220kV SF6斷路器分閘不成功故障實例分析及處理措施

李　欣

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東 江門 529000）

220kV SF6斷路器分閘不成功故障實例分析及處理措施

李欣

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東 江門 529000）

本文結合某SF6斷路器分閘故障實例，對斷路器故障進行了一系列的檢測與試驗，其中包括斷路器的回路電阻檢查、SF6氣體檢測、分合閘絕緣電阻檢測等，同時借助X光透視試驗，檢查得出了斷路器故障的根源所在，并提出了故障處理與解決方案。

220kVSF6斷路器分閘；不成功；故障實例；分析；對策

一、故障實例

某220kV變電站采用的是SF6斷路器，此類斷路器的結構特征為：雙斷口帶并聯電容器構造。220kV變電站線路A相突現隱患，故障危機出現，在這期間斷路器出現了保護動作跳閘，同時引發了與之相關的其他斷路器主保護的跳閘問題，在這期間SF6中的故障電流依然存在，未能切除，而且保護程序已經開啟。同時，220kV二母線電壓消失，對應的故障電流也逐步消失。

二、斷路器故障檢測與試驗

1.常規性檢查

當SF6斷路器出現非正常現象后，相關運維工作者隨即奔赴故障現場，進行全方位的故障排查，總得來看SF6斷路器表面完好無損，A/B/C各相都處在分閘指示位置。然而，通過觀察保護設備的故障波形圖，則看出問題，A相中故障電流明顯，且持續不斷，當主變斷路器保護跳閘以后，此故障電流則逐漸變弱、直到消失。對此，檢修人員重點圍繞SF6斷路器進行試驗檢查，具體包括：

（1）回路電阻試驗

按照常規規律，動觸頭、靜觸頭的接觸電阻將會對導電回路帶來干擾，影響其電阻變化。也正是因為出現了接地電阻，也使得導體中電流通過時，加劇了其損耗，這樣就可能導致接觸位置溫度發生變化，偏離常規值，使得斷路器無法正常地承載電流，也不能及時切斷電流?；芈冯娮柙囼灪?，得出以下結果見表1。

表1　回路電阻試驗檢測

通過觀察表1可以看出，斷路器分位狀態下，各個回路電阻統一達到∞，這意味著斷路器三相正處在分閘模式，相反，合位狀態下，A/B/C各回路的電阻則相近，沒有太大的差異，這意味著斷路器能夠正常合閘。

（2）SF6氣體的檢測

重點對SF6斷路器中的SF6氣體的分解產物加以檢查、測試，具體檢測項目包括：露點（℃）、微水含量、H2S、SO2、CO（uL/L）。

經檢測發現：A相SF6內部的二氧化硫、硫化氫的含量都偏離了常規數值，余下的各種成分則相對處于正常值范圍。

（3）分、合閘同期性與絕緣電阻試驗

具體實驗結果見表2。

表2　分、合閘時間、周期性與絕緣電阻試驗

從表2可以看出，此斷路器各項試驗結果都達到了規程指標，把以上結果同預防性試驗數據比較能夠看出：A相氣體內部的二氧化硫較高，已經遠遠超出了規定標準，A相分閘的時間在慢慢變小，已經降至22.6ms，然而，依然能夠達到廠家規定的標準，深入分析得出：斷路器的A相出現了問題。

（4）X光透視試驗

實際的斷路器分閘、合閘操作中，看到A相絕緣拉桿出現了特殊現象，例如：位置不固定、松動、靈活旋轉等。機構合閘操作過程中，隨著拉桿逐步上提，能夠連帶分合閘顯示器的變化，例如：出現了朝著順向旋轉的現象，而且旋轉幅度也較大，達到90°以上。分閘操作中，拉桿則朝著逆向旋轉，再一次回歸至最初的位置，接下來引入X光透視設備來對斷路器A/B/C滅弧室加以檢測，以此來更加深入、客觀地驗證并非分析故障成因。在X光的深入透視下，看到B觸頭和C觸頭分閘過程中，動靜觸頭間維持相同的距離，但是，其中A相觸頭分閘過程中，動靜觸頭之間的距離則相對較小，大概小于B相與C相的分閘操作結果。

