试议SF6断路器常见故障分析及对策

试议SF6断路器常见故障分析及对策

方志明

江西柘林水电厂江西九江332000

摘要：随着电力系统的发展,断路器成为其主要控制设备,它在电力系统中发生故障时,断路器和继电器相互配合,降低输电线路中的电流大小,从而避免线路中事故现象的进一步扩大。SF6断路器工作过程中利用SF6气体作为保护气体,具有较强的灭弧能力,能够有效降低其工作过程中燃弧时间,减少触头烧损情况,提高其使用寿命。同时它还具有较强的绝缘性,使设备结构更加紧凑。现阶段SF6断路器已经成为高压输电线路中非常重要的开断设备,且具有较大的发展前景。

关键词：SF6断路器；故障；对策

在电网行业中SF6断路器因其自身的优势，现在已经基本代替了油断路器。SF6断路器所使用的灭弧气体是SF6气体，具有强灭弧能力、高耐电强度等特点，它在重量、体积、开断性能、载流能力、绝缘性能、环境适应性等方面都超过了油断路器，以其维护方便、使用寿命长和安全可靠等优势，在电力系统中广泛使用，并对电力系统的稳定、安全的运行起到了尤为重要的作用。

1、SF6断路器的运行原理、结构及优势

1.1SF6断路器运行原理

SF6断路器采用的是自能式灭弧结构，主要是利用压气缸之内的高压热膨胀气流与碰口电弧的堵塞效应将高压气缸之中的气体压力在断路器分闸处提高。SF6断路器由本体结构(采用三相共箱式结构)、操作机构、灭弧装置三部分组成。具有结构简单，体积小，重量轻，断流容量大，灭弧迅速，允许开断次数多，检修周期长，是今后电力系统推广应用的方向。SF6断路器的操作分为两种：一种是分闸操作；另外一种是合闸操作，以下是对这两种操作的介绍。

（1）分闸操作。SF6断路器的分闸操作是通过弹簧操动机构控制支座的内拐臂拉动绝缘拉杆使喷口向下，再通过主触头与静触头的分离产生一定的电弧，这些电弧通过燃烧会产生比较高的温度，随后就会产生高压气体，当高压气体流入压气缸之后会提升压气缸内的压力，压气缸之内的高压气体可以从动弧触头喉部喷出，从而熄灭电弧，达到短路的目的。

（2）合闸操作。SF6断路器的合闸操作是通过弹簧操动机构控制支座的内拐臂拉动绝缘拉杆使喷口向上运动，这样就达到了合闸的状态，然后SF6气体进入压气缸之内，等待着下一次的SF6断路分闸操作。

1.2SF6断路器的优势

SF6断路器相比油断路器有着非常明显的优势，并且在应用过程中也有着非常好的表现效果。其中SF6断路器的主要特点是利用SF6气体来作为绝缘和灭弧的介质，这种气体不仅能够最大限度的提高绝缘的效果，同时也没有油断路器那么大的重量，特别是在进行SF6气体负电性突出和SF6气体超强的混合优势能够更好的提高SF6断路器的应用质量。其中主要表现在以下几方面内容：在电网运行过程中，电网系统中的电流中的自由电子可以被气体分子进行作用，从而产生负离子，负离子会降低导线导电功能，这样就可以起到明显的绝缘效果。同时，电弧间的介质也可以在第一时间恢复，这样灭弧的功能就可以加以实现。而SF6气体在与电子相遇时，二者之间可以进行完全的融合，这样就会形成负离子集合体，从而最大限度的提高了绝缘效果。

2、日常巡视检查

我们在使用SF6断路器时，应该未雨绸缪，在日常工作中就注意对SF6的巡视检查，可以极大的减少SF6断路器发生故障的频次。①检查SF6断路器的基础杆，有无锈蚀或者脱焊现象，检查接地装置是否安装牢固，检查基础杆是否发生错位。②检查断路器外壳和操作机构箱的完整性，有无锈蚀，变形，外绝缘部分是否洁净完整，是否存在裂缝和存在放电的痕迹，运转时应该无声，检查是否有异味，检查断路器的分合闸线圈是否有焦糊味或者烧坏的痕迹。③检查SF6的气体泄漏报警器是否运转良好，检查阀门和管路的密闭性，管道上禁止堆积杂物，管道必须牢固固定。检查时注意，不要在SF6设备防爆膜附近逗留，防止SF6气体冲出，造成人身伤害。④检查分合闸的指示是否正确，必须确保三相一致。检查密度继电器的固定程度，检查压力表指示是否正常，电缆的插口是否松动，检查弹簧机构的位置，并且弹簧是否能够储能。⑤检查控制箱中二次线的绝缘性，端子排的绝缘性，是否出现发霉，是否出现松动，辅助开关的位置是否正确，密封效果如何等等。

