室內(nèi)的粉

塵和碎屑進(jìn)行了清理，隨后又對(duì)氣室內(nèi)壁進(jìn)行了打磨，保證表面光滑，避免尖端毛刺引起局部放電。最后，在內(nèi)壁表面再刷上絕緣漆。刷漆的過程中同樣也要注意平整度，避免產(chǎn)生毛刺。

在更換了新的絕緣拉桿并經(jīng)回路電阻測(cè)試儀測(cè)試合格后，7863隔離開關(guān)及其它相關(guān)設(shè)備投入運(yùn)行。隨后值班員再一次進(jìn)行了SF₆氣體成分測(cè)量，結(jié)果表明故障特征氣體的SO₂、H₂S及HF含量均為0μL/L。一個(gè)月后，值班員又使用超聲波局部放電測(cè)試儀對(duì)7863及其相鄰氣室的局放情況進(jìn)行了復(fù)測(cè)，波形無異常。廠家人員同時(shí)書面承諾該220kV變電站內(nèi)其它隔離開關(guān)絕緣拉桿沒有質(zhì)量問題。

可見，通過檢測(cè)故障特征氣體SO₂、H₂S的含量，能檢測(cè)出SF6電氣設(shè)備內(nèi)部的早期故障。為了避免同類故障再次發(fā)生，建議對(duì)該廠家的同類、同時(shí)期生產(chǎn)的隔離開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)視;另外，對(duì)做完耐壓和局放試驗(yàn)、投運(yùn)一周內(nèi)的SF6設(shè)備以及明顯遭受過電壓沖擊的運(yùn)行設(shè)備也應(yīng)檢測(cè)其SO2、H2S等故障特征氣體的含量，以便掌握設(shè)備狀態(tài)，防止事故發(fā)生。

4.結(jié)束語

多項(xiàng)研究成果及資料表明，GIS設(shè)備發(fā)生故障的79%與GIS生產(chǎn)廠和安裝施工單位有關(guān)，而隔離開關(guān)和盆型絕緣子所造成的故障就占了56.6%。因此選擇產(chǎn)品質(zhì)量好的制造廠和素質(zhì)好的施工單位是減少GIS設(shè)備故障率的關(guān)鍵。GIS設(shè)備投入運(yùn)行后，應(yīng)加強(qiáng)超聲波局部放電試驗(yàn)的檢測(cè)力度，尤其要注意對(duì)隔離開關(guān)和盆型絕緣子所在氣室的檢測(cè)。如有氣室經(jīng)多次測(cè)量后波形仍然超標(biāo)、甚至超標(biāo)情況更為嚴(yán)重時(shí)，再用SF6氣體分解物檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，確定故障部位。確定故障部位后應(yīng)立即組織力量進(jìn)行搶修，避免故障范圍擴(kuò)大。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅學(xué)琛.氣體絕緣全封閉組合電器[M].北京：中國電力出版社，2007.