一起組合電器SF6斷路器分閘機械特性不合格分析處理

余 聰

（國網(wǎng)青海省電力公司超高壓公司，青海 西寧 810021）

0 引言

高壓斷路器的電氣和機械性能應適應電力系統(tǒng)各種運行環(huán)境。其中斷路器的分、合閘時間及同期性是斷路器的重要機械特性參數(shù)，對斷路器的性能有著直接影響。分閘時間過長會增加滅弧時間，導致觸頭燒損，嚴重的甚至會引起斷路器爆炸。而分閘時間同期不合格，易造成主變或輸電線路非全相切斷，產(chǎn)生對絕緣有較大危害的操作過電壓。按照國家有關標準規(guī)定，斷路器在交接試驗、例行試驗及大修后，都要求測試斷路器機械特性。

分閘時間定義為，由發(fā)布分閘命令起到滅弧觸頭剛分離的一段時間。分閘同期性主要是指三相之間的不同期性。

1 缺陷概況

某110 kV變電站為戶外GIS變電站，其110 kV設備型號為ZF11-252（L）型組合電器。檢修人員對267號回路設備進行停電例行預試、定檢工作，當進行267號斷路器機械特性試驗時，發(fā)現(xiàn)斷路器三相分閘時間及同期不合格。圖1是分閘試驗波形，分閘時間和同期見表1。

表1 分閘同期試驗數(shù)據(jù)

圖1 分閘試驗波形

從試驗數(shù)據(jù)看，C相分閘時間遠遠超出合格范圍，同期值也遠達不到要求。

2 分析處理

一般情況下，分閘機械特性不滿足要求，可能造成的原因有：一是分閘電磁鐵頂桿與分閘掣子位置不合適；二是分閘彈簧疲勞；三是開距或超程不滿足要求。上述任何一種情況都會給斷路器的運行帶來隱患，同時也將增加檢修的工作量。為準確判斷設備狀況，從以下幾個方面進行深入的分析。

2.1 試驗儀器方面

267號斷路器C相分閘時間已超出合理值范圍，對此首先懷疑是C相數(shù)據(jù)采集線接觸不良造成的。在調(diào)整C相數(shù)據(jù)線之后，重復做了兩次試驗，試驗結(jié)果仍然不合格，C相分閘時間在250 ms左右波動。在三相分閘同期試驗之前已做過單相的低電壓跳合試驗和單相同期試驗，試驗數(shù)據(jù)均在合格范圍內(nèi)，也就是說，單相分閘時間是合格的，但三相同時分閘時，C相分閘時間及同期卻不合格。

再將A、B相的數(shù)據(jù)線與C相數(shù)據(jù)線分別進行調(diào)換，試驗結(jié)果仍然是C相分閘時間不合格（250 ms左右），由此判斷試驗儀器設備是正常的。為進一步排除儀器設備方面的因素，更換了一臺不同廠家的設備及數(shù)據(jù)線，試驗結(jié)果仍與之前相似。

2.2 操動機構因素

排除試驗設備及數(shù)據(jù)線的問題后，造成分閘不同期的因素只能是來自于斷路器本體。而C相單獨的低電壓跳合試驗數(shù)據(jù)又是合格的，說明C相的分、合閘線圈沒有問題，無需對分閘線圈進行調(diào)整。

ZF11-252（L）型斷路器為液壓操動機構，液壓操動機構的工作模塊按油缸活塞差壓原理操作，液壓的大小對分、合閘時間也會產(chǎn)生一定的影響。經(jīng)檢查，斷路器各相的液壓值均位于額定值，蝶閥儲能也正常。ZF11-252（L）型斷路器分閘時，轉(zhuǎn)換閥轉(zhuǎn)換至分閘位置，使操作活塞底端與低壓油腔相連，操作活塞向分閘位置移動，促使斷路器分閘[4]。通過分析斷路器分閘過程得知，通過調(diào)節(jié)分閘節(jié)流螺釘可對分閘時間進行調(diào)整。調(diào)整C相的分閘節(jié)流螺釘后，同期試驗中C相分閘時間與之前試驗結(jié)果相比僅有幾ms的變化，結(jié)果仍遠遠超出正常范圍。

