220kV SF6斷路器事故原因分析及處理方法

周壹鋒

摘要：220kV SF6斷路器屬于高壓開關(guān)設(shè)備，有兩種定義：能夠關(guān)合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流，并能關(guān)合、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載和開斷異?；芈窏l件（包括短路條件）下的電流的開關(guān)裝置；用以切斷或關(guān)合高壓電路中工作電流或故障電流的電器，然而斷路器實(shí)際運(yùn)行中可能出現(xiàn)故障。文章對SF6斷路器故障成因以及處理對策進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：220kV SF6斷路器；故障成因；處理對策；高壓開關(guān)設(shè)備；異?；芈?；電力故障 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM561 文章編號：1009-2374（2016）21-0071-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.21.034

220kV SF6斷路器通常采用液壓操作機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)原理示意圖見圖1所示，該機(jī)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中體現(xiàn)出一定的優(yōu)勢，具體體現(xiàn)在輸出功率較大、動作靈敏、運(yùn)行安全、穩(wěn)定。然而實(shí)際的設(shè)計(jì)與維護(hù)等過程中很容易出現(xiàn)故障問題，會影響整個(gè)斷路器的運(yùn)行，影響其功能與作用的發(fā)揮，液壓機(jī)構(gòu)故障時(shí)SF6斷路器常見的故障，必須引起充分的重視，深入分析故障原因，并采取科學(xué)的解決策略。

1 故障概況

2015年8月，某220kV變電站內(nèi)線路出現(xiàn)單相接地故障，其中B相跳開，斷路器沒有跳開，I線出現(xiàn)C相跳閘，而A/B兩相卻保持正常。保護(hù)動作基本狀態(tài)：I線223開關(guān)高閉出口發(fā)出動作。

2 事故檢查

2.1 一次設(shè)備的檢查

I段母線上面的各項(xiàng)電氣設(shè)備沒有異常，未出現(xiàn)放電閃絡(luò)問題，此線中的斷路器都處于分閘處，經(jīng)檢測其液壓機(jī)構(gòu)也處于常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)，壓力無異常。避雷器也沒有發(fā)出任何的非常規(guī)信號。檢修工作者開始圍繞故障線路I線上的斷路器進(jìn)行深入檢查，具體的檢查項(xiàng)目：分閘線圈中的直流電阻、電壓等，經(jīng)檢查沒有異常，然而同期性測試時(shí)卻出現(xiàn)了A/B/C相不同期現(xiàn)象。

2.2 二次設(shè)備的檢查

維修者圍繞I線保護(hù)展開了傳動實(shí)驗(yàn)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)：I線雙高頻保護(hù)各自跳合，每一相的斷路器都處于正常運(yùn)行狀態(tài)，其信號也無任何異常，各個(gè)分閘、合閘線圈的對地絕緣電阻也處于正常數(shù)值，永跳繼電器能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其返回的電壓也正常。

3 事故分析與處理

前面的檢查結(jié)果得出：斷路器A/B/C三相不同期，彼此間存在一定差距，可以大致判斷出問題來自于液壓系統(tǒng)，其管道故障概率最大，通過分解液壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行深入分析得出：

第一，二級閥的滑動密封圈采用了特殊的質(zhì)地，具體為：橡膠，由于長期的使用，其彈性度下降，同剛安裝時(shí)相比，彈性壓縮功能顯著降低，密封圈無法延伸到凹陷部位，使得密封度下降，從而導(dǎo)致分閘與合閘無法同步進(jìn)行。

第二，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，二級閥同下閥體連接部位的金屬線不平順、不平滑，質(zhì)地也不均，多種跡象表明：由于液壓機(jī)中的小部件故障的累計(jì)最終使得液壓機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)失靈，打空壓或反復(fù)打壓現(xiàn)象，其合閘操作也受到了不良影響。如果上閥口和金屬密封線沒能勻稱地結(jié)合一致，如圖2所示，則會造成斷路器反復(fù)打壓。

