高壓斷路器故障及產(chǎn)生原因

　　隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，用戶對電能質(zhì)量的要求也越來越高，保證電力系統(tǒng)的安全可靠運行也越來越重要。高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開關設備之一，在電網(wǎng)中起到控制和保護作用，即正常運行時通過開合斷路器來投入或切除相應的線路或電氣設備從而變換電網(wǎng)的運行狀態(tài)；當線路或電氣設備發(fā)生故障時，將故障部分從電網(wǎng)中快速切除，保證電網(wǎng)無故障部分正常運行。若斷路器不能在系統(tǒng)發(fā)生故障時正確動作、消除故障，就可能使事故擴大甚至發(fā)生系統(tǒng)崩潰。因此高壓斷路器性能優(yōu)劣、工作是否可靠是電力系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定運行的重要決定因素。 

 

　　由于受設計、生產(chǎn)、運行工況、檢修與維護、電動力及大電流沖擊等因素的影響，斷路器在系統(tǒng)中發(fā)生故障的幾率較大。下面詳細介紹高壓斷路器的故障及其產(chǎn)生原因。 

 

 

　　因絕緣問題而引發(fā)高壓斷路器故障發(fā)生的次數(shù)是最多的，主要有內(nèi)、外絕緣對地閃絡擊穿，相間絕緣閃絡擊穿，雷電過電壓擊穿，瓷套管、電容套管污閃、閃絡、擊穿、爆炸，絕緣拉桿閃絡，電流互感器閃絡、擊穿、爆炸等。其中以內(nèi)絕緣故障、外絕緣和瓷套閃絡故障發(fā)生次數(shù)較多。 

 

　�。ㄒ唬﹥�(nèi)絕緣故障。在斷路器安裝或運行過程中，斷路器內(nèi)出現(xiàn)的異物或剝落物可導致斷路器本體內(nèi)發(fā)生放電。此外，因觸頭及屏蔽罩安裝位置不正而引起的金屬顆粒磨損脫落也可導致斷路器內(nèi)部發(fā)生放電。 

 

　�。ǘ�）外絕緣和瓷套閃絡故障。主要原因是瓷套的外型尺寸和外絕緣泄露比距不符合標準要求以及瓷套的質(zhì)量有缺陷。由于斷路器與開關柜不匹配、柜內(nèi)隔板吸潮、絕緣距離不夠、爬電比距不足、無加強絕緣措施等原因?qū)е赂邏洪_關柜發(fā)生絕緣故障的次數(shù)也較多，主要有電流互感器閃絡、柜內(nèi)放電和相間閃絡等。此外開關柜內(nèi)元件有質(zhì)量缺陷也將導致相間短路故障。 

 

 

　　高壓斷路器的拒動故障包括拒分和拒合故障。其中拒分故障最嚴重，可能造成越級跳閘從而導致系統(tǒng)故障，擴大事故范圍。造成斷路器拒動主要有機械原因和電氣原因。 

 

　　（一）機械原因。機械故障主要由生產(chǎn)制造、安裝調(diào)試、檢修等環(huán)節(jié)引發(fā)。因操動機構(gòu)及其傳動系統(tǒng)機械故障而引發(fā)斷路器拒動占拒動故障65%以上，具體故障有機構(gòu)卡澀，部件變形、位移、損壞、軸銷松斷，脫扣失靈等。 

 

　�。ǘ�）電氣原因。由電氣控制和輔助回路故障而引發(fā)。具體故障有分合閘線圈燒損、輔助開關故障、合閘接觸器故障、二次接線故障、分閘回路電阻燒毀、操作電源故障，保險絲燒斷等。其中分合閘線圈燒損一般因機械故障而引起線圈長時間帶電所致；輔助開關及合閘接觸器故障雖表現(xiàn)為二次故障，實際多為接點轉(zhuǎn)換不靈或不切換等機械原因引起；二次接線故障基本是由于二次線接觸不良、斷線及端子松動引起。 

 

 

