SF6斷路器滅弧室發熱缺陷分析

范敏，郭文筆，朱文彬，朱仁

(1.國網湖南省電力公司電力科學研究院，湖南長沙410007；2.國網湖南省電力公司湘西供電分公司，湖南湘西416000)

高壓SF6斷路器廣泛應用于電力系統中，是電力系統中最重要的保護和控制設備，其運行可靠性直接關系到電力系統設備的安全穩定〔1－2〕。實際運行經驗表明，斷路器長期運行可能會出現發熱缺陷，通常斷路器接線板發熱、表面污穢發熱容易發現和定性，但斷路器滅弧室內部發熱則較難判斷〔3－4〕。

文中對一起SF6斷路器滅弧室發熱缺陷進行了詳細分析，利用紅外熱成像、回路電阻測試發現并判斷缺陷，通過解體檢查驗證了試驗結論，最后針對SF6斷路器發熱缺陷提出了處理建議。

1 檢測過程

1.1 紅外熱成像

2016年3月 13日，某公司試驗人員在對110 kV某變電站進行紅外測溫時，發現410斷路器C相動觸頭底座法蘭和滅弧室頂帽異常發熱。紅外熱像圖譜如圖1所示。410斷路器可見光圖如圖2所示。懷疑該相斷路器內部導電回路存在接觸不良缺陷。該斷路器為山東泰開公司生產的 LW8—35AG型，2008年11月出廠，2010年1月投運。

圖1 斷路器紅外測溫圖譜

圖2 斷路器可見光圖

410斷路器下法蘭熱點溫度為12.8℃，A，B相同部位分別為8.4℃和8.3℃，溫差分別為4.4 K和4.5 K。頂帽溫度為11.8℃，低于下法蘭溫度。根據規程規定〔5〕，該熱像屬于 “以下法蘭和頂帽為中心的熱像”，下法蘭溫度大于頂帽溫度。初步判斷發熱原因為內部導電回路存在接觸不良缺陷。

1.2 SF6氣體帶電檢測

為判斷滅弧室內部是否存在放電或其他異常情況，對該斷路器開展了SF6氣體成分、濕度、純度檢測〔6〕， 結果見表 1。

表1 斷路器SF6氣體帶電檢測結果

根據規程規定，410斷路器 SF6氣體成分、濕度、純度均合格，判斷410斷路器滅弧室內部無嚴重放電缺陷。

2 停電試驗和解體

2016年5月6日，試驗人員對410斷路器進行了停電試驗，開展了回路電阻測試，對比歷年試驗數據，具體見表2，發現C相回路電阻達406 μΩ，遠超過廠家技術規定值50 μΩ。根據回路電阻測試結果進一步判斷發熱原因為內部導電回路接觸不良。

表2 斷路器處理前回路電阻測試結果 μΩ

為檢查410斷路器內部情況，驗證試驗結果分析，檢修人員對410斷路器滅弧室進行了解體檢查，該斷路器滅弧室結構如圖3所示，實物如圖4所示。

圖3 LW8-35AG斷路器滅弧室內部結構

圖4 LW8-35AG斷路器滅弧室內部實物

檢查發現動觸座與氣缸之間的帶狀觸指有明顯發熱燒傷痕跡，如圖5所示。

圖5 帶狀觸指有明顯的放電燒蝕痕跡

對該斷路器滅弧室進行整體更換，并開展了檢修后試驗，回路電阻測試合格，結果見表3。

表3 斷路器檢修后回路電阻測試結果 μΩ

3 原因分析

結合帶電檢測、停電試驗和解體檢查情況可判斷410 C相斷路器發熱缺陷是由于組裝工藝原因，該斷路器滅弧室內動觸座與帶狀觸指接觸不良，回路電阻增大，使得導電回路發熱，C相滅弧室比其他兩相溫度高，由于動儲座位于動觸頭上，靠近下接線板，因此下法蘭溫度高于頂帽溫度，與紅外測溫結果一致。長期發熱導致斷路器動儲座和帶狀觸指均被嚴重燒蝕。

4 結論與建議

1)介紹了一起SF6斷路器滅弧室發熱缺陷，并基于紅外熱成像、回路電阻試驗和滅弧室解體情況對故障原因進行了分析。

2)此次發熱缺陷原因為斷路器滅弧室內動觸座與帶狀觸指接觸不良、回路電阻增大導致的發熱，長期發熱使得斷路器動儲座和帶狀觸指均被嚴重燒蝕。

3)隨著運行時間增加，SF6斷路器滅弧室發熱缺陷頻發，各地市公司應加強紅外精確測溫工作，如發現測溫異常特別是滅弧室存在發熱缺陷應及時停電進行回路電阻測試，試驗數據必須嚴格滿足產品說明書規定值要求，遇到回路電阻異常的應及時解體檢修，防止斷路器滅弧室長期發熱影響斷路器絕緣和滅弧性能。

〔1〕中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.高壓交流斷路器:GB 1984—2014〔S〕.北京:中國標準出版社，2014.

〔2〕中華人民共和國國家能源局.高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求:DL/T 593—2016〔S〕.北京:中國電力出版社，2016.

〔3〕陳寶怡.紅外診斷技術在高壓斷路器內部發熱故障中的應用〔J〕. 高壓電器， 2011， 47(5):92-95.

〔4〕顏湘蓮，王承玉，楊韌，等.應用SF6氣體分解產物的高壓開關設備故障診斷 〔J〕.電網技術，2011，35(12):118-123.

〔5〕中華人民共和國國家發展和改革委員會.帶電設備紅外診斷應用規范:DL/T664—2008〔S〕.北京:中國電力出版社，2008.

〔6〕國家電網公司.輸變電設備狀態檢修試驗規程:Q/GDW 1168—2013〔S〕.北京:中國電力出版社，2014.