經(jīng)綜合分析能夠判斷得出：這一故障出現(xiàn)主要是因?yàn)閿嗦菲饕簤簷C(jī)構(gòu)出現(xiàn)異常故障，問題主要出現(xiàn)在二級閥，其口部沒能嚴(yán)密封存，出現(xiàn)了內(nèi)部油體泄漏，導(dǎo)致開關(guān)的分閘遲遲不能發(fā)出動作，也就無法保護(hù)出口。

根據(jù)分析結(jié)果，為了進(jìn)一步預(yù)防斷路器操作時(shí)間超出常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，控制液壓機(jī)構(gòu)反復(fù)打壓的問題，決定更換整個(gè)線路上斷路器的液壓機(jī)構(gòu)，通過更新設(shè)備來消除故障，從而維護(hù)系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

4 SF6斷路器常發(fā)性事故與對策

4.1 微水含量超標(biāo)故障及對策

變電站內(nèi)的4條220kV線路均采用的是SF6開關(guān)，三個(gè)開關(guān)各自配置于一個(gè)公用支架，并安裝了一個(gè)液壓操作柜，達(dá)到三級液壓聯(lián)動的目的。在例行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，滅弧室中SF6氣體水分含量超標(biāo)，影響了開關(guān)的絕緣性與功能的發(fā)揮。特別是其中的1113開關(guān)，其B/C相滅弧室中的微水含量嚴(yán)重超標(biāo)，意味著SF6開關(guān)處于潮濕狀態(tài)，亟待處理和解決。

4.2 故障的科學(xué)處理

導(dǎo)致SF6開關(guān)微水含量超標(biāo)的原因有內(nèi)外兩大方面，所以要從內(nèi)外方面入手來解決處理。

第一，外部處理措施。更換抽真空管，并對關(guān)鍵性設(shè)備，例如減壓閥、三通連管等實(shí)施烘干處理，使其重新回歸干燥狀態(tài)，并用真空計(jì)來檢查、探測抽真空管的真空水平，重新沖入N2，并著重檢查泄漏點(diǎn)，對存在泄漏的部位，重新實(shí)施換墊處理。

第二，內(nèi)部因素處理。由于SF6微水含量超標(biāo)，其內(nèi)部絕緣部件已經(jīng)受損，所以對開關(guān)實(shí)施全天候的抽真空處理，同時(shí)維持30Pa的低真空度，再向其內(nèi)部填充純度較高的N2，達(dá)到0.5MPa，同時(shí)做出了精細(xì)的檢查與監(jiān)測后，發(fā)現(xiàn)開關(guān)逐漸走向正常的運(yùn)行狀態(tài)。

4.3 氣體泄漏及對策

斷路器工作過程中，SF6氣體很可能發(fā)生泄漏，此時(shí)氣壓將驟然下降，從而造成危險(xiǎn)隱患。失去了絕緣氣體的保護(hù)，斷路器則很可能出現(xiàn)爆炸危險(xiǎn)，更嚴(yán)重的是流入空氣中的氟化硫氣體含有毒性，會損害人體健康，帶來人身事故危機(jī)。

事故成因：密封墊變質(zhì)、腐化，瓷套完整度下降，出現(xiàn)裂痕，管道失去良好的密封度以及其他的設(shè)備未能牢固接觸等。

解決對策：確認(rèn)SF6氣體泄漏，首先要疏散人流，防止人扎堆、聚集，維護(hù)人身安全；其次則要及時(shí)搶修，需要專業(yè)搶修人員穿上防護(hù)設(shè)備開展搶修，再通過檢漏儀來深入細(xì)致地檢查泄漏點(diǎn)，并做好補(bǔ)氣工作。

4.4 接觸電阻故障及措施

引發(fā)接觸電阻故障的因素相對復(fù)雜，例如觸頭外部遭到腐蝕或者有污染性物質(zhì)附著于觸頭表層，接觸壓力降低，導(dǎo)致電流流通時(shí)，觸頭發(fā)熱，附近的絕緣層遭到腐蝕灼燒，從而出現(xiàn)熔化、斷裂等現(xiàn)象，導(dǎo)致斷路器最終無法像以前一樣跳閘，還會出現(xiàn)拒動問題。

必須做好檢修工作，重點(diǎn)檢測接觸電阻，同時(shí)還要檢查斷路器一次導(dǎo)電回路能否處于常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

