水電站斷路器故障及處理探究

馬立青

摘 要：如何分析水電站斷路器出現的故障的原因，并針對所出現的故障提出相應的解決措施，是提高水電廠發電設備的工作進度，穩步國家經濟建設與戰略需要的重點。

關鍵詞：斷路器;故障原因;水電站

中圖分類號：TB 文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.26.105

1 斷路器的功能概述

廣義來說，斷路器分為高壓斷路器和低壓斷路器。主要功能就是對電流的操作控制，是一種關合、承載和開斷正常回路條件下的電流開關控制裝置。怎樣區別高低壓斷路器沒有明確界定，一般原則上將3kV以下的稱為低壓斷路器。斷路器在發揮功能作用時，原理類似于熔斷器式開關與過欠熱繼電器設計結合，該儀器在分配電能時，在不頻繁啟動電動機的前提下，對水電站機組和電源線路等設備進行安全防護。只有當出現異常情況，如嚴重過載、短路、欠壓等時會自動切斷電路，這種保護功能的有效性在于：分斷故障電流后一般并不需要更換零部件。

目前斷路器主要通過電動操作完成主觸點閉合，當線圈控制電源閉合，自由脫口機械將會自動吸合。過電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的元器件是和主回路串聯在一起的，而欠電壓脫扣器的線圈是和電源并聯的。在電路出現多端或者過載的情況下，銜鐵牢牢吸附住過電流脫扣器，導致自由脫鉤裝置聯動。當主觸點斷開，過載現象即可發生在電路中，熱脫扣器組件推動雙金屬片帶動自由脫口釋放裝置，開始工作。斷路器的功能就是故障電路以及切斷和接通負荷電路，以免擴大事故，確保水電站設備的安全。

2 斷路器產生的故障及檢修

2.1 斷路器的儲能電機運行時間過長導致報警

液壓控制的設備，工作時間過長就容易產生故障。而斷路器的操作設計恰恰是液壓彈簧！所以斷路器出現問題，尤其是運轉時間過長時，首選考慮是液壓回路和電氣控制回路的問題。在拆下外殼后，檢查電機、彈簧等機構均正常。在空開數次儲能電機電源時，未發現彈簧有所動作。這是因為液壓回路出現問題。液壓回路出現的故障有以下兩種：（1）油泵低壓側存在空氣。（2）液壓裝置出現滲漏故障。在設備現場，通過用手觸摸油泵沒有發熱現象，油泵工作正常。使用真空泵將內部空氣抽出，同時將儲能齒輪轉動，故障并未排除。所以是滲漏的問題。滲漏可分外部和內部滲漏。外部滲漏主要是因為液壓機構中各個連接元件處松動或者變形導致的。這些可以直接觀察到。經過觀察，不是外部滲漏故障。內部滲漏事由于高壓油與低壓油內進入雜質，將閥門或其他位置卡住。處理內部滲漏有點繁瑣，需要將所有的元件拆掉，將損壞的元件更換，并將液壓油過濾，將雜質濾出。經過將更換下來的液壓油進行過濾，發現液壓油中存在黑色物質，這是因為內部件長時間摩擦所累積出現的，使密封機構不能夠密封，進而導致液壓油的滲漏，影響裝置的正常工作。所以在以后的使用中，需要定時定期的更換液壓油，保證封面的清潔;還要對接口進行排查，防止松動;還應定時排氣;對繼電器進行檢查，防止在出現此故障。

2.2 斷路器合閘故障

在機組出現熱備狀態的時候，斷開自動事故照明直流回路后，發電機冒青煙，在合上發電機出口斷路器后，出口處保護開端斷開。值班人員立刻將加閘制動。將斷路器歸置試驗位，調整溫度處于冷備用階段。然后按程序對發電機組詳細排查，如發現定子上存在融化的錫渣，而青煙是因為電機過熱，表面油污蒸發導致的。技術人員通過對合閘機構以及合閘控制回路進行分析，提出是否是因為機構磨損、合閘機構不良，由于震動導致脫落所造成。在多次排查過后，發現并不是因為這個所導致的故障發生。在排查控制回路的時候，始終找不到接地點，但儀表顯示：回路絕緣為零。經過協商討論，并分段詳細排查，發現斷路器內部接線曾接地，這是因為在長時間的工作下，合閘陰線絕緣被磨穿導致負極接地。一點接地的時候，回路斷路，沒有電流流過線圈，要想使線圈通電，就需要正負極回路同時接同，而且合閘線圈的工作電壓不能夠小于等于85%的工作電壓，在小于85%工作電壓的時候，是不能進行合閘動作。而且還需要全金屬接地，減小回路電阻，以及壓降，這才能夠達到線圈通電的條件。之后檢查正極回路，沒有出現接地故障，直流側也未發現接地問題。

經過最終總結，造成這一故障的主要原因有以下兩點：（1）直流回路接地。（2）內部線路走向以及安裝工藝出現問題，導致絕緣磨損，沒及時發現造成一點長時間接地。因為水電站所處的工作環境潮濕，直接接地的現象比較常見，當故障出現的時候應該及時處理，否自就會出現一些保護事故，會對發電設備造成嚴重的影響。所以要做好防范措施。經過這次故障維修后，應對相同型號的斷路器進行內部接線檢查，并加絕緣管，固定線路，防止再次出現磨損;對事故照明系統進行排查，經排查后，發現無故障，在進行工作;斷路器處于熱備用狀態的時候應斷開控制回路，將斷路器推到試驗位置，防止兩點接地出現誤合開關的故障;加強直流回路絕緣的檢測，防止直流側回路出現直流接地問題。

2.3 運行失壓故障

液壓機在工作過程中，出現噴油事故。這是因為設備內部失壓，使油壓表讀數降到零。值班運行人員發現這一故障后，馬上將斷路器的機械放慢分螺桿裝好，防止斷路器帶負荷后，出現爆炸。之后及時排查滲漏位置，補充液壓油以及排氣，使斷路器回到工作狀態。

3 結束語

分析了斷路器的工作原理及作用，斷路器主要功能就是對電流的操作控制，是一種關合、承載和開斷正常回路條件下的電流開關控制裝置。該設備還一個功能是用來分配電能，對電源電路及發電機進行保護。另外對水電站斷路器常見的故障進行總結分析，并提出解決方案以及對斷路器的維護措施。

參考文獻

[1]王新輝.水電站電氣設備故障分析與處理[J].科技創新導報，2010，（16）.

[2]凌子恕.高壓互感器技術手冊[M].北京：中國電力出版社，2005.