220kVSF6断路器分闸不成功原因分析及措施

陈显贺

摘要：SF6断路器是切断或闭合高压回路的电气设备，在电网中具有保护与控制的双重作用，结构大体分为：导流部分、绝缘部分、操作机构部分。液压操动机构是断路器操动机构的一种，具有分合闸平稳、机械特性配合好等优势，多应用于高电压等级的断路器中。液压机构在断路器分合操作中必须在规定时间内以驱动灭弧机构将电网断开和关合以保障电网的正常安全运行。本文结合某SF6断路器分闸故障实例，对220kVSF6断路器分闸不成功原因进行分析。

关键词：220kv SF6断路器分闸;不成功;

1 SF6断路器概述

1.1 SF6断路器的分类

SF6 断路器，是以SF6气体为绝缘介质的断路器。它与空气断路器同属于气吹断路器，不同之处在于：①工作气压较低;②在吹弧过程中，气体不排向大气，而在封闭系統中循环使用。由SF6断路器的结构不同可以将其分为瓷柱式SF6断路器、落地罐式SF6断路器。瓷柱式SF6断路器的灭弧装置主要安置在支持瓷套的顶部，在操作过程中主要根据绝缘杆进行控制，落地罐式SF6断路器的灭弧装置在接地金属罐的中心，通过标准的绝缘件对其进行有效支撑，两种SF6断路器的优缺点如表1所示。

1.2 SF6断路器灭弧原理

SF6断路器灭弧首先要利用操作机构，例如绝缘杆，通过其拉杆作用使得动触头、压力缸和绝缘喷嘴进行运动，从而会在压力活塞与压气缸之间形成一个压力。在触头分离的过程中会出现电弧，此时在压力的作用下压气缸中的六氟化硫气体将电弧熄灭，此时触头处于分闸位置，且整个灭弧过程均是在分闸过程中完成的。由此可见，SF6断路器的灭弧原理十分简单。

2 220kv SF6断路器分闸不成功故障实例探讨

2.1案例概况

某22Okv变电站采用的是SF6断路器，此类断路器的结构特征为：双断口带并联电容器构造。220kv变电站线路A相突现隐患，故障危机出现，在这期间断路器出现了保护动作跳闸，同时引发了与之相关的其他断路器主保护的跳闸问题，在这期间SF6中的故障电流依然存在，未能切除，而且保护程序已经开启。同时，220kv二母线电压消失，对应的故障电流也逐步消失。

2.2 现场检查与试验

2.2.1 断路器常规试验

某断路器发生故障后，试验人员立即到现场开展检查，发现断路器外观正常，三相均处于“分闸”指示位置。查看保护装置的故障录波图，发现某断路器A相一直存在连续的故障电流，直到母联断路器和2号主变断路器保护跳闸后故障电流才消失。为了查找故障原因，试验人员对某断路器进行了回路电阻、气体成分等常规试验。回路电阻试验断路器导电回路的电阻主要取决于动、静触头2015年第38卷第6期Vol.38No.6的接触电阻，接触电阻的存在会增加导体通电时的损耗，使接触处的温度升高，从而影响断路器的载流能力以及切断电流的能力。本次试验采用直流压降法，用大电流测量，解决了氧化薄膜导致测量误差大的问题。

2.2.2断路器现场检查

（1）断路器现场检查，重点对SF6断路器中的SF6气体的分解产物加以检查、测试，具体检测项目包括：露点（℃）、微水含量、HZs、502、CO（uL/L）。经检测发现：A相SF6内部的二氧化硫、硫化氢的含量都偏离了常规数值，余下的各种成分则相对处于正常值范围。

