1、關(guān)于 SF6高壓斷路器的幾種故障原因分析和處理方法關(guān)鍵詞：SF6斷路器，故障，分析，處理Keyword :SF6 circuit breaker ， fault， analysis ， treatment摘要： 對SF6高壓斷路器的簡單介紹，對SF6高壓斷路器在實際運(yùn)行中出現(xiàn)的幾種故障進(jìn)行原因分析，并提出處理方法。Abstract :the brief introduction of SF6 circuit breaker, the faults occurred in practical service for the SF6 circuit breaker are analyzed in

2、detail and the solution is put forward.引言在電力系統(tǒng)中，高壓斷路器是發(fā)、輸、變、配電環(huán)節(jié)接通、分?jǐn)嚯娐泛捅Ｗo(hù)電路的重要設(shè)備之一。它既能切換正常負(fù)荷電流和空載電流，又可在系統(tǒng)發(fā)生故障時配合繼電保護(hù)裝置迅速斷開故障點。為此，要求高壓斷路器必須可靠工作，以保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。高壓斷路器按其滅弧介質(zhì)分類有多種，常見的可分為：SF6高壓斷路器、真空斷路器、油斷路器等。在我國電力系統(tǒng)主網(wǎng)（也稱城網(wǎng)）中，油斷路器所占比例已經(jīng)大大減少，根據(jù)2005 年底統(tǒng)計，華北網(wǎng)無油化率81.04，河北南網(wǎng)無油化率88.93，目前占主導(dǎo)地位的是真空斷路器和SF6斷路器，尤其在 11

3、0kV及以上電力系統(tǒng)中，SF6斷路器占有絕對的主導(dǎo)地位。SF6斷路器是以SF6氣體為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)的斷路器。SF6氣體屬于惰性氣體，純凈的SF6氣體是無色、無味、無毒的，是當(dāng)今電力系統(tǒng)中較為理想的絕緣和滅弧介質(zhì)。SF6斷路器的滅弧原理自該型斷路器投入市場以來共經(jīng)歷了三代更新：第一代壓氣式，第二代熱膨脹式，第三代自能式。目前在電力系統(tǒng)中廣泛推崇的是第三代自能式斷路器，它充分利用電弧的“阻塞效應(yīng)”， 來提高滅弧室SF6氣體壓力，從而達(dá)到滅弧的目的。當(dāng)今部分廠家在“自能式”的基礎(chǔ)上，推出了“觸頭雙動原理”的斷路器， 該設(shè)備的操作功較其它設(shè)備的操作功降低了65%左右，大大減少了對基礎(chǔ)的沖擊力。幾種

4、故障原因分析和處理方法1. SF6斷路器本體故障1.1SF 6氣體泄露故障SF6斷路器是少維護(hù)、長壽命斷路器，為保證SF6斷路器的長壽命，密封則成為 SF6斷路器的關(guān)鍵工藝技術(shù)之一。SF6斷路器一旦發(fā)生大量泄漏或頻繁性的泄漏，則其優(yōu)點全部蕩然無存（國標(biāo)規(guī)定SF6斷路器的SF6氣體泄露率為1%/年） 。因此各生產(chǎn)SF6斷路器的斷路器廠家從解決SF6氣體泄露方面大下改進(jìn)措施。 SF6氣體泄露的原因有很多，比如：密封膠的失效、密封膠圈的老化、瓷瓶破損、 砂眼等。 那發(fā)生SF6氣體泄露故障后，該如何解決呢？主要采用以下措施：a. 檢查瓷瓶是否有破損，如果存在，立即更換；b. 用較濃的肥皂液涂抹管路連接

5、處或有疑問的部位，檢查是否有砂眼或密封件不良等現(xiàn)象存在，如果存在，立即更換。檢查時可；c. 用包扎法（即塑料薄膜）包扎斷路器的可能漏氣的部位，比如：管路的連接處、瓷瓶連接處等，靜止12 小時后，使用定性/定量SF6氣體檢漏儀檢測包扎處（現(xiàn)場使用定性檢漏儀檢測即可）。查處漏點后，在條件允許的情況下現(xiàn)場更換密封膠圈，重新涂抹密封膠，解除漏氣點的故障。如果條件不允許，設(shè)備需要返 廠維修。1.2 滅弧室內(nèi)SF6氣體微水超標(biāo)SF6斷路器是采用SF6氣體絕緣和滅弧的，所以對于SF6氣體的水份含量有嚴(yán)格要求。水份含量大必影響到斷路器內(nèi)SF6氣體的絕緣性能和滅弧性能。處理方法：使用專用設(shè)備對故障斷路器進(jìn)行抽真

