220kVSF6斷路器分閘不成功原因分析及措施

陳顯賀

摘要：SF6斷路器是切斷或閉合高壓回路的電氣設(shè)備，在電網(wǎng)中具有保護與控制的雙重作用，結(jié)構(gòu)大體分為：導(dǎo)流部分、絕緣部分、操作機構(gòu)部分。液壓操動機構(gòu)是斷路器操動機構(gòu)的一種，具有分合閘平穩(wěn)、機械特性配合好等優(yōu)勢，多應(yīng)用于高電壓等級的斷路器中。液壓機構(gòu)在斷路器分合操作中必須在規(guī)定時間內(nèi)以驅(qū)動滅弧機構(gòu)將電網(wǎng)斷開和關(guān)合以保障電網(wǎng)的正常安全運行。本文結(jié)合某SF6斷路器分閘故障實例，對220kVSF6斷路器分閘不成功原因進行分析。

關(guān)鍵詞：220kv SF6斷路器分閘;不成功;

1 SF6斷路器概述

1.1 SF6斷路器的分類

SF6 斷路器，是以SF6氣體為絕緣介質(zhì)的斷路器。它與空氣斷路器同屬于氣吹斷路器，不同之處在于：①工作氣壓較低;②在吹弧過程中，氣體不排向大氣，而在封閉系統(tǒng)中循環(huán)使用。由SF6斷路器的結(jié)構(gòu)不同可以將其分為瓷柱式SF6斷路器、落地罐式SF6斷路器。瓷柱式SF6斷路器的滅弧裝置主要安置在支持瓷套的頂部，在操作過程中主要根據(jù)絕緣桿進行控制，落地罐式SF6斷路器的滅弧裝置在接地金屬罐的中心，通過標準的絕緣件對其進行有效支撐，兩種SF6斷路器的優(yōu)缺點如表1所示。

1.2 SF6斷路器滅弧原理

SF6斷路器滅弧首先要利用操作機構(gòu)，例如絕緣桿，通過其拉桿作用使得動觸頭、壓力缸和絕緣噴嘴進行運動，從而會在壓力活塞與壓氣缸之間形成一個壓力。在觸頭分離的過程中會出現(xiàn)電弧，此時在壓力的作用下壓氣缸中的六氟化硫氣體將電弧熄滅，此時觸頭處于分閘位置，且整個滅弧過程均是在分閘過程中完成的。由此可見，SF6斷路器的滅弧原理十分簡單。

2 220kv SF6斷路器分閘不成功故障實例探討

2.1案例概況

某22Okv變電站采用的是SF6斷路器，此類斷路器的結(jié)構(gòu)特征為：雙斷口帶并聯(lián)電容器構(gòu)造。220kv變電站線路A相突現(xiàn)隱患，故障危機出現(xiàn)，在這期間斷路器出現(xiàn)了保護動作跳閘，同時引發(fā)了與之相關(guān)的其他斷路器主保護的跳閘問題，在這期間SF6中的故障電流依然存在，未能切除，而且保護程序已經(jīng)開啟。同時，220kv二母線電壓消失，對應(yīng)的故障電流也逐步消失。

2.2 現(xiàn)場檢查與試驗

2.2.1 斷路器常規(guī)試驗

某斷路器發(fā)生故障后，試驗人員立即到現(xiàn)場開展檢查，發(fā)現(xiàn)斷路器外觀正常，三相均處于“分閘”指示位置。查看保護裝置的故障錄波圖，發(fā)現(xiàn)某斷路器A相一直存在連續(xù)的故障電流，直到母聯(lián)斷路器和2號主變斷路器保護跳閘后故障電流才消失。為了查找故障原因，試驗人員對某斷路器進行了回路電阻、氣體成分等常規(guī)試驗?；芈冯娮柙囼灁嗦菲鲗?dǎo)電回路的電阻主要取決于動、靜觸頭2015年第38卷第6期Vol.38No.6的接觸電阻，接觸電阻的存在會增加導(dǎo)體通電時的損耗，使接觸處的溫度升高，從而影響斷路器的載流能力以及切斷電流的能力。本次試驗采用直流壓降法，用大電流測量，解決了氧化薄膜導(dǎo)致測量誤差大的問題。

2.2.2斷路器現(xiàn)場檢查

（1）斷路器現(xiàn)場檢查，重點對SF6斷路器中的SF6氣體的分解產(chǎn)物加以檢查、測試，具體檢測項目包括：露點（℃）、微水含量、HZs、502、CO（uL/L）。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)：A相SF6內(nèi)部的二氧化硫、硫化氫的含量都偏離了常規(guī)數(shù)值，余下的各種成分則相對處于正常值范圍。

