斷路器主回路電阻測試不合格分析及處理

畢 旭

（國網新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北 唐山064309）

0 引言

潘家口電廠2號發電機組出口斷路器，出廠日期為2015年8月，2015年10月安裝完畢進行交接試驗。2號機組出口斷路器02DL，自2015年10月投入運行至今共動作1 331次（包含試驗）。2018年6月4日，對2號機組出口斷路器02DL進行電氣預試，在進行主回路電阻測試時，三相主回路電阻均超過交接值的120%，試驗數據不合格。

1 事件經過

2018年6月4 日，2號機組C級檢修期間，進行出口開關電氣預防性試驗過程中，發現開關三相直阻為A相6.1μΩ，B相7.4μΩ，C相9.4μΩ，均超出《國家電網公司企業標準水電站電氣設備預防性試驗規程》（2014版）標準值（要求斷路器主回路電阻不大于交接值的120%，2015年交接值為A相4.3μΩ，B相4.1μΩ，C相4.5μΩ，換算為120%后為A相5.16μΩ，B相4.92μΩ，C相5.4μΩ）。

2 可能原因梳理

（1）開關在運行過程中出現拉弧現象，將開關觸頭灼傷，導致開關主回路直阻增大；

（2）根據試驗數據分析，初步判斷開關觸指接觸面氧化，導致開關主回路直阻增大；

（3）初步判斷開關運行過程中，正常分閘拉弧燒灼SF6氣體產生少量粉塵與UT18導電潤滑脂混合，影響導電潤滑脂導電性，導致開關主回路直阻增大。

3 問題排查

（1）將開關解體檢查，開關觸頭未發生灼傷現象，排除開關觸頭灼傷導致開關直阻變大的可能，如圖1、2所示。

圖1 動觸頭

圖2 靜觸頭

（2）開關解體后檢查觸指情況，發現開關觸指未出現接觸面氧化，如圖3所示。

圖3 清理后的開關觸指

（3）開關解體后檢查觸指上UT18導電潤滑脂，未發現發干發硬現象，但原本乳白色油脂變為黑色，如圖4所示，油脂變黑原因為在開關正常分合過程中拉弧燒灼SF6氣體產生少量粉塵與UT18導電潤滑脂混合，導致導電潤滑脂變質，影響導電潤滑脂導電性，致使開關主回路直阻增大。

圖4 導電潤滑脂檢查

4 原因分析及故障點確定

潘家口電廠為抽水蓄能電站，日均啟動次數為2次，正常發電停機時GCB開斷電流為180A，抽水工況停機時開斷電流約1500A，機組帶負荷跳機時開斷電流約3400A，根據GCB廠家的維保資料，GCB的電氣壽命采用以下公式計算：∑N×I2.3=100000，2號GCB投運后，機組發電636次、抽水535次，發電停機時GCB切負荷電流約200A，抽水停機切負荷電流約1.5kA，帶負荷跳機3次。據此計算，剩余壽命在保證能承受1次額定三相短路故障的前提下，抽水啟停超過5000次（每發生一次滿負荷跳機，減10次），發電啟停不受限。所以可判斷電氣壽命遠遠滿足設備運行條件。斷路器解體后發現，在斷路器腔體內存在較多的SF6氣體分解物，分解物散落在動靜觸頭及其支座之間，與UT18導電潤滑脂混合，產生污物，影響導電潤滑脂導電性，導致開關主回路直阻增大。

5 處理步驟

（1）檢查設備停電，接地線已加掛。

（2）檢查機構狀態，并進行回路電阻測試（廠家人員進行），數據為：A相6.636μΩ，B相7.961μΩ，C相9.680μΩ。

（3）機構釋能。

（4）SF6氣體回收（50mbar），放空氣再抽真空。

（5）對斷路器解體檢查，檢查動觸頭接觸面的接觸情況及鍍銀面的情況，未發現鍍銀層明顯氧化，僅存在輕微氧化的情況，將輕微氧化的表面清潔打磨，未發現明顯異常。圖5也可以看出油脂發黑后在動觸頭與觸指接觸部分留下的黑色痕跡。利用酒精對動觸頭進行清掃，清掃后照片如圖6。

圖5 處理前動觸頭

圖6 處理后動觸頭

（6）斷路器回裝，清潔動觸頭表面，涂抹UT18導電潤滑脂；檢查新表帶觸指的彈力、接觸面、鍍銀面磨損及氧化情況，安裝表帶觸指；安裝表帶觸指固定環；手動分合10次斷路器，未發現異常；清潔上部絕緣支撐并安裝；清潔上部靜觸頭，涂抹UT18導電潤滑脂；手動合閘斷路器，安裝上部靜觸頭；手動分合斷路器5次；檢測回路電阻；清潔下部傳動箱內部；清潔防爆頂蓋并更換吸附劑；安裝防爆頂蓋；將斷路器抽真空；更換新的SF6氣體至額定氣壓。

（7）進行開關機械特性試驗，試驗結果為：

1）合閘時間：A相104.8ms，B相 102.8ms，C相103.2ms；回路動作電壓114V；

2）分閘 1時間：A相 37.4ms，B相 37.1ms，C相36.0ms；回路動作電壓128V；

3）分閘 2時間：A相 37.3ms，B相 37.1ms，C相35.9ms；回路動作電壓88V；

符合廠家規定，試驗結論合格。

（8）進行開關主回路電阻試驗，試驗結果為：A相4.4μΩ，B相4.6μΩ，C相4.0μΩ，符合《國家電網公司企業標準水電站電氣設備預防性試驗規程》（2014版）標準，試驗結論合格。

（9）進行開關SF6氣體微水試驗，試驗結果為104μL/L，符合《國家電網公司企業標準水電站電氣設備預防性試驗規程》（2014版）標準（要求斷路器滅弧室大修后應低于150μL/L），試驗結論合格。

6 總結

現國內電廠采用的GCB多為“免維護”產品，此次為典型設備缺陷，且在設備投運不足3年的時間內出現此缺陷，為“免維護”產品使用單位敲響警鐘。