高壓斷路器故障及原因分析

孫烈

【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電能成為人們生產(chǎn)和生活中最重要的一種能源，由于日常生活中所需電能的數(shù)量在不斷的增加，電網(wǎng)因荷載量的增加對(duì)安全造成威脅，因此電網(wǎng)進(jìn)行了大量的改擴(kuò)建工程來保障正常的用電需求。斷路器在電力系統(tǒng)運(yùn)行中一直起著十分重要的作用，它可能有效的接通正常工作電流和快速的切斷故障電流，從而使電力設(shè)備得到有效的控制和保護(hù)。因此在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，高壓斷路器的工作質(zhì)量直接影響著電網(wǎng)的安全運(yùn)行。本文對(duì)高壓斷路器的常見故障及原因進(jìn)行了詳細(xì)分析，從而為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了保障。

【關(guān)鍵詞】高壓斷路器；故障；原因

前言

隨著電網(wǎng)的不斷建設(shè)，電力企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量在不斷的升級(jí)，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性要求越來越高。斷路器對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行起著保障作用，高壓斷路器對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行起著保護(hù)和控制的作用，可以有效的通過開合來變換電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，可以在第一時(shí)間內(nèi)對(duì)故障電路進(jìn)行有效切斷，從而保證電網(wǎng)無故障部分的正常運(yùn)行。如果斷路器發(fā)生故障，不能有效的動(dòng)作，則在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)沒辦法有效的切除，從而使故障范圍擴(kuò)大，進(jìn)而影響整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)行。因此高壓斷路器是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素之一，但在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，高壓斷路器由于受多種因素的影響，在使用中發(fā)生故障的機(jī)率較大。下面詳細(xì)介紹高壓斷路器的故障及其產(chǎn)生原因。

1 絕緣故障

高壓斷路器發(fā)生故障最為頻繁的為絕緣故障，因閃絡(luò)、過電壓擊穿、爆炸等絕緣問題造成的故障較多，其中更以內(nèi)、外絕緣及瓷套閃絡(luò)故障為主。

1.1 內(nèi)絕緣故障。內(nèi)絕緣故障即是斷路器在運(yùn)行當(dāng)中因內(nèi)部出現(xiàn)異物而導(dǎo)致斷路器本體發(fā)生放電現(xiàn)象。

1.2 外絕緣和瓷套閃絡(luò)故障。主要原因是瓷套的外型尺寸和外絕緣泄露比距不符合標(biāo)準(zhǔn)要求以及瓷套的質(zhì)量有缺陷。由于斷路器與開關(guān)柜不匹配、柜內(nèi)隔板吸潮、絕緣距離不夠、爬電比距不足、無加強(qiáng)絕緣措施等原因?qū)е赂邏洪_關(guān)柜發(fā)生絕緣故障的次數(shù)也較多，主要有電流互感器閃絡(luò)、柜內(nèi)放電和相間閃絡(luò)等。此外開關(guān)柜內(nèi)元件有質(zhì)量缺陷也將導(dǎo)致相間短路故障。

2 拒動(dòng)故障

高壓斷路器正常情況下可以通過分合來對(duì)電流進(jìn)行控制，一旦發(fā)生拒動(dòng)故障則不會(huì)正常的進(jìn)行分合動(dòng)作，從而導(dǎo)致發(fā)生越級(jí)跳閘，使故障的范圍擴(kuò)大，通常情況下由于機(jī)械或是電氣等原因會(huì)導(dǎo)致此故障的發(fā)生。

2.1 機(jī)械原因。機(jī)械故障主要由生產(chǎn)制造、安裝調(diào)試、檢修等環(huán)節(jié)引發(fā)。因操動(dòng)機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械故障而引發(fā)斷路器拒動(dòng)占拒動(dòng)故障65%以上，具體故障有機(jī)構(gòu)卡澀，部件變形、位移、損壞、軸銷松斷，脫扣失靈等。

2.2 電氣原因。由電氣控制和輔助回路故障而引發(fā)。具體故障有分合閘線圈燒損、輔助開關(guān)故障、合閘接觸器故障、二次接線故障、分閘回路電阻燒毀、操作電源故障，保險(xiǎn)絲燒斷等。其中分合閘線圈燒損一般因機(jī)械故障而引起線圈長時(shí)間帶電所致；輔助開關(guān)及合閘接觸器故障雖表現(xiàn)為二次故障，實(shí)際多為接點(diǎn)轉(zhuǎn)換不靈或不切換等機(jī)械原因引起；二次接線故障基本是由于二次線接觸不良、斷線及端子松動(dòng)引起。

3 誤動(dòng)故障

3.1 二次回路。二次回路故障主要由因接線端子排受潮絕緣降低，合閘回路和分閘回路接線端子間發(fā)生放電而產(chǎn)生的二次回路短路引發(fā)。此外還有二次電纜破損、二次元件質(zhì)量差、斷路器誤動(dòng)、繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)等原因。