4.5 液壓操作系統(tǒng)壓力失常及對策

對于液壓操作系統(tǒng)來說，其油體壓力應(yīng)該在31.7～32.8MPa，檢查過后如果發(fā)現(xiàn)油壓過高或過低，則意味著已經(jīng)出現(xiàn)了故障傾向。

導(dǎo)致系統(tǒng)壓力失常的原因很多，主要來自于油回路故障、電氣回路故障等，對此可以采取以下解決對策：

第一，深入查看各項(xiàng)開關(guān)以及相關(guān)設(shè)備，例如接觸器等，檢查觸點(diǎn)有無損壞。同時(shí)檢查接觸器，分析其是否存在非正常運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象，檢查其表層有無污漬、灰塵等，做好清理工作。

第二，檢查儲存器。查看其是否存在N2泄漏現(xiàn)象，以及其內(nèi)部是否粗糙，同時(shí)也要及時(shí)調(diào)換密封圈。

第三，檢查壓力表。分析其運(yùn)轉(zhuǎn)有無失靈，誤測量等現(xiàn)象，當(dāng)發(fā)現(xiàn)其無法準(zhǔn)確測壓時(shí)則要考慮更新壓力表。

5 SF6斷路器故障的防范措施

第一，做好維修與保養(yǎng)。斷路器經(jīng)過長時(shí)間的工作，受到內(nèi)外因素的影響難免會出現(xiàn)各種問題，應(yīng)該按照設(shè)定的程序、規(guī)范做好定期的維護(hù)與保養(yǎng)工作，同時(shí)每年都要檢查一次液壓機(jī)構(gòu)管道，查看是否出現(xiàn)泄漏問題，元件是否受損，根據(jù)漏油的實(shí)際情況、具體特征等來有針對性地擦拭，并將管道接頭部分?jǐn)Q牢、固定緊，同時(shí)須及時(shí)更新密封圈。同時(shí)也要重點(diǎn)圍繞貯壓器進(jìn)行核查，檢查其預(yù)壓力，通過觀察油泵打壓過程中預(yù)壓力的升降值，來分析預(yù)壓力是否正常，當(dāng)發(fā)現(xiàn)預(yù)壓力<14MPa，則意味著可能出現(xiàn)了N2泄漏故障，要及時(shí)分析并檢查原因，并及時(shí)做好維修、更新等工作。

第二，根據(jù)科學(xué)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)來檢查SF6氣體，分析其微水含量，同時(shí)做好泄漏狀況的檢查工作，一旦有超?，F(xiàn)象，則要必須做出處理，由于四氟化硫氣體有毒性，不能任意排放，而是要按照科學(xué)的方法加以回收，維護(hù)外界安全。

第三，如果所采用的SF6斷路器的型號較為古老，其實(shí)際工作過程中很容易出現(xiàn)故障問題，對此要加大檢查與監(jiān)測力度，可以按照生產(chǎn)廠家提供的使用說明來進(jìn)行逐步排查，確保其處于常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)。

第四，定期對斷路器進(jìn)行大規(guī)模檢修，重點(diǎn)檢查液壓機(jī)構(gòu)，查看其分閘、合閘的閥門、閥針等有無異常，例如是否出現(xiàn)了松弛、錯(cuò)位、變形等現(xiàn)象。

第五，運(yùn)行與維修人員必須對斷路器液壓機(jī)構(gòu)的各個(gè)數(shù)值、參數(shù)等有所掌握。其中油泵啟動時(shí)，需要達(dá)到的壓力為31.6MPa，相反，停運(yùn)時(shí)壓力則要達(dá)到27.8MPa。

第六，必須經(jīng)常檢查壓力表以及繼電器，要盡量讓繼電器的溫度處于恒定狀態(tài)。

6 結(jié)語

220kV SF6斷路器在實(shí)際運(yùn)行中常出現(xiàn)故障問題，故障成因相對復(fù)雜，必須加大常規(guī)的養(yǎng)護(hù)力度，采用科學(xué)的養(yǎng)護(hù)措施，加大養(yǎng)護(hù)成本投入。為了確保斷路器按照常規(guī)運(yùn)行，應(yīng)該制定制度，定期檢修。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：王 波）