6、空、干燥處理，直到斷路器微水含量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。抽真空時，應(yīng)按DL T 603 1996氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)規(guī)程中規(guī)定的程序作業(yè)。（ 1 ） 真空度達(dá)到133 Pa 時開始計時，維持真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)至少在30min 以上；（ 2）停泵并與泵隔離，靜觀30min 后才能讀取真空度A；（ 3）再靜觀5 h 以上，讀取真空度B，要求 B A 67 Pa（極限允許值133Pa）合格，否則，要先檢測泄漏點。1.3 斷路器主導(dǎo)電回路電阻超標(biāo)測量回路電阻主要是檢查斷路器本體一次主導(dǎo)電回路的裝配工藝或運(yùn)行中有否變化，如固定接觸部位螺絲是否壓緊，動接觸部位彈簧緊力、觸頭居中程度等。電力系統(tǒng)對斷路器的主回路

7、電阻有專門特殊的規(guī)定，所以斷路器的主回路電阻要求必須小于標(biāo)準(zhǔn)要求。但是在安裝、檢修期間也常常發(fā)生主回路電阻超標(biāo)的問題，如110kV 斷路器曾經(jīng)出現(xiàn)大于200 的故障現(xiàn)象。斷路器主回路電阻是否滿足要求關(guān)鍵在于斷路器的接觸部位是否接觸良好，一般來說動接觸（如動、靜觸頭）的問題多一些?；芈冯娮璩瑯?biāo)的原因很多，以下總結(jié)了三相機(jī)械聯(lián)動式斷路器和三相電氣聯(lián)動式斷路器回路電阻超標(biāo)的一些 原因。（ 1）三相機(jī)械聯(lián)動式斷路器（主要針對110kV 及以下斷路器）該類斷路器采用一個操動機(jī)構(gòu)，通過連桿傳動，實現(xiàn)三相分合閘。三相機(jī)械聯(lián)動式斷路器需要在現(xiàn)場三相連接調(diào)整，如瓷柱的固定、連桿的連接、氣體管路的連接，這種連接調(diào)

8、整會提高主回路電阻不合格故障的發(fā)生率。a. 檢查斷路器本體是否有位移、地腳固定的螺栓是否有松動。斷路器本體位移直接影響斷路器在合閘狀態(tài)下，連桿的推動使瓷柱發(fā)生位移，既而影響到動靜觸頭接觸行程減少，回路電阻超標(biāo)。處理方法：輕微移動瓷柱，緊固固定螺栓，測量主回路電阻，直到合格。b.檢查一次線與斷路器兩個接線端子之間是否有污垢存在。處理方法：清除兩者之間的污垢。c.檢查連桿系統(tǒng)的螺栓是否有脫落、折彎，連桿是否有彎曲現(xiàn)象發(fā)生。處理方法：更換連桿，更換不合格的螺栓并緊固。d.檢查機(jī)構(gòu)箱內(nèi)合閘彈簧的狀態(tài)，彈簧的強(qiáng)度不夠，也可能造成合閘沒有完全到位，主回路電阻偏大。處理方法：更換合閘彈簧。e.斷路器主動靜觸

9、頭的燒傷也是造成回路電阻不合格的原因。一般來說，由于斷路器熄弧時應(yīng)只燒蝕滅弧觸頭，主觸頭應(yīng)永不燒損，不會影響回路電阻值，但在實際運(yùn)行中確實發(fā)現(xiàn)過主觸頭燒損現(xiàn)象。處理方法：更換動靜觸頭。（ 2）三相電氣聯(lián)動式斷路器三相電氣聯(lián)動式斷路器由于本體三相間為電氣聯(lián)動，所以不存在相間機(jī)械聯(lián)動移位問題。三相電氣聯(lián)動式斷路器安裝時，主要考慮運(yùn)輸過程中對回路電阻造成的影響；運(yùn)行后回路電阻超標(biāo)原因與三相機(jī)械聯(lián)動式斷路器的b、 d、 e 項相同，在此不再重復(fù)介紹。2.操動機(jī)構(gòu)相關(guān)故障根據(jù)斷路器的故障調(diào)查，44% 的大故障與39.4% 的小故障與操動機(jī)構(gòu)有關(guān)，操動機(jī)構(gòu)是目前最容易出問題的部件。液壓操動機(jī)構(gòu)的小故障率比