　　高壓斷路器的誤動主要是由二次回路故障、液壓機構(gòu)故障和操動機構(gòu)故障引起。 

 

　�。ㄒ唬┒�次回路。二次回路故障主要由因接線端子排受潮絕緣降低，合閘回路和分閘回路接線端子間發(fā)生放電而產(chǎn)生的二次回路短路引發(fā)。此外還有二次電纜破損、二次元件質(zhì)量差、斷路器誤動、繼電保護裝置誤動等原因。 

 

　�。ǘ�）液壓機構(gòu)。斷路器出廠時因閥體緊固不夠、裝配不合格、清潔度差而造成密封圈損壞，從而促發(fā)液壓油泄露或機械機構(gòu)泄壓，最終導致斷路器強跳或閉鎖。 

 

　�。ㄈ�）彈簧操動機構(gòu)。檢修斷路器時，因調(diào)整操動機構(gòu)分(合)閘摯子使彈簧的預壓縮量不當，導致彈簧機構(gòu)無法保持而引起斷路器自分或自合。 

 

 

　　少油和真空斷路器出現(xiàn)開斷與關合故障較多，主要集中于7.2~12kV電壓范圍內(nèi)。少油斷路器發(fā)生故障主要是因為噴油短路燒損滅弧室，導致斷路器開斷能力不足，在關合時發(fā)生爆炸；真空斷路器發(fā)生故障主要是因為真空滅弧室真空度下降，導致真空斷路器開斷關合能力下降，引起開斷或關合失��；SF6斷路器發(fā)生故障主要是由于SF6氣體泄漏或者微水含量超標引起滅弧能力下降。 

 

 

　　載流故障主要是由于觸頭接觸不良過熱或者引線過熱而造成。觸頭接觸不良是由于裝配過程沒有使動、靜觸頭完全對準或?qū)�準偏差過大，操作過程中滅弧室噴口與靜弧觸頭碰撞導致噴口斷裂造成開關事故。7.2-12kV電壓等級開關柜發(fā)生載流故障主要是由于開關柜中觸頭燒融或隔離插頭接觸不良過熱導致燃弧而引發(fā)。 

 

 

　　外力和其他故障主要為泄露故障和部件損壞，主要包括：氣動部分漏氣、液壓部分漏油、斷路器本體漏油等，約占此類故障的55%以上。 

 

　�。ㄒ唬┬孤豆收稀Ｖ饕�由氣動部分漏氣和液壓部分漏油引發(fā)（內(nèi)漏也引發(fā)打壓頻繁）。泄露一般由閥系統(tǒng)密封不嚴、密封圈(墊)老化損壞、壓力表接口部分泄露、壓力泵接頭質(zhì)量差和清潔度差而引起，此外安全閥動作值錯誤、環(huán)溫升高致安全閥誤動以及安全閥動作后不復位都會引發(fā)泄壓。由于生產(chǎn)制造水平的限制，國產(chǎn)斷路器液壓機構(gòu)露油現(xiàn)象普遍，SF6斷路器本體或者氣動部分泄露點主要位于表計和管路的接頭處。 

 

　�。ǘ�）部件損壞。易損壞的部件主要有傳動機構(gòu)部件、密封部件、閥體及拉桿等。損壞主要是由于傳動部件機械強度不足、密封部件質(zhì)量差而引起，此外安裝、檢修水平不高，發(fā)現(xiàn)隱患不及時也將使斷路器缺陷加劇而形成故障。密封件質(zhì)量差易老化或是安裝或檢修中，密封件因受損、安裝位置不正或緊固力過大而變形是密封件損壞的主要原因。 

 

　　七、結(jié)語 

 

　　高壓斷路器是電力系統(tǒng)中重要的控制和保護器件，其可靠動作關系到系統(tǒng)能否安全、穩(wěn)定和優(yōu)質(zhì)運行。對斷路器故障種類及原因的詳細分析可為系統(tǒng)的運行和檢修人員提供參考，為開展斷路器的在線監(jiān)測和狀態(tài)檢修工作提供依據(jù)。