按照常規原理，斷路器的絕緣拉桿和頂部的金屬之間通常選擇了較為特殊的鏈接模式，即：螺旋螺絲鏈接，經三聯箱來把行程逐漸向滅弧室中傳播，從而確保故障被及時切斷與阻隔，然而，如果絕緣拉桿和頂部金屬未能牢固鏈接，二者之間出現松動、松弛現象時，則會導致拉桿活動、松弛甚至旋轉等現象，這樣就使得動靜觸頭的行程無法被徹底地傳輸至滅弧室，導致分閘操作偏離常規，經過X光的透視檢測也能明確地判斷，是由于A相絕緣拉桿和頂部金屬之間無法牢固鏈接，二者之間的螺旋松動導致了該相動靜觸頭之間的行程偏離常規數值，變小變短問題，分閘不到位直接影響了其故障隔離功能的發揮。

2.斷路器的肢解性檢測

實驗檢測人員主要圍繞斷路器與滅弧室來分別實施肢解性檢測，具體鎖定絕緣拉桿和動靜觸頭兩大部位來深入試驗檢查，以此來證實斷路器A相中存在的分閘不到位的故障根源。經過試驗檢測得出：絕緣拉桿頂端鏈接位置出現了脫落、松動的現象，而且拉桿上半部分的螺紋依然處于接頭中，卻找不到黏膠的痕跡，經觀察與檢測可以確定拉桿和接頭二者徹底脫離開來，無法黏結在一起，甚至能夠靈活轉動，開啟滅弧室，仔細檢查看到其中出現了大規模的粉狀物，經過科學的檢查鑒定得出：是電弧出現時，SF6遇到高溫將被分解，從而形成粉狀物。而且仔細觀察動靜觸頭也會發現特殊的異常問題，例如：觸頭處或者屏蔽罩的位置都出現了灼燒、損傷的現象，經過仔細分析得出：短路電流始終流經兩類觸頭，使得電弧持續出現，而且滅弧室中存在電弧，其能電離出一定的氣體，從而造成了靜觸頭、動觸頭被灼燒，出現了受損現象。

三、分閘不成功的成因分析

經過以上各種測試、檢驗后，結合SF6氣體分解產物的檢測能夠得出以下結論：SF6斷路器的故障源自其A相，具體故障成因為：螺旋鏈接脫落，使得絕緣拉桿無法同頂端連桿牢固、緊密地鏈接在一起，這就使得分閘、合閘操作中，絕緣拉桿出現了自旋轉、靈活自轉問題，導致機構傳遞過程中出現了虛位，而且造成靜觸頭、動觸頭的分閘不能徹底進行，為故障電流的傳遞提供了可乘之機。所謂的故障成因的判斷也相對復雜，單純通過觀察分閘時間、交流耐壓試驗等來對故障成因做出簡單的判斷也是相對不客觀、不合理的，例如：分閘同期性試驗不能真實地體現出斷路器分閘不到位問題，更重要的是設備自身也有一定的絕緣余度。

四、故障解決對策

針對已經出現的故障問題，根據故障成因的分析、結合故障特點、性質等的鑒定，重點圍繞故障點來實施了綜合處理，具體方法為：著重圍繞A相進行處理，鏈接并牢固其絕緣拉桿鏈接處，用釘來加固鏈接處，確保鏈接處更為緊密、牢固，同時，啟動黏膠來進一步進行膠黏加固，確保絕緣拉桿同頂端的接頭更為牢固、緊密地連接起來，經過綜合處理后，A相絕緣拉桿鏈接處得到了優化，達到了預期的故障處理工作目標。

結語

針對220kV斷路器分閘不成功故障，通過檢查、試驗等進行了全方位地檢查、分析與試驗，從中找到了故障問題的根源所在，并未有效控制故障問題提出了科學的解決對策與方法，鎖定斷路器A相出現問題，對其進行調換，并對應實施技術優化與改造，逐步排除故障，維持了斷路器的正常、高效運轉，提高了SF6斷路器運行質量，防范了故障的出現。

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