（2）斷路器解體檢查，絕緣拉桿頂端鏈接位置出現(xiàn)了脫落、松動的現(xiàn)象，而且拉桿上半部分的螺紋依然處于接頭中，卻找不到豁膠的痕跡，經(jīng)觀察可以確定拉桿和接頭二者徹底脫離開來，無法豁結(jié)在一起，甚至能夠靈活轉(zhuǎn)動，開啟滅弧室，仔細檢查看到其中出現(xiàn)了大規(guī)模的粉狀物，經(jīng)過科學(xué)的檢查鑒定得出：是電弧出現(xiàn)時，S6F遇到高溫將被分解，從而形成粉狀物。經(jīng)過仔細分析得出：短路電流始終流經(jīng)兩類觸頭，使得電弧持續(xù)出現(xiàn)，而且滅弧室中存在電弧，其能電離出一定的氣體，從而造成了靜觸頭、動觸頭被灼燒，出現(xiàn)了受損現(xiàn)象。

（3）解體檢修時，環(huán)境的空氣相對濕度不得大于80%，工作場所應(yīng)干燥、清潔，并應(yīng)加強通風(fēng);檢修人員應(yīng)穿尼龍工作衣帽，戴防毒口罩、風(fēng)鏡，使用乳膠薄膜手套;工作場所嚴禁吸煙工作間隙應(yīng)清洗手如面部，重視個人衛(wèi)生。

（4）斷路器解體中發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)有白色粉末狀的分解物時，應(yīng)用吸塵或柔軟衛(wèi)生紙拭凈，并收集在密封的容器中深埋，以防擴散。切不可用壓縮空氣吹或用其他使粉末飛揚的方法清除。

（5）斷路器的金屬部件可用清洗劑或汽油清洗。絕緣件應(yīng)用無水酒精或丙酮清洗。密封件不能用汽油或氯仿清洗。一般應(yīng)全部換用新的。

（6）斷路器容器內(nèi)的吸附劑應(yīng)在解體檢修時更換，換下的吸附劑應(yīng)妥善處理防止污染擴散。新?lián)Q上的吸附劑應(yīng)先在200～300℃的烘箱中烘燥處理12小時以上，待自然冷卻后立即裝入斷路器，要盡量減少在空氣中的暴露時間。吸附劑的裝入量為充入斷路器的SF6氣體質(zhì)量的1/10。

2.4 分閘不成功的成因分析

經(jīng)過以上各種測試、檢驗后，結(jié)合sF6氣體分解產(chǎn)物的檢測能夠得出以下結(jié)論：s6F斷路器的故障源自其A相，具體故障成因為：螺旋鏈接脫落，使得絕緣拉桿無法同頂端連桿牢固、緊密地鏈接在一起，這就使得分閘、合閘操作中，絕緣拉桿出現(xiàn)了自旋轉(zhuǎn)、靈活自轉(zhuǎn)問題，導(dǎo)致機構(gòu)傳遞過程中出現(xiàn)了虛位，而且造成靜觸頭、動觸頭的分閘不能徹底進行，為故障電流的傳遞提供了可乘之機。所謂的故障成因的判斷也相對復(fù)雜，單純通過觀察分閘時間、交流耐壓試驗等來對故障成因做出簡單的判斷也是相對不客觀、不合理的，例如：分閘同期性試驗不能真實地體現(xiàn)出斷路器分閘不到位問題，更重要的是設(shè)備自身也有一定的絕緣余度。

2.5 故障解決對策

針對發(fā)現(xiàn)的問題，對某斷路器A相絕緣拉桿連接部位進行了處理，在絕緣拉桿的連接部位增加了銷釘，并確保粘膠完好，使絕緣拉桿與上端接頭緊固連接。針對220kV斷路器分閘不成功故障，對斷路器進行了常規(guī)試驗、斷路器解體檢查，最終查明故障原因并進行了處理。為了預(yù)防類似故障的再次發(fā)生，提出以下建議：將故障斷路器A相本體進行更換，并對同型號的斷路器做好標記和巡查，按照本文提出的方法進行技術(shù)改造。對于斷路器三相試驗數(shù)據(jù)，檢修試驗人員不僅要進行橫向?qū)Ρ?，還要與歷年試驗數(shù)據(jù)進行縱向分析。運維人員應(yīng)按規(guī)程要求對檢修后的設(shè)備進行測試，并通過紅外測溫、紫外成像等技術(shù)手段對設(shè)備進行特巡特維。

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