（2）断路器解体检查，绝缘拉杆顶端链接位置出现了脱落、松动的现象，而且拉杆上半部分的螺纹依然处于接头中，却找不到豁胶的痕迹，经观察可以确定拉杆和接头二者彻底脱离开来，无法豁结在一起，甚至能够灵活转动，开启灭弧室，仔细检查看到其中出现了大规模的粉状物，经过科学的检查鉴定得出：是电弧出现时，S6F遇到高温将被分解，从而形成粉状物。经过仔细分析得出：短路电流始终流经两类触头，使得电弧持续出现，而且灭弧室中存在电弧，其能电离出一定的气体，从而造成了静触头、动触头被灼烧，出现了受损现象。

（3）解体检修时，环境的空气相对湿度不得大于80%，工作场所应干燥、清洁，并应加强通风;检修人员应穿尼龙工作衣帽，戴防毒口罩、风镜，使用乳胶薄膜手套;工作场所严禁吸烟工作间隙应清洗手如面部，重视个人卫生。

（4）断路器解体中发现容器内有白色粉末状的分解物时，应用吸尘或柔软卫生纸拭净，并收集在密封的容器中深埋，以防扩散。切不可用压缩空气吹或用其他使粉末飞扬的方法清除。

（5）断路器的金属部件可用清洗剂或汽油清洗。绝缘件应用无水酒精或丙酮清洗。密封件不能用汽油或氯仿清洗。一般应全部换用新的。

（6）断路器容器内的吸附剂应在解体检修时更换，换下的吸附剂应妥善处理防止污染扩散。新换上的吸附剂应先在200～300℃的烘箱中烘燥处理12小时以上，待自然冷却后立即装入断路器，要尽量减少在空气中的暴露时间。吸附剂的装入量为充入断路器的SF6气体质量的1/10。

2.4 分闸不成功的成因分析

经过以上各种测试、检验后，结合sF6气体分解产物的检测能够得出以下结论：s6F断路器的故障源自其A相，具体故障成因为：螺旋链接脱落，使得绝缘拉杆无法同顶端连杆牢固、紧密地链接在一起，这就使得分闸、合闸操作中，绝缘拉杆出现了自旋转、灵活自转问题，导致机构传递过程中出现了虚位，而且造成静触头、动触头的分闸不能彻底进行，为故障电流的传递提供了可乘之机。所谓的故障成因的判断也相对复杂，单纯通过观察分闸时间、交流耐压试验等来对故障成因做出简单的判断也是相对不客观、不合理的，例如：分闸同期性试验不能真实地体现出断路器分闸不到位问题，更重要的是设备自身也有一定的绝缘余度。

2.5 故障解决对策

针对发现的问题，对某断路器A相绝缘拉杆连接部位进行了处理，在绝缘拉杆的连接部位增加了销钉，并确保粘胶完好，使绝缘拉杆与上端接头紧固连接。针对220kV断路器分闸不成功故障，对断路器进行了常规试验、断路器解体检查，最终查明故障原因并进行了处理。为了预防类似故障的再次发生，提出以下建议：将故障断路器A相本体进行更换，并对同型号的断路器做好标记和巡查，按照本文提出的方法进行技术改造。对于断路器三相试验数据，检修试验人员不仅要进行横向对比，还要与历年试验数据进行纵向分析。运维人员应按规程要求对检修后的设备进行测试，并通过红外测温、紫外成像等技术手段对设备进行特巡特维。

参考文献：

[1] 赵云学，李彧，李科军，张铎，曹兵.1100kVSF_6断路器合闸电阻研究[J].电气时代，2018（07）：104-105.

[2] 艾则孜江·阿不都克力木，阿布都艾海提·麦麦提艾力.220kV升压站SF_6断路器的改造方法研究[J].科技创新导报，2017，14（17）：42+44.

[3] 布马丽亚·卡迪尔，艾克拜·阿不力孜.220kV升压站SF_6断路器的改造及使用[J].科技创新导报，2017，14（14）：86-87.

[4] 郭树永，龙启.一起500kVSF_6断路器拒动故障分析[J].广西电力，2017，40（02）：64-66.

[5] 郑吓耕.110kVSF_6断路器爆炸的原因分析[J].红水河，2017，36（01）：109-112.