2.3 分閘同期波形圖分析

分析了幾處常見的影響分閘同期時間的因素之后，問題仍未得到解決。分析重點轉(zhuǎn)移至分閘同期波形圖上。

2.3.1 外部信號干擾

從圖1可以看出，在分閘指令發(fā)出后，A、B、C三相幾乎同時完成分閘動作，但是C相在分閘后，波形又經(jīng)過3次波動，在250 ms附近又顯示出合閘的波形狀態(tài)。從波形圖上看，C相在分閘同期試驗中似乎經(jīng)歷過3次分合閘的過程，而三相分閘動作聲音都比較一致，C相并沒有明顯的多次分合閘動作聲音，懷疑是C相數(shù)據(jù)采集線受到外部信號干擾。

之前C相數(shù)據(jù)線的接線是從斷路器的C相一側(cè)接至26740號地刀C相上部，現(xiàn)將C相的數(shù)據(jù)線從斷路器的A相一側(cè)接至26740號地刀C相上部，以此方式來躲避外部信號對C相數(shù)據(jù)線的干擾，但試驗結(jié)果與之前無太大差別。由此排除外部信號干擾的因素。

2.3.2 接地干擾

分析方向又重新回到波形圖上。歷次試驗中，C相的分閘同期波形圖上都會有3至5個不等的上升下降波形，并且波形出現(xiàn)的位置也不盡相同。

由于各相低電壓試驗數(shù)據(jù)均合格，從一開始便排除了接地的問題，因為若是接地的話，C相應當無法采集到試驗數(shù)據(jù)。對于目前情況只能是懷疑26740號地刀C相的上部存在不穩(wěn)定的對地導通。

26740號地刀導流排拆除后，26740號地刀機構箱應同地刀上部導通，同時對地不通；用萬用表測量通斷情況后發(fā)現(xiàn)，實際情況是26740號地刀機構箱對地導通，同時地刀上部也對地導通，但導通現(xiàn)象不穩(wěn)定。經(jīng)過多次測量查找通導原因，逐漸將疑點轉(zhuǎn)移至地刀機構箱的二次插拔上。如圖5所示，在拆除二次插拔頭后，對地導通現(xiàn)象完全消除，分閘線圈1和分閘線圈2的分閘同期試驗數(shù)據(jù)均合格。

圖2 二次插拔頭拆除

進一步檢查地刀機構箱上的二次插拔頭后發(fā)現(xiàn)，二次插拔頭內(nèi)層是金屬屏蔽層設計，該金屬屏蔽內(nèi)層同插拔頭基座的邊緣接觸，如圖3所示。

圖3 二次插拔頭結(jié)構圖

金屬屏蔽內(nèi)層又通過金屬環(huán)連接了金屬波紋管，如圖4所示。

圖4 二次插拔頭金屬環(huán)與波紋管相連

對電纜盒開蓋檢查后發(fā)現(xiàn)，金屬波紋管并未整管穿管，波紋管的斷口處理也比較草率。如圖5所示。

圖5 電纜盒開蓋后檢查情況

3 結(jié)語

廠方給出的解釋為此次情況是機構電纜護套管有局部破損，在斷路器操作時，由于本體振動，電纜護套會出現(xiàn)瞬間接地現(xiàn)象，造成電流信號分流，對試驗結(jié)果產(chǎn)生干擾，出現(xiàn)分閘時間異?，F(xiàn)象。

開蓋檢查發(fā)現(xiàn)，電纜護套并未破損，當機構發(fā)生震動時，波紋管斷口碰觸到金屬外殼便會發(fā)生接地現(xiàn)象，導致試驗回路的旁路產(chǎn)生，從而復審試驗數(shù)據(jù)不合格的現(xiàn)象。廠家設計插拔頭金屬屏蔽內(nèi)層的功能并沒有實現(xiàn)，反而由于其施工工藝不合格，影響斷路器機械特性試驗。

今后在對同類設備進行驗收時，應加強隱蔽工程環(huán)節(jié)的驗收，減少不必要的停電。