一起断路器回路电阻超标的故障分析

黄强 滁州供电公司

一、引言

高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备，如果断路器接触电阻过大，将会使触头在正常工作电流下过热，特别是当通过故障短路电流时，会使触头局部过热，严重时甚至可能造成触头烧熔，从而影响断路器的跳闸时间和开断能力，甚至发生拒动情况。因此，在断路器安装后、大小修之后，都需进行断路器回路电阻试验[1-3]。

110kV 及以上的高压断路器，其回路电阻包括触头座与静侧支撑座之间、气缸与动侧支撑座之间、活塞与气缸之间、合闸状态下活塞与静触头之间的接触电阻，高压断路器回路电阻超标的风险在于合闸状态下活塞与静触头之间的接触电阻超标，而有些时候回路电阻超标的原因在于触头座与静侧支撑座之间的接触电阻超标[4-6]。

二、案例分析

2020 年4 月，在某变电站多台110kVLw型断路器的例行检查中，发现这些直阻均超标。以某台断路器为例，其出厂值为26μΩ，本次测量值为69μΩ，其试验标准为不超过45μΩ，为找出原因，对该组断路器进行了拆解分析。

首先测量从触头座与动侧支撑座的直阻，结果为68μΩ。然后跳过触头座，直接测量静侧支撑座到动侧支撑座直阻，结果为29μΩ，属于正常范围。于是测量静侧支撑座到触头座的直阻，结果为46μΩ，明显超过正常范围。判断直阻超标的主要问题在静侧支撑座到触头座之间，直阻超标有可能是静侧支撑座到触头座接触不良（见图1）。

在拆除静侧支撑座到触头座紧固螺栓前，用力矩扳手按照出厂标准157N·m 进行了检测，发现紧固螺栓大约还可以收紧小半圈，紧固后复测，直阻测量值为45μΩ，与紧固前差距不大。排除该原因导致缺陷的可能性。

将静侧支撑座从触头座上拆除进行观察：发现静侧支撑座到触头座接触面上有明显的氧化膜，经打磨后复装，开关直阻为28μΩ，属于正常范围。此外，对其他多台断路器进行同样流程解体，结果与上述检查结果雷同（见图2、图3）。

原因分析：

综合上述回路检查，断路器极柱并无明显问题，直阻超标的直接原因在于静侧支撑座到触头座接触电阻过高，经过解体检查，发现静侧支撑座到触头座接触面上有明显的氧化膜，如图2、图3，却未见导电膏痕迹。

原因一：

在之前的解体过程中，发现紧固螺栓的紧固程度未达到设计要求，虽然紧固前后接触阻值不变，但是未达标的紧固螺栓可能会加剧接触面的氧化速度。

原因二：

导电膏又叫电力复合脂，并非良导体，它在接触面上的导电性是借“隧道效应”实现的，所以导电膏在接触面不可涂得太厚。在现场施工时，很多施工单位都是在业主要求的情况下才使用导电膏，因为有一些观点认为使用了导电膏之后，反而会导致过热。实际上这些案例往往是导电膏使用不当造成的。①导电膏使用过多，有些施工单位把导电膏涂地厚厚的，觉得反正紧固之后多余的导电膏自然就被排出了，实际上非良导体的导电膏，如果无法实现“隧道效应”，只会增加接触面电阻，造成过热。②导电膏适合使用在接触后不移动的情况，比如设备线夹，但对于断路器、闸刀这种会有分合动作的设备来说，导电膏混合污秽之后，不但不能实现“隧道效应”，反而会增加接触面电阻，造成过热。而根据本案例的厂家安装规范，安装时也应涂抹一层薄薄的导电膏。

三、解决方案

1.厂家

（1）动侧支撑座用于在现场与导线线夹连接，而厂家应明确动侧支撑座与静侧支撑座的连接在厂家装配完成，并保证安装工艺，如果有必要在现场装配，应做好安装工艺监督。

（2）紧固螺栓应该保证受力合适，宜采用力矩扳手，避免因螺栓松动加剧接触面的氧化速度。

图1 断路器内部结构

图2 静侧支撑座氧化情况

图3 触头座氧化情况

2.试验人员

当断路器回路电阻超标时，应考虑到支撑座到触头座接触面可能接触不良，特别是如果同一个站批量出现这个现象，有可能是出厂时候或者现场安装时忽视了这个安装工艺，试验人员不要急着报缺陷，应先排除支撑座到触头座接触面接触不良的可能性。

四、结束语

高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备，其回路电阻一旦超标，就属于严重缺陷，需要尽快处理，避免触头在大电流下变形甚至烧熔。但是本文中的案例并不是由于触头的接触电阻超标造成的[7-9]。

高压断路器的回路电阻包括触头座与静侧支撑座之间、气缸与动侧支撑座之间、活塞与气缸之间、合闸状态下活塞与静触头之间的接触电阻，本文的案例属于静侧支撑座到触头座接触电阻过高，试验人员在现场试验时应充分考虑到这种可能性，避免小题大做。110kV 及以上的断路器一般高度超过6 米，如果需要处理静侧支撑座到触头座接触电阻过高的缺陷，需要使用升高车，这会给检修工期带来麻烦。所以断路器在安装时，一定要注意保证安装工艺，避免漏抹导电膏。