一起LW36-126型SF6斷路器拒分故障分析處理

賀 政，張新生（.國網(wǎng)甘肅省電力公司慶陽供電公司，甘肅 慶陽 745000；.國網(wǎng)甘肅省電力公司臨洮縣供電公司，甘肅 定西 730500）

一起LW36-126型SF6斷路器拒分故障分析處理

賀 政1，張新生2
（1.國網(wǎng)甘肅省電力公司慶陽供電公司，甘肅 慶陽 745000；2.國網(wǎng)甘肅省電力公司臨洮縣供電公司，甘肅 定西 730500）

高壓斷路器在電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行中起著極為重要的作用。介紹了一起LW36-126 型SF6斷路器拒分故障的發(fā)生過程及其表現(xiàn)；論述了故障的危害，分析了故障原因，并進(jìn)行了相應(yīng)處理；最后提出了防范措施，確保斷路器可靠動作。

高壓斷路器；拒分故障；機(jī)械特性；彈簧機(jī)構(gòu)

0 引言

高壓斷路器作為電網(wǎng)中的重要一次設(shè)備，在電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行中起著極為重要的作用。分合閘的可靠性、動作特性是高壓斷路器的重要指標(biāo)。在高壓設(shè)備運(yùn)行管理要求及試驗規(guī)程中，明確要求斷路器必須進(jìn)行分合閘動作的機(jī)械特性測試、分析，作為判斷斷路器運(yùn)行狀態(tài)的重要指標(biāo)。

下面介紹一起高壓斷路器典型拒分故障的發(fā)現(xiàn)、分析及其處理過程，并對同類設(shè)備的檢測、改造提出解決思路和方法。

1 故障過程及表現(xiàn)方式

2015-04-09，某供電公司檢修人員進(jìn)行斷路器機(jī)械特性試驗。首先，斷開該斷路器控制及儲能電源開關(guān)，此時斷路器處于操作機(jī)構(gòu)已儲能、斷路器分閘狀態(tài)。試驗時，發(fā)現(xiàn)1臺110 kV斷路器合閘時間明顯超標(biāo)；分閘時，分閘線圈不動作，分閘失敗。

故障斷路器型號為LW36-126/T3150-40，采用彈簧儲能機(jī)構(gòu)， 2003年11月出廠，2003年12月投運(yùn)。故障發(fā)生后，對斷路器機(jī)械特性進(jìn)行了測試，數(shù)據(jù)如表1所示。

機(jī)械特性測試分閘失敗后，隨即對該斷路器操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查，并采用手動方式分閘操作（手動擊打分閘脫扣器），同樣失敗，斷路器不能分閘。

表1 第1次機(jī)械特性測試數(shù)據(jù) ms

此時，斷路器處于操作機(jī)構(gòu)未儲能、斷路器合閘狀態(tài)，且電動、手動分閘均不成功。隨后，工作人員采用手動儲能的方法對該斷路器進(jìn)行儲能。在儲能過程中，斷路器再次合閘動作；動作后，可以實現(xiàn)分閘操作。為準(zhǔn)確判斷故障，之后又進(jìn)行了多次合、分閘操作試驗，再次出現(xiàn)電動、手動操作都不成功的現(xiàn)象，且概率占到70 %左右。故障現(xiàn)象均為合閘可以操作，分閘不成功；當(dāng)再次儲能時，斷路器第2次合閘，之后可以分閘。

通過上述故障表現(xiàn)及多次操作驗證，初步判斷為斷路器合閘過程中，第1次合閘不到位，導(dǎo)致分閘失敗；在隨后的儲能過程中第2次合閘，方可合閘到位，具備分閘條件。

2 故障危害

目前，電網(wǎng)采用的彈簧操作機(jī)構(gòu)的SF6斷路器，均為合閘后儲能電機(jī)啟動，為下一次合閘做能量準(zhǔn)備。此類故障的存在，會帶來以下嚴(yán)重后果。

（1） 合閘時間過長，會造成剛合速度降低，導(dǎo)致觸頭出現(xiàn)“熔焊”現(xiàn)象，加速斷路器老化；并會造成斷路器預(yù)擊穿時間過長，滅弧室內(nèi)部壓力增大，影響斷路器密封及絕緣性能。

（2） 斷路器合閘后，第1次合閘不到位，導(dǎo)致分閘失敗，在隨后的儲能過程中第2次合閘，方可合閘到位，具備分閘條件。在運(yùn)行中，這種情況會導(dǎo)致嚴(yán)重后果。根據(jù)斷路器運(yùn)行狀態(tài)不同，有以下2種情況。

① 斷路器從停止運(yùn)行轉(zhuǎn)運(yùn)行過程中，當(dāng)斷路器合閘至故障線路時，在保護(hù)裝置動作出口的情況下，斷路器需要立即分閘。但是，由于斷路器未合閘到位，不能執(zhí)行分閘操作而拒分閘，將造成越級跳閘。

② 斷路器正常（合閘到位）運(yùn)行時，如線路發(fā)生故障，斷路器可正確跳閘。但110 kV線路均投入線路重合閘保護(hù)，在保護(hù)裝置的作用下，斷路器重合閘動作。如果斷路器重合但未合到位，且又合于永久故障線路，則又會重現(xiàn)上述第1種事故后果（拒分、越級跳閘）。