3.2 液壓機(jī)構(gòu)。斷路器出廠時(shí)因閥體緊固不夠、裝配不合格、清潔度差而造成密封圈損壞，從而促發(fā)液壓油泄露或機(jī)械機(jī)構(gòu)泄壓，最終導(dǎo)致斷路器強(qiáng)跳或閉鎖。

3.3 彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)。檢修斷路器時(shí)，因調(diào)整操動(dòng)機(jī)構(gòu)分（合）閘摯子使彈簧的預(yù)壓縮量不當(dāng)，導(dǎo)致彈簧機(jī)構(gòu)無法保持而引起斷路器自分或自合。

4 開斷與關(guān)合故障

少油和真空斷路器出現(xiàn)開斷與關(guān)合故障較多，主要集中于7.2～12kV 電壓范圍內(nèi)。少油斷路器發(fā)生故障主要是因?yàn)閲娪投搪窡龘p滅弧室，導(dǎo)致斷路器開斷能力不足，在關(guān)合時(shí)發(fā)生爆炸；真空斷路器發(fā)生故障主要是因?yàn)檎婵諟缁∈艺婵斩认陆?，?dǎo)致真空斷路器開斷關(guān)合能力下降，引起開斷或關(guān)合失??；SF6 斷路器發(fā)生故障主要是由于SF6 氣體泄漏或者微水含量超標(biāo)引起滅弧能力下降。

5 載流故障

載流故障主要是由于觸頭接觸不良過熱或者引線過熱而造成。觸頭接觸不良是由于裝配過程沒有使動(dòng)、靜觸頭完全對(duì)準(zhǔn)或?qū)?zhǔn)偏差過大，操作過程中滅弧室噴口與靜弧觸頭碰撞導(dǎo)致噴口斷裂造成開關(guān)事故。7.2-12kV 電壓等級(jí)開關(guān)柜發(fā)生載流故障主要是由于開關(guān)柜中觸頭燒融或隔離插頭接觸不良過熱導(dǎo)致燃弧而引發(fā)。

6 外力和其他故障

外力和其他故障主要為泄露故障和部件損壞，主要包括：氣動(dòng)部分漏氣、液壓部分漏油、斷路器本體漏油等，約占此類故障的55%以上。

6.1 泄露故障。主要由氣動(dòng)部分漏氣和液壓部分漏油引發(fā)（內(nèi)漏也引發(fā)打壓頻繁）。泄露一般由閥系統(tǒng)密封不嚴(yán)、密封圈（墊）老化損壞、壓力表接口部分泄露、壓力泵接頭質(zhì)量差和清潔度差而引起，此外安全閥動(dòng)作值錯(cuò)誤、環(huán)溫升高致安全閥誤動(dòng)以及安全閥動(dòng)作后不復(fù)位都會(huì)引發(fā)泄壓。

6.2 部件損壞。易損壞的部件主要有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件、密封部件、閥體及拉桿等。斷路器在運(yùn)行過程中由于部件質(zhì)量差或是安裝、檢修中技術(shù)水平限制等原因會(huì)導(dǎo)致斷路器的部件發(fā)生損壞的情況，對(duì)于這些損壞的部件如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，則會(huì)使損壞部件損壞程度加劇，從而導(dǎo)致斷路器無法正常的動(dòng)作及運(yùn)行。

7 新技術(shù)、新工藝在高壓斷路器上的應(yīng)用前景

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，新技術(shù)和新產(chǎn)品不斷的應(yīng)用到高壓斷路器上，從而能有效的對(duì)高壓斷路器故障進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)和預(yù)防。以前由于技術(shù)的欠缺，對(duì)真空斷路器的真空度無法進(jìn)行有效的檢測(cè)，現(xiàn)在在科技信息日新月異的今天，可能通過新型儀器對(duì)真空斷路器滅弧室的真空度進(jìn)行定量分析。同時(shí)，在高壓斷路器上還應(yīng)用到了紅外線成像技術(shù)，可以有效的對(duì)高壓斷路器進(jìn)行在線檢測(cè)，對(duì)于斷路器各部分運(yùn)行時(shí)溫度情況進(jìn)行檢測(cè)，從而分析出斷路器的運(yùn)行情況，可以快速的發(fā)現(xiàn)隱患，從而保證了高壓斷路器的正常運(yùn)行，為電力系統(tǒng)的安全提供了保障。

8 結(jié)語

電能已成為我國國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的最重要能源之一，為確保電能的優(yōu)質(zhì)供應(yīng)，電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。高壓斷路器是保護(hù)和控制電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要基礎(chǔ)性設(shè)備之一，其安全穩(wěn)定的運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)的正常運(yùn)行有著重要的意義。因此變電運(yùn)行的工作人員應(yīng)在工作中充分了解和掌握高壓斷路器的運(yùn)行情況及故障發(fā)生的規(guī)律及原因，并能采取有效的措施對(duì)高壓斷路器的故障進(jìn)行及時(shí)的處理，從而保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行，為人們提供優(yōu)質(zhì)高效的電力能源。

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（作者單位：新東北電氣集團(tuán)高壓開關(guān)有限公司檢修分公司）