3、检修维护频次

①对每台断路器建立台账，对其的年动作次数、正常操作次数和由于故障发生的次数都分别记录，便于检修。②每月需要检查端子箱的密封性，清理杂物。停电时，对设备进行彻底清扫，按照规定，对操作机构添加润滑油。③每季度检查防误闭锁装置的完好性。④每年需要做的工作有:定期给断路器的转动和传动装置上润滑剂，并且操作三次，确保运转正常，定期对关键元件，例如压力开关、压力表、接触器、继电器等元件校验，确保各元件的正常性。至少对SF6气体泄漏报警器进行一次测试，检查其的完好性，至少检查一次安全阀的运转，至少检查一次加热器的运转状态。以上检修维护，可以根据断路器发生故障的频次或者日常使用情况，酌情调整。

4、常见故障和处理

4.1SF6气体泄漏

运行中如果出现SF6气体泄漏，或者压力突然降低，会导致严重后果，断路器没有了SF6气体的绝缘保护，会发生击穿或者爆炸，而且SF6气体还会对人身造成伤害，发生故障的原因主要是密封垫老化，瓷套有裂痕，气体管道密封性查，压力表或者密度继电器接触不良等。发生重大泄漏后，必须先对人员进行疏散，及时制止气体泄漏，然后抢修人员穿专业防护服和戴面罩进行抢修，检查最后一次SF6的充气记录，用检漏仪进行检漏，检漏完毕必须及时补气，先用SF6气体吹扫Ss，排除空气，如果湿度高，用电热吹风确保管路的干燥，充气压力可以略微大于平时使用的压力。

4.2SF6断路器接触电阻故障

动静触头接触电阻故障，发生的原因多为动、静触头表面氧化，触头的接触面上有杂物或者碳化物，接触面太小，接触压力下降，会造成正常电流通过时发热，会灼伤周围的绝缘层或者将触头烧熔化，影响断路器的正常跳闸，甚至发生拒动现象，检修的关键是测量回路的接触电阻，继而检查断路器本体一次导电回路的运行是否正常。

4.3SF6微水超标

正常状态下的SF6气体，无色无味，绝缘性能良好，有灭弧性能，但是，如果在湿度大的状态下，电气性能会明显下降，而且在恶劣环境下，一旦发生温度猛烈下降，气体中的水汽会在固体表面闪络，造成爆炸的严重后果，当气体中的水分超标时，会在电弧分解后，产生可以和水发生反应的氟硫化合物，产生具有强烈腐蚀性的氢氟酸等化学物质，严重腐蚀绝缘材料和金属元件，减少绝缘性。发生微水超标的原因主要是新的SF6气体水分不合格，在有水分的情况下进行充气，绝缘件有水分存在，吸附剂有水分，渗透人的水分，设备渗漏过程中引人的水分，此故障时可以通过一些措施避免的，在SF6气体在初次使用时，就要进行气体湿度测量，看其水分是否达标，充气时，尽量选择干燥、低湿度的天气，测量前用干燥的氮气或者用新的SF6气体，提前对管道进行5s的吹扫。

结语

SF6断路器的安全运行是电力系统正常运行的保证，它的安全运行水平直接影响企业的经济效益和社会效益。SF6断路器的结构复杂，材质要求精细，检修的周期较长，但检修的费用高，形成的故障不易找到，原因较多，后果较为严重，所以我们要做好各方面的管理维护工作，预防故障的发生。要严格按照说明书操作，加强工作人员的培训，出现故障时，才能迅速及时的处理，从而提高线路供电可靠性，保证电网的安全、经济和稳定运行。

参考文献

[1]吴佩新.SF6高压断路器常见故障分析及注意事项[J].石河子科技,2013.

[2]薛垂义.运行中SF6断路器的常见故障分析及现场检修、维护要点探讨[C].山东电机工程学会2012年度学术年会论文集.2012.

作者简介

方志明（1979.11）男，江西乐平人，南昌大学电气工程及其自动化，本科，工程师，单位：江西柘林水电厂，研究方向：开关刀闸检修