SF6斷路器故障分析及處理辦法研究

邵光一

(陜西德源府谷能源有限公司)

0 引言

在變電站系統(tǒng)中，高壓斷路器是一種電力分斷設備，其中SF6斷路器最為常見，這種斷路器以SF6氣體為主要的絕緣介質，基于電弧能量作用而形成SF6壓縮氣體，瞬間熄滅電弧，進而實現(xiàn)額定電流與故障電流的切斷，保護切電線路與電氣設備不受損害，系統(tǒng)配備完善的操作系統(tǒng)，可以通過分合閘的方式進行斷路器控制，使用功能較強。SF6斷路器對變電站的正常運行十分關鍵，一旦SF6斷路器發(fā)生故障，會直接影響各個變電站系統(tǒng)的運行，從這可以看出SF6斷路器檢修防護工作的重要性。在這樣的環(huán)境背景下，探究SF6斷路器故障分析及處理辦法具有重要的現(xiàn)實意義。

1 SF6斷路器常見故障分析

1.1 SF6氣壓不足

SF6斷路器在實際運行中，很容易出現(xiàn)SF6氣壓不足的情況，一旦發(fā)生這一故障，SF6壓力表的壓力值會比定壓力值低，在遠程控制中，后臺管理系統(tǒng)會發(fā)出警報，提醒管理人員SF6氣體壓力過低。形成這一現(xiàn)象主要是由于SF6斷路器所在區(qū)域的環(huán)境溫度低，或者是SF6系統(tǒng)存在漏氣的情況，壓力表數(shù)值顯示不正確，導致SF6密度繼電器發(fā)生故障，進而造成SF6氣壓不足，引發(fā)SF6斷路器故障問題。

1.2 SF6斷路器拒合、拒分故障

在SF6斷路器運行中，在人為操作下，下達分閘、合閘命令后，SF6斷路器沒有任何的響應，進而引發(fā)SF6斷路器拒合、拒分故障問題。形成這一故障問題的根源主要有三方面，一是彈簧儲能系統(tǒng)發(fā)生故障，無法為SF6斷路器分閘和合閘操作提供能量和動力；二是控制回路發(fā)生堵塞，導致回路不同，分閘、合閘命令的傳輸受阻；三是機械聯(lián)動故障，即使命令傳達后，由于機械部件失靈或是損壞，無法完成下達的指令。

1.3 SF6斷路器誤分故障

誤分故障是SF6斷路器的常見故障之一，主要是SF6斷路器沒有下達操作指令會自動分閘，使得SF6斷路器處于不受控制的狀態(tài)，影響變電站的正常運轉。造成這一故障現(xiàn)象的原因主要是人為誤碰、操作失誤，也可能因為外界機械振動形成的誤分。電氣故障也會導致SF6斷路器自動分閘，主要是保護動作錯誤和整定錯誤造成的，直流系統(tǒng)兩點接地過程中，正負電源連接后，傳輸和接受繼電保護信號，導致錯誤動作的發(fā)生。除此之外，合閘支架支撐不住或是定位螺桿位置偏移等機械故障，也可能造成SF6斷路器的誤分故障。

1.4 SF6斷路器誤合故障

誤合故障是SF6斷路器的常見故障之一，是指在SF6斷路器沒有發(fā)出操作指令而自動合閘，使得SF6斷路器處于不受控制的狀態(tài)，影響變電站的正常運轉。造成這一故障現(xiàn)象的原因主要是直流回路中的正負接點沒有聯(lián)通而同時接地，形成合閘控制回路，進而導致合閘故障；合閘接觸器線圈電阻小，降低了啟動電壓，使得直流系統(tǒng)出現(xiàn)瞬時脈沖，形成合閘故障；分閘鎖扣支撐損壞，也會造成SF6斷路器的誤合故障。

2 SF6斷路器故障的處理辦法

2.1 SF6氣體壓力不足故障處理辦法

一旦出現(xiàn)SF6氣體壓力不足故障，檢修人員先定時記錄SF6斷路器壓力表值，將其換算成標準溫度中的壓力值，以此判斷SF6斷路器中的氣體壓力是否正常，若壓力仍持續(xù)下降，則診斷為SF6斷路器氣體泄漏。將SF6斷路器充氣到額定壓力后，觀察壓力表的變化，選擇SF6檢漏儀檢查SF6斷路器各個部分，包括連接部件、密封膠圈以及壓力表接頭位置等，根據(jù)實際情況，可以在懷疑的泄露部位刷上肥皂水，判斷泄露部位。在泄露處理中，對泄露部位實施補焊處理，根據(jù)各個部件使用情況，更換泄露部件和損壞部件。在實踐中，由于密度繼電器失靈也會讓系統(tǒng)發(fā)出低氣壓警報，檢修人員可以進一步檢查密度繼電器，特別是針對指示燈和開關部位，排除開關粘合或是短路的情況，及時更換已損壞的繼電器，排除故障。

2.2 SF6斷路器拒合、拒分故障處理辦法

在SF6斷路器拒合、拒分故障中，要根據(jù)發(fā)生故障的具體原因進行故障排除，針對由于彈簧儲能系統(tǒng)故障而引發(fā)SF6斷路器拒合、拒分故障來說，檢修人員要對彈簧儲能系統(tǒng)的輔助開關與儲能電機運行情況進行檢查，及時更換外表面存在燒毀痕跡的零部件，若外觀正常，要拆除電機斜線，對儲能電機的電阻和輔助開關是否可以正常工作進行檢測。若合閘后可以正常儲能，電機始終保持運轉，則判定為儲能輔助開關由于受潮黏住、觸電燒毀等原因，不能及時斷開電路，進而造成SF6斷路器故障問題。檢修人員要人為斷開儲能電源開關，防止電機長時間運行而導致各個部件被燒毀，更換輔助開關，檢查整個設備是否受潮滲水，及時做好防潮防滲措施，預防SF6斷路器的再次故障。

