110kV室外斷路器主回路電阻異常故障處理探討

王新建 張玉

國網新疆電力有限公司伊犁供電公司， 新疆伊犁 ? 835000

摘要：斷路器是110kV電網系統中非常重要的電能調控與分配調度的核心電氣設備，其運行安全可靠性直接影響到整個110kV電網系統能否具有較高的運行安全可靠性和節能經濟性。實際電能輸電、配電、用電過程中，無論采用何種導電材料進行電能資源的傳輸，其均存在材料值阻，即在供電電流和電壓相互作用環境下，就會產生相應的熱損耗，一旦斷路器觸頭聯接部位等處，由于各種原因造成其接觸電阻值增大，則會導致主回路電阻值增大，相應運行中的發熱量將會在這些部位積聚，正常散熱量無法有效排除，進而使這些部位的溫度不斷升高，當溫升超過斷路器觸頭、接頭等材料的最大允許溫度值時，就會引起發熱故障，輕者引起斷路器動作性能降低，重者將會引起設備嚴重燒損事故。運行中的斷路器由于生產制造、原材料、檢修維護等原因會引起設備發生溫升故障，如不及時發現并采取相應措施進行有效處理就會引發較為嚴重的安全生產事故。

關鍵詞：110kV室外斷路器;主回路電阻;異常故障;處理

一、高壓斷路器觸頭主回路異常及溫升原因分析

對于110kV高壓斷路器內部導電回路而言，其主回路電阻主要由動、靜觸頭間的接觸電阻和回路中其它導電體電阻之和，其中動、靜觸頭間的接觸電阻值要比導體自身電阻值大很多，因此通常將斷路器導電主回路電阻值近似約等于動、靜觸頭間的接觸電阻值。由于斷路器動、靜觸頭導體表面的加工工藝、材料質量等因素影響，使其不可能“絕對”光滑和平坦，也就是當動、經觸頭接觸時，不可能在整個觸頭接觸表面上完全接觸，這樣就只能在其中某些點或面上進行接觸，在斷路器運行過程中受導體自身電流的影響，使得觸頭接觸部位發生劇烈的收縮效應，進而使其實際接觸面積在熱效應作用下不斷縮小，使得接觸處的電阻不斷增加，溫升效應逐步較強，電氣設備運行環境逐步惡化。

二、LW25-126型斷路器運行現狀工況

110kV某變電站其總容量100MVA，裝有兩臺50MVA雙繞組變壓器，電壓變比為110/10.5kV。該變電站110kV側采用LW25-126型斷路器，以確保110kV系統的供電安全可靠性。該變電站#1主變從2015年5月09日以來的7個月中，110kVLW25-126型斷路器各項運行功能參數性能均較為良好。隨著地區經濟的快速發展，110kV側線路負荷不斷增加，尤其是大量變頻設備、整流設備等在電網系統中的不斷應用，對110kV側系統的綜合調控性能也提出更高的要求。隨著系統負荷波動不斷增大，110kV高壓斷路器跳閘頻率也在不斷增加，嚴重影響到變電站的供電安全可靠性。從實踐檢修測量數據表明，110kV側的LW25-126型斷路器其接觸電阻大大超過斷路器相關規范要求的100μΩ，LW25-126型斷路器某些相主回路電阻已達到173μΩ左右，超標率達到73%，溫升效應也遠超過國家標準GB763-90《交流高壓電器在長期工作時的發熱》中觸頭最大運行溫度值90℃要求，達到93℃。另外，從高壓斷路器實測統計數據結果分析可知，該批次110kV高壓斷路器主回路電阻均存在不同程度的主回路電阻增長過快、溫升效應明顯等問題。

三、LW25-126型斷路器溫升主回路電阻異常原因分析

高壓電氣設備在選型設計過程中，均會根據系統容量及開關設備的使用相關技術標準進行詳細的動穩定計算和熱穩定校驗，但在實際使用過程中，仍有較多復雜因素（如：生產原材料、觸頭接觸形式、接觸壓力等原因）導致高壓斷路器在使用過程中出現嚴重過熱問題。為了有效解決變電站110kV側LW25-126型斷路器主回路電阻超標及溫升過快問題，現場采用分段測量斷路器回路電阻方法，尤其對LW25-126型斷路的動、靜觸頭電阻進行現場反復測試。經現場詳細測試分析可知，110kV側LW25-126型斷路器導電排與導電桿間的接觸電阻增加比較多，在導電排表面出現過熱氧化變色等問題。結合斷路器結構分析，認為一方面是斷路器結構引起電阻增加，即由于導電排上金屬環四個螺栓在設計和安裝過程中，沒有相應的調整彈片，造成在斷路器在不斷開斷過程中引起松動，導致導電排與導電桿間接觸壓力不斷變小，甚至由于滲水等作用引起觸頭接觸面劇烈氧化，造成斷路器回路電阻增大;另一方面，斷路器觸頭表面由于生產質量水平存在問題，在運行過程中引起斷路器動觸頭出現灼燒問題，導致觸頭表明變色、發黑，引起主回路電阻不斷增加超標。

四、LW25-126型斷路器主回路電阻異常故障處理

從LW25-126型斷路器主回路電阻異常故障原因分析結果可知，引起110kV側LW25-126型高壓斷路器主回路電阻超標及溫升過快的主要原因，是由于斷路器設計結構和生產使用原材料存在相應質量問題。為了盡快排除故障，恢復變電站110kV側的正常運行，按照“最小影響范圍”的處理原則，先讓廠家提供備用斷路器進行替換存在故障的斷路器后，將存在主回路電阻過大及溫升過快的LW25-126型高壓斷路器進行返廠維修。在進行導體結構改進和觸頭更換處理后，經微水試驗、檢漏試驗等各項特性參數性能滿足相關規范要求后，重新托運到工地進行安裝調試。在所有安裝完畢后，為了確保斷路器主回路故障成功排除，采用PCIμΩ/5回路電阻測試儀對斷路器主回路電阻進行現場測試，并按照GB763-90《交流高壓電氣在長期工作時的發熱》要求，經分項溫升測試后，其測試后結果顯示，110kV側斷路器在經結構改進和觸頭更換處理后，其主回路電阻值及觸頭溫升均恢復到正常允許范圍（主回路電阻低于100微歐，溫升低于90℃），可以判斷110kV高壓無功補償柜溫升故障得到有效處理。

結束語

當斷路器主回路電阻值存在超標問題時，應結合現場檢測和試驗數據信息從設備材質、設備實際運行負荷電流、檢修工藝等諸多方面進行故障原因的詳查，并采取有效的技術措施對回路電阻超標進行科學處理，避免盲目處理，以提高高壓斷路器的安全可靠。經詳細的試驗數據統計分析、解體故障排查以及返廠更換處理，110kV斷路器主回路電阻超標故障得到有效處理，恢復和提高了線路的供電可靠性。

參考文獻

[1]陳剛，盧松城，紀青春.220kV斷路器防跳回路中異常問題分析及處理[J].電力系統保護與控制，2009（23）.