高壓斷路器機械故障診斷技術淺談

楊蓬勃

煙臺市辛安河污水處理有限公司

高壓斷路器機械故障診斷技術淺談

楊蓬勃

煙臺市辛安河污水處理有限公司

當前我國工業化水平在不斷提升，對電力系統安全性方面的要求也越來越高，而高壓斷路器則是確保電力系統安全穩定運行的關鍵設備，在電力系統安全運行中發揮著不可替代的作用。本文以某變電所斷路器跳閘故障為例，對高壓斷路器的機械故障原因及處理措施進行分析，希望能夠以此來提高電力系統安全運行的能力。

高壓斷路器；故障；原理；處理；防范

1 高壓斷路器機械故障分析

1.1 故障的出現

2016年3月某日晚，某35 k V變電所316線路保護裝置報電流一段保護動作，斷路器跳閘。巡視線路后發現，挖土機在線路處施工，刮蹭線路導致斷路器跳閘。排除線路故障后，通知變電所運行人員送電。送電過程中，線路保護裝置顯示控制電路斷線，斷路器無法合閘。該變電所316線路SF6斷路器運行多年，從未發生過控制電路斷線導致斷路器拒合的情況。這次在緊急情況下出現控制電路斷線、斷路器拒合故障，給變電所運行人員正常操作帶來了極大困擾。當天，運行人員通過倒閘操作將線路快速恢復送電，并配合檢修人員排除了故障。現將故障分析及處理過程介紹如下，供同行參考。

1.2 原理分析

彈簧儲能式斷路器控制電路簡圖如圖1所示。

圖1 彈簧儲能式斷路器控制電路簡圖

控制電路斷線回路用于監視保護裝置控制電路是否完好，當控制電路出現異常時立即報警。當合閘位置繼電器與跳閘位置繼電器同時失磁，兩個常閉觸點同時接通時，控制電路斷線，保護裝置告警，同時，斷路器合閘或分閘回路不能構成通路，斷路器將不能分閘或合閘。

1.3 原因分析

引起控制電路斷線故障的原因有很多，根據斷路器的控制電路原理圖進行整體分析，主要分為以下幾類：

(1)控制電源熔斷器熔體熔斷或空氣斷路器失靈，TWJ、HWJ繼電器同時失磁，控制電路斷線信號告警;

(2)保護裝置插件接點粘連;

(3)分、合閘線圈損壞，回路不通;

(4)斷路器輔助接點接觸不良或損壞，回路不通;

(5)斷路器儲能接點故障或彈簧未儲能，儲能電機或合閘接觸器損壞;

(6)由斷路器機構箱引至控制電路的各種閉鎖信號(如彈簧未儲能、低氣壓閉鎖等)未輸入，引起控制電路斷線;

(7)控制電纜故障斷開或端子排銹蝕導致其接觸不良。

2 機械故障排除

技術人員依據現場情況，按照規范的排故步驟進行排查，具體過程如下。

(1)查看其他保護裝置是否有控制電路斷線告警，若其他保護裝置同時顯示控制電路斷線，則應查找直流母線故障與否;若其他保護裝置正常運行，則故障點應在本裝置。

(2)檢查直流電源空氣斷路器(圖1中的QF)。主要測量其上端接點直流電壓是否正常，并測量其下端接點電壓是否正常。因直流電源空氣斷路器在跳閘中未動作，裝置未停電，測量電壓后判斷空氣斷路器功能正常。斷開空氣斷路器，5s后再次合上空氣斷路器，觀察故障是否消失。

(3)檢查監視合閘回路的綠燈，發現綠燈(圖1中的LD)不亮。因此，判斷跳位繼電器失磁。此時，斷路器處于分閘狀態，合位繼電器也處于失磁狀態，因而判斷故障點位于斷路器操作機構箱內。

(4)觀察分閘線圈、合閘線圈、儲能電機，判斷現場是否有異味，開路測量三個線圈阻值。測量分閘線圈、合閘線圈和儲能電機線圈阻值全部正常，因此判斷分閘線圈、合閘線圈、儲能電機均正常。

(5)排查輔助接點，包括斷路器輔助接點(圖1中的DL)、彈簧儲能輔助接點、氣壓閉鎖輔助接點。經檢查，各輔助接點接觸良好，沒有發現引線松動或動作不到位的情況。

(6)檢查彈簧儲能回路。經現場觀察，認定斷路器處于彈簧未儲能狀態。檢查彈簧儲能回路，發現直流接觸器能夠吸合，但儲能電機不能得電。測量直流接觸器兩個常開接點，發現其中一對觸點在接觸器吸合后并不能接通。據此，判斷該故障為合閘接觸器觸點接觸不良所致。

3 處理結果

確定故障點后，技術人員斷開直流電源，拆下接觸器滅弧罩，發現接觸器觸頭上粘了大量昆蟲尸體，導致接觸器吸合后接點不能接通。對斷路器進行合閘、分閘試驗，斷路器恢復正常。

4 防范措施

(1)在高壓斷路器定期檢修中，認真做好斷路器的分、合閘試驗，確保傳動試驗正確，認真對斷路器機構中的輔助開關、微動開關接點進行檢查，定期清掃維護。

(2)斷路器操作過程中，一旦發現斷路器分合閘時相應指示燈不亮，應立即將斷路器控制電源斷開，使斷路器分合閘自保持回路斷開，然后再做下一步檢查。

(3)應加強變電所值班人員業務知識的學習和培訓，組織相關人員對案例進行研究和分析，找出問題和差距，提高值班人員對異常情況和事故的分析處理能力。

5 結語

變電所設備運行時間長、檢修機會少，不同的設備、不同的安裝工藝等都有可能對斷路器控制電路完整性造成影響。設備維護不及時極有可能導致斷路器拒跳或拒合。本文總結的控制電路斷線故障處理步驟，雖然存在一定的局限性，但基本反映了該故障的處理步驟。

[1]程序，關永剛，張文鵬，唐誠.基于因子分析和支持向量機算法的高壓斷路器機械故障診斷方法[J].電工技術學報，2014，07：209-215.

[2]梁宏池，謝聿琳.區域性分布式高壓斷路器狀態監測與故障診斷系統的開發[J].電力與電工，2009，04：33-35+64.

[3]李斌，李爽，魯旭臣.高壓斷路器機械特性振動信號特征提取和故障診斷方法研究[J].高壓電器，2015，10：138-144.

[4]黃建.特征評估高壓斷路器機械故障診斷方法的研究[J].高壓電器，2015，12：89-95.

[5]趙虎，崔建強，古浩原.基于SOM方法的高壓斷路器機械故障診斷方法研究[J].電氣開關，2013，06：32-35.