10、彈簧操動機(jī)構(gòu)高七倍， 而氣動機(jī)構(gòu)的小故障率比彈簧操動機(jī)構(gòu)高二倍，這也是當(dāng)今電力系統(tǒng)中彈簧操動機(jī)構(gòu)比較受寵的重要原因。本節(jié)主要針對配用彈簧操動機(jī)構(gòu)SF6斷路器對部分故障進(jìn)行分析和處理。2.1 不儲能（ 1）電機(jī)不轉(zhuǎn)動儲能電機(jī)電氣回路如圖1 所示，儲能行程開關(guān)XK1 、 XK2 的接點接觸不良，將直接造成儲能電機(jī)的兩端電壓過低甚至無電壓，使電機(jī)無法轉(zhuǎn)動。另外電機(jī)的換向器接觸不良，繞組的燒毀將直接造成電機(jī)的不轉(zhuǎn)動。XK1XK2圖1發(fā)現(xiàn)電機(jī)不轉(zhuǎn)動后，將斷路器的一次、二次回路電源全部斷開，用萬用表檢查行程開關(guān)的常閉接點，如果電阻較大，則應(yīng)對其進(jìn)行清洗或者更換；然后檢測電機(jī)繞組兩側(cè)的電阻，若電阻不正常，則

11、應(yīng)考慮電機(jī)繞組的引線處是否脫焊，電機(jī)繞組是否燒壞。緊急情況下，需要更換儲能電機(jī)，對更換下來的電機(jī)進(jìn)行維修。若是直流電機(jī)，還應(yīng)考慮碳刷與換向器的接觸情況，若接觸不良，更換碳刷。2）電機(jī)轉(zhuǎn)動不停而彈簧儲不上能在實際工作中，此類故障多數(shù)是由于棘爪的壓緊彈簧疲勞、折斷、 脫落等造成的， 也有少數(shù)是由于棘爪的端部嚴(yán)重磨損造成的。電機(jī)轉(zhuǎn)動時，棘爪與凸輪上的缺口接觸處由于以上原因會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，造成儲能軸不停轉(zhuǎn)動，彈簧儲不上能。而行程開關(guān)始終處于閉合狀態(tài)，以致使電機(jī)轉(zhuǎn)動不停。發(fā)生故障后，首先檢查棘爪的壓緊彈簧是否有問題，若損壞， 需要將彈簧進(jìn)行更換；若壓緊彈簧正常，可用手動機(jī)械對機(jī)構(gòu)儲能，看軸套是否轉(zhuǎn)動，若

12、軸套不轉(zhuǎn)動，則是減速箱內(nèi)蝸輪、蝸桿等故障，更換減速箱部分。若軸套轉(zhuǎn)動，在手動機(jī)械式對機(jī)構(gòu)儲能過程中，觀察棘爪與凸輪缺口處是否接觸良好，是否打滑，如有該現(xiàn)象出現(xiàn)，更換棘爪。2.2 合不上閘故障合閘的成功與否關(guān)鍵在于合閘脫扣器是否可靠釋放合閘彈簧的能量，以及分閘掣子是否將分閘磙子可靠鎖住，原因分析如下：（ 1） 控制回路故障。合閘電氣回路如圖2 所示， 儲能電機(jī)行程開關(guān)XK3 的接點接觸不良、防跳繼電器觸點FJ1 接觸不良、輔助接點DL2 的常閉觸點接觸不良、SF 6密度繼電器接點MK1 接觸不良等都可能造成合閘線圈HQ 無電壓或電壓過 低，使斷路器拒合或延長合閘時間。處理方法：檢查儲能電機(jī)行程開

13、關(guān)XK3 觸點、防跳繼電器觸點FJ1 觸點、輔助接點DL2 的常閉觸點、SF6密度繼電器接點MK1 觸點接觸是否良好，如有接觸不良現(xiàn)象，對相應(yīng)的接點進(jìn)行清洗或更換。DL1FJ2FJFJ1 DL2HQ XK3 MK1圖2（ 2）合閘電磁鐵燒壞、脫落或卡澀，將直接造成斷路器合閘不動作或合閘不到位等。 部分合閘電磁鐵由于特殊原因和周圍環(huán)境（灰塵等）容易造成線圈的燒壞；電磁鐵脫落則是由于斷路器在分、合閘操作中產(chǎn)生的振動造成的，長期的振動可使電磁鐵的固定螺栓松動，甚至脫落；卡澀現(xiàn)象可能是由于灰塵的進(jìn)入等原因造成脫扣器動作時摩擦力增大。處理方法：用萬用表檢測合閘線圈的電阻，如電阻偏離正常值過大，則更換該線