以上2種事故，均會導(dǎo)致越級跳閘，擴(kuò)大事故停電范圍，嚴(yán)重的還會引起斷路器爆炸。

（3） 斷路器2次合閘，會影響機(jī)構(gòu)部件的強(qiáng)度，加劇斷路器的震動，加速斷路器的機(jī)械老化，縮短其使用壽命。

3 故障原因分析

故障發(fā)現(xiàn)后，對斷路器操作機(jī)構(gòu)各部件進(jìn)行檢查、維護(hù)。通過多次操作試驗、分析，得出斷路器狀態(tài)如下：

（1） 在多次操作中，動作成功概率僅為30 %左右。因有動作成功的情況，再結(jié)合機(jī)構(gòu)部件的檢查結(jié)果，判斷斷路器機(jī)構(gòu)部件未損壞，各部位的機(jī)械尺寸、聯(lián)接情況完好；

（2） 在斷路器第2次合閘后，電動、手動分閘操作均能執(zhí)行并操作成功，判斷分閘回路、脫扣部分完好；

（3） 斷路器出現(xiàn)第2次合閘現(xiàn)象，證明在第1次的合閘過程中，操作機(jī)構(gòu)已正確動作，但儲能后又自行再次合閘，說明故障為合閘彈簧釋放部分未復(fù)位，而在儲能中再次釋放，故障點應(yīng)為機(jī)械保持部分；

（4） 在機(jī)械特性測試中，雖然合閘時間超標(biāo)，但合閘動作依然成功，能夠采集到動、靜觸頭接觸的信號，而分閘操作不成功，分閘回路也沒有接通，根據(jù)彈簧機(jī)構(gòu)斷路器工作原理，說明故障存在于合閘過程中，且為機(jī)械故障。

綜合上述試驗結(jié)果及原因分析，判斷該故障原因為：斷路器經(jīng)多年運(yùn)行后，合閘儲能彈簧出現(xiàn)老化現(xiàn)象，合閘動力不足，導(dǎo)致合閘時間延長，同時出現(xiàn)第1次合閘不到位從而引起不能分閘；而合閘釋放部分由于合閘不到位，機(jī)械部分不能準(zhǔn)確恢復(fù)，故在儲能過程中發(fā)生第2次合閘。斷路器經(jīng)過2次合閘沖擊合閘到位，具備了分閘條件。

4 現(xiàn)場處理措施

在該類斷路器合閘儲能彈簧良好工況下，其彈簧出力應(yīng)為4 500±200 N；依據(jù)生產(chǎn)廠家經(jīng)驗，出現(xiàn)上述故障時，彈簧出力會降至3 500 N左右?？赏ㄟ^增加儲能彈簧預(yù)壓縮量，提前壓緊彈簧，以在斷路器操作機(jī)構(gòu)動作行程不變的情況下增加彈簧出力，滿足操作要求。

在現(xiàn)場立即對該斷路器采取了如下處理措施：

（1） 對斷路器進(jìn)行分合閘操作，釋放能量，使斷路器處于分閘、未儲能狀態(tài)；

（2） 用千斤頂輕微壓縮儲能彈簧，脫開操作機(jī)構(gòu)彈簧連桿；

（3） 依據(jù)斷路器調(diào)校經(jīng)驗，在彈簧與其端蓋間加入厚度為3 mm的墊片，以增大彈簧的預(yù)壓縮量，從而提高儲能力量，增大合閘動力，使其出力滿足4 500±200 N的標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到出廠調(diào)校標(biāo)準(zhǔn)；

（4） 用相反的流程恢復(fù)彈簧，并進(jìn)行試操作。

處理結(jié)束后，首先對該斷路器進(jìn)行手動儲能、合閘、分閘操作，各項操作均能正確動作；隨后進(jìn)行電動儲能、合閘、分閘操作，動作成功。手、電動操作完成后，模擬了線路故障跳閘、重合閘、重合閘后跳閘操作，在保護(hù)裝置正確動作后，斷路器均能準(zhǔn)確響應(yīng)，斷路器故障被成功消除。

再次進(jìn)行機(jī)械特性測試，測試結(jié)果如表2所示。通過測試結(jié)果可以看出，斷路器動作時間符合出廠標(biāo)準(zhǔn)，可以繼續(xù)投入運(yùn)行。

表2 處理后機(jī)械特性測試數(shù)據(jù) ms

5 防范措施

（1） 要重視斷路器機(jī)械特性測試。發(fā)現(xiàn)動作時間超標(biāo)或延長，必須認(rèn)真分析原因，并加以處理。

（2） 對運(yùn)行多年的彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器，應(yīng)該檢查其各部件的老化、磨損程度，必要時應(yīng)進(jìn)行大修或更換。

（3） 對出現(xiàn)拒動的斷路器，必須找到故障的根本原因，不能簡單地更換部件。故障處理后應(yīng)多次操作來驗證處理結(jié)果，確保設(shè)備不帶病運(yùn)行。

（4） 對偶爾出現(xiàn)的故障必須模擬當(dāng)時的設(shè)備狀態(tài)，反復(fù)試驗，直至找到根本原因并進(jìn)行徹底處理，確保設(shè)備完好。

2015-06-27；

2015-09-18。

賀 政（1976-），男，高級技師，主要從事變電設(shè)備檢修、維護(hù)工作，email：1147293224@qq.com。

張新生（1971-），男，高級技師，主要從事變電設(shè)備檢修、維護(hù)工作。