針對由于控制回路堵塞而造成的SF6斷路器拒合、拒分故障來說，檢修人員要先檢查斷路器分合閘線圈工作狀態(tài)，檢查控制線是否斷線，排除接線端和輔助開關節(jié)點的松動或是斷開。首先，檢修人員查看分合閘線圈是否存在發(fā)熱或是燒毀情況，及時更換已經(jīng)損壞的分合閘線圈；其次，根據(jù)SF6斷路器接線圖，選擇萬用表檢查斷路器回路連通情況，及時排除斷線或是連接松動的情況，保證閉鎖回路正常，一旦發(fā)生異常，可以立即確定故障點，并排除故障。

針對由于機械聯(lián)動故障而造成的SF6斷路器拒合、拒分故障來說， 檢修人員要停用SF6斷路器，將機械故障上報到上級領導，一般機械故障包括機構卡澀、分閘鎖扣松動以及傳動連桿脫落等問題，檢修人員要拆解發(fā)生機械故障的部件，根據(jù)出廠說明書將原有的機械部件恢復原位，更換已經(jīng)發(fā)生損壞的機械部件，清理清潔部件的灰塵，加入適當潤滑油，排除機械卡澀問題，實現(xiàn)故障排除。

2.3 SF6斷路器誤分故障的處理辦法

由于人為誤碰、操作失誤等造成的誤分故障，檢修人員要先檢查SF6斷路器信號顯示情況，排除開關故障，再次啟動SF6斷路器進行送電；由于電氣故障造成的誤分故障，檢修人員要先查看SF6斷路器信號與整定值，找到故障點，分析故障發(fā)生原因，及時排除和維修故障部件，對密封不嚴而受潮的零部件，要重新更換密封部件，設置加熱裝置進行防潮除濕，進而排除故障問題；由于機械故障而造成的誤分故障，檢修人員要拆解機械部分，重新糾正定位螺桿位置，更換或維修合閘支架，排除誤分故障，進而保證SF6斷路器的正常運行。

2.4 SF6斷路器誤合故障的處理辦法

在SF6斷路器誤合故障處理中，檢修人員要明確發(fā)生SF6斷路器誤合故障的主要原因，采取針對性處理方法排除故障。檢修人員要定期檢查SF6斷路器各個部件的防潮情況，若是由于直流回路正負接點同時接地而引發(fā)的合閘，判斷是二次回路受潮導致，可以在受潮部件中設置防潮除濕裝置，對滲水漏洞進行及時封堵，進而排除故障。同時，檢修人員要檢查所有的二次回路，及時更換已經(jīng)發(fā)生缺陷或是損壞的元件，排除故障。除此之外，檢修人員要檢查分閘鎖扣部件，更換損壞的分閘鎖扣部件，排除故障。

3 案例分析

3.1 故障現(xiàn)象

一臺LW15-252型SF6斷路器早在2007年就投入運行，斷路器分閘后，分閘仍為摯子過位，其中摯子和合閘觸發(fā)器之間形成10mm左右的非正常間距，接觸異常，但在合閘脈沖電源供電后，線圈和觸發(fā)器都正常工作，但摯子仍無法脫開而合閘，人為手動將摯子脫離后，開關仍無法合閘。

3.2 故障分析

通過對該斷路器運行數(shù)據(jù)記錄的分析，發(fā)現(xiàn)該斷路器運行中電流開斷132次。電流開斷時，會產(chǎn)生大量熱量，高溫電弧會促進化學反應物質的堆積，特別是針對大電流開斷的情況，形成催化作品，加速內(nèi)部物質發(fā)生化學反應，增加大量的粉塵。故該斷路器故障初步診斷為電流開斷引發(fā)電弧分解物，在密封環(huán)境中的硅脂發(fā)生化學反應，形成大量的SiF4、Si(CH3)2F2等物質，固化物停留在制動密封桿中，阻礙制動密封桿的傳動，形成卡澀現(xiàn)象，引發(fā)SF6斷路器合閘故障。

3.3 故障排除

檢修人員將故障斷路器本體進行拆解，在外部檢查中，發(fā)現(xiàn)制動密封桿污垢明顯，制動密封系統(tǒng)中的密封環(huán)上有大量的硅脂，附著在制動密封桿表面，增加傳動過程中制動密封桿和密封環(huán)間的摩擦，導致制動密封桿無法正常傳動，形成卡澀。更換制動系統(tǒng)元件無法從根本上解決故障問題，治標不治本。在內(nèi)部檢修中，對開關本體進行拆解，發(fā)現(xiàn)大量的灰白色粉末附著在滅弧室瓷套內(nèi)壁、制動密封桿以及絕緣拉桿，這些粉末主要是高溫電弧下形成的SiF4、Si(CH3)2F2等固化物質，一旦累積到一定程度，可能會造成絕緣擊穿事故。對此，檢修人員除了要更換制動系統(tǒng)元件之外，還要更換密封元件與滅弧元件，清理干凈滅弧室中的粉塵，故障排除后，再次啟動斷路器，斷路器正常運行。

4 結束語

綜上所述，在日常管理中，管理人員要了解SF6斷路器的常見故障，制定切實可行的處理辦法，一旦發(fā)生故障問題，可以及時找到故障點并排除故障，消除故障隱患，減少停電時間，預防越級跳閘問題的發(fā)生，進而提高變電站供電的安全性與穩(wěn)定性。