14、圈； 檢查合閘脫扣器是否有松動和脫落現(xiàn)象，如松動或脫落則進(jìn)行緊固；檢查合閘脫扣器的鐵心是否有卡澀現(xiàn)象，如有則將拆下鐵心，清洗脫扣器內(nèi)部和鐵心的污垢，完畢后將鐵心復(fù)位。（ 3）合閘磙子和合閘掣子由于長期的摩擦，表面難免有凹凸現(xiàn)象，這樣使合閘磙子和合閘掣子脫離時的摩擦力增大；另外， 合閘磙子和合閘掣子因為灰塵等因素的影響，也會增大摩擦力，使轉(zhuǎn)動時困難。所有這些原因都可能造成合閘電磁鐵保持帶電而斷路器不能合閘。處理方法：檢查合閘磙子和合閘掣子的表面有無裂痕及凹凸現(xiàn)象，合閘磙子轉(zhuǎn)動時有無卡澀和偏心現(xiàn)象。轉(zhuǎn)動時卡澀，則對其進(jìn)行清洗；如轉(zhuǎn)動時偏心或表面有裂痕和凹凸現(xiàn)象，則更換相應(yīng)部件。（ 4） 分閘掣子組

15、件的回轉(zhuǎn)彈簧疲勞或回轉(zhuǎn)軸卡澀，在對斷路器進(jìn)行合閘操作時，分閘磙子使分閘掣子抬起，待觸頭閉合，分閘磙子回落到位時，分閘掣子因以上原因沒有回轉(zhuǎn)到位，使分閘磙子失去支撐，斷路器跳閘。處理方法：檢查分閘掣子組件，確認(rèn)回轉(zhuǎn)軸是否卡澀，如卡澀，則對回轉(zhuǎn)軸進(jìn)行清洗，如不卡澀則考慮分閘掣子組件的回轉(zhuǎn)彈簧疲勞程度，更換相應(yīng)部件。（ 5）除以上幾種可能造成斷路器合閘失敗的原因外，另外斷路器絕緣拉桿的折斷和脫落也是造成合閘失敗的原因之一。處理方法：當(dāng)確認(rèn)確實是由于斷路器的絕緣拉桿的折斷或脫落造成合閘失敗，基于SF6 斷路器的結(jié)構(gòu)和對環(huán)境的特殊要求，該故障只能返廠進(jìn)行更換絕緣拉桿的處理。需要注意的是：經(jīng)過以上故障處理

16、后的斷路器，需要進(jìn)行低電壓試驗，合格后方可投入運(yùn)行（對合閘來說一般不要求進(jìn)行低電壓特性檢測，除非用戶的訂貨技術(shù)條件中有規(guī)定才做試驗。） 。2.3 分不開閘故障分閘的成功與否關(guān)鍵在于分閘脫扣器是否成功釋放分閘彈簧的能量，故障原因分析如下：（ 1）控制回路故障。分閘電氣回路圖如圖3 所示，輔助接點DL3 的常閉觸點接觸不良、SF6密度繼電器接點MK2 接觸不良等都可能造成分閘線圈TQ 無電壓或電壓過低，使斷路器拒分。處理方法：檢查輔助接點DL3 的常閉觸點、SF6密度繼電器接點MK2 是否接觸不良，如接觸不良，則進(jìn)行清洗或更換。DL3TQ MK2圖3（ 2）分閘電磁鐵燒壞、脫落或卡澀等，將直接造成斷路器分閘不動作。處理方法：用萬用表檢測分閘線圈的電阻，如電阻偏離正常值過大，則更換該線圈； 檢查分閘脫扣器是否有松動和脫落現(xiàn)象，如松動或脫落則進(jìn)行緊固；檢查分閘脫扣器的鐵心是否有卡澀現(xiàn)象，如有則將拆下鐵心，清洗脫扣器內(nèi)部和鐵心的污垢，完畢后將鐵心復(fù)位。（ 3）分閘磙子和分閘掣子由于長期的摩擦，表