某變電站斷路器跳閘故障處理

摘要：造成斷路器跳閘故障有多種因素。通過SF6氣體成分測試儀，闡述了一起由于制造及安裝工藝不合格造成的跳閘事故處理，及時安排檢修，避免故障范圍進一步擴大。

關鍵詞：斷路器;故障處理;成分測試

引言

隨著電力技術的發展，各種新材料新設備被廣泛應用到電力行業中。SF6氣體絕緣全封閉組合電器（簡稱GIS設備）由于其能量空間密度大、安全可靠性高、絕緣性能優越、占地空間小等優點，在電力系統中廣泛采用，有效的提高了電力系統的安全運行性能。但是，GIS設備的元器件密封在壓力容器中也給故障定位和檢修工作帶來困難。目前對GIS設備的預防性試驗的檢測方法主要是利用超聲波局部放電檢測儀進行檢測，一旦發現波形異常，再使用SF6氣體成分測試儀進一步確定故障點。

1.斷路器跳閘情況概述

2010年6月，深圳某220kV變電站110kV#2線786開關事故跳閘。跳閘后786保護裝置顯示距離I段和零序過流I段保護動作，動作時間20ms，距離保護動作電流值為92.25A（一次電流為11070A），零序保護電流動作值為64.08A（一次電流為7689.6 A），故障測距為0km，重合閘為停用狀態。檢修人員到達現場后，利用SF6氣體成分測試儀對786間隔5個氣室逐一進行了氣體成分檢測，結果發現7863隔離開關（G93）氣室的HS及SO₂氣體成分嚴重超標，初步判斷該氣室有放電跡象，需聯系廠家技術人員，安排停電解體檢修工作。

2.故障原因分析

根據氣體成分測試儀確定的故障點，廠家技術人員對7863氣室進行了解體檢查。在打開7863氣室的蓋板后發現，氣室內已經布滿了粉塵及絕緣材料的碎屑，并且在分閘狀態下，A、C兩相的觸頭為斷開狀態，而B相觸頭卻仍然處于合閘狀態。經過進一步檢查發現，7863隔離開關的B相絕緣拉桿已經不知去向，因此初步判定氣室內發現的絕緣材料碎屑即為被電弧燒毀的絕緣拉桿。氣室內的具體情況見圖1。

圖2為無故障合閘狀態下的隔離開關氣室內部，通過和圖1的對比，可以更直觀地看出故障所在：氣室內充滿粉塵、B相絕緣拉桿損壞、氣室表面有放電痕跡。

圖3為拆卸下來的B相隔離開關，可以看到明顯的放電痕跡。通過對現場情況的觀察和分析，可以初步判定是由于B相絕緣拉桿的某個位置絕緣薄弱，在高電壓的長期作用下致使其絕緣受損，而最終導致絕緣拉桿整體被擊穿燒毀。為了進一步明確事故原因，公司和廠家技術人員對絕緣拉桿的碎屑進行了分析，如圖4所示。可以從絕緣拉桿的碎片中看到細微的暗紋，而所有絕緣拉桿的外觀在出廠前均經過了嚴格的檢查。由此可以推斷，在安裝過程中，絕緣拉桿的某一點（或某一部分）的受力不均勻（如絕緣拉桿在安裝的過程中沒有完全插入固定槽的底部，或者安裝角度出現偏差），導致這一點（或這一部分）在隔離開關的操作過程中承受了過高的力，使得受力點附近的絕緣材料表面產生了碎裂暗紋。暗紋的產生削弱了絕緣拉桿的絕緣強度，在高電壓的長期作用下，高壓電場對這一絕緣薄弱環節的破壞產生了積累效應，最終導致絕緣拉桿損毀。

另外，公司和廠家技術人員在絕緣拉桿的碎屑中還發現了絕緣材料中有氣泡混入的痕跡。絕緣拉桿是由玻璃纖維布纏繞芯棒，并浸入環氧樹脂液體澆注，固化成型后制成的。其中，環氧樹脂澆注這一環節如果工藝把關不嚴，極易混入氣泡。而且一旦制成后，混入其中的氣泡很難被發現。通過碎屑中發現的氣泡痕跡，基本可以確認絕緣拉桿的玻璃纖維布在與環氧樹脂澆注過程中有氣泡滲入，或澆合不嚴密產生了微小的空隙，使得絕緣拉桿某處絕緣薄弱，最終導致絕緣拉桿損毀。

綜上所述，此次故障應是制造工藝不良和安裝工藝不良的雙重原因導致。

3.對策及建議

確定故障部位和原因后，廠家技術人員與檢修人員首先對氣室內的粉

塵和碎屑進行了清理，隨后又對氣室內壁進行了打磨，保證表面光滑，避免尖端毛刺引起局部放電。最后，在內壁表面再刷上絕緣漆。刷漆的過程中同樣也要注意平整度，避免產生毛刺。

在更換了新的絕緣拉桿并經回路電阻測試儀測試合格后，7863隔離開關及其它相關設備投入運行。隨后值班員再一次進行了SF₆氣體成分測量，結果表明故障特征氣體的SO₂、H₂S及HF含量均為0μL/L。一個月后，值班員又使用超聲波局部放電測試儀對7863及其相鄰氣室的局放情況進行了復測，波形無異常。廠家人員同時書面承諾該220kV變電站內其它隔離開關絕緣拉桿沒有質量問題。

可見，通過檢測故障特征氣體SO₂、H₂S的含量，能檢測出SF6電氣設備內部的早期故障。為了避免同類故障再次發生，建議對該廠家的同類、同時期生產的隔離開關的運行狀態進行嚴密監視;另外，對做完耐壓和局放試驗、投運一周內的SF6設備以及明顯遭受過電壓沖擊的運行設備也應檢測其SO2、H2S等故障特征氣體的含量，以便掌握設備狀態，防止事故發生。

4.結束語

多項研究成果及資料表明，GIS設備發生故障的79%與GIS生產廠和安裝施工單位有關，而隔離開關和盆型絕緣子所造成的故障就占了56.6%。因此選擇產品質量好的制造廠和素質好的施工單位是減少GIS設備故障率的關鍵。GIS設備投入運行后，應加強超聲波局部放電試驗的檢測力度，尤其要注意對隔離開關和盆型絕緣子所在氣室的檢測。如有氣室經多次測量后波形仍然超標、甚至超標情況更為嚴重時，再用SF6氣體分解物檢測儀進行檢測，確定故障部位。確定故障部位后應立即組織力量進行搶修，避免故障范圍擴大。

參考文獻：

[1]羅學琛.氣體絕緣全封閉組合電器[M].北京：中國電力出版社，2007.