SF_6断路器的故障原因及处理步骤分析

SF_6断路器的故障原因及处理步骤分析

郭瑞琦

（内蒙古电力（集团）有限责任公司巴彦淖尔电业局变电管理一处内蒙古巴彦淖尔市015000）

摘要：随着人们生活水平的提高，对电力的需求也随之加大，因此，电力系统得到了迅速的发展。现如今，SF6断路器成为电力系统中重要的控制设备，以自身较高的性能在电力系统中得到了广泛的应用。但是，在使用过程中仍然会有一些故障存在。

关键词：SF_6断路器；故障原因；处理步骤

1案例分析

某变电站的一个１１０ｋＶ的开关遭到雷电的袭击，开关的间隔出现了重合闸的问题。从开关的外观上来看，并没有异常的现象，但是经过对这个断路器进行测试后，明显Ａ相的电流远远高于Ｂ相电流和Ｃ相电流。变电站的试验班人员对这个断路器进行检查。检查采用了实验的方式，主要检查的内容包括绝缘电阻、开关的动作特性、回路电阻，并进行了交流耐压试验。通过这种检测方式就可以对开关内部的电弧故障问题进行检查，还可以用于测试断路器开关的ＳＦ６气体成分。这个间隔的断路器由杭州ＳＩＥＭＥＮＳ生产，型号是３ＡＰ１ＦＧ。

通过对断路器间隔的开关进行检查，所获得的试验结果如下：（１）连ＣＴ的开关绝缘电阻：Ａ相２２．５Ｇ，Ｂ相１７．４Ｇ，Ｃ相１７．８Ｇ；（２）断路器开关的动作特性，按照产品出产报告的内容，合闸为６５ｍｓ；分闸为１８ｍｓ。经过检测所获得的结果如下：Ａ相—合闸为６１．１ｍｓ，分闸为１６．８ｍｓ；Ｂ相—合闸为６１．１ｍｓ，分闸为１６．１ｍｓ；Ｃ相—合闸为５８．９ｍｓ，分闸为１６．４ｍｓ。合闸同期为１．２ｍｓ；分闸同期为０．３ｍｓ。（３）开关断口进行交流耐压试验的结果：７５ｋＶ、１ｍｉｎ，通过。（４）对开关ＳＦ６中所含有的气体成分进行测试，结果是：Ａ相—二氧化硫４．１３ｌ／Ｌ，硫化氢３．１５ｌ／Ｌ；Ｂ相—二氧化硫０ｌ／Ｌ，硫化氢０ｌ／Ｌ；Ｃ相—二氧化硫０ｌ／Ｌ，硫化氢０ｌ／Ｌ。按照电力设备预防性试验的规程中的相关规定，二氧化硫含量低于３ｌ／Ｌ，硫化氢低于２ｌ／Ｌ，测试Ａ相开关的ＳＦ６气体成分的结果显示已经超过规定值，所以测试人员需要对此予以关注。（５）对断路器开关的回路电阻进行测试，按照试验规程中的有关规定，要求测量值要低于制造厂规定值的１２０％。

本次测试采用了苏州翰东电气有限公司生产的回路电阻测试仪，经过３次测试获得数据如下：第一次测试结果：Ａ相１３６８μΩ；Ｂ相６９４μΩ；Ｃ相５７９μΩ；第二次测试结果：Ａ相３８μΩ；Ｂ相３６μΩ；Ｃ相３５μΩ；第三次测试结果：Ａ相３８μΩ；Ｂ相３９μΩ；Ｃ相３８μΩ。通过对测试所获得的数据信息进行分析，可以明确这些数据存在着一些特征：其一，Ａ相的测试数值要远远高于Ｂ相和Ｃ相，甚至超过了１０００μΩ，已经严重超过了正常的电阻值。其二，从３次测试结果来看，Ａ相测试结果存在很大的差距，非常不稳定，数据的３次测试几乎不存在重复性。其三，Ａ相与Ｂ相和Ｃ相之间的测试结果来看，数值相差比较大。其四，Ａ相的测试结果与以往的测试比较明显有所增加。通过采用测试的方式，对测试所好多额的数据信息进行分析可以明确，断路器Ａ相具有良好的绝缘效果，断路器开关的动作特性与有关的规定相符合。但是，Ａ相开关存在ＳＦ６气体成分严重超过规定标准的问题，回路电阻超过了规定标准，所以，经过解体分析后，断路器的特征如下：其一，在Ａ相触头处有黑色的粉末附着在上面，虽然量不多，但是表面上的毛刺以及花毛都非常明显。其二，动触头处发现有电弧烧灼后留下的痕迹。

2SF６断路器的故障

2.1气体泄漏故障

SF6断路器是少维护、长寿命断路器，为保证SF6断路器的长寿命，密封则成为SF6断路器的关键工艺技术之一。SF6断路器一旦发生大量泄漏或频繁性的泄漏，则其优点全部荡然无存（国标规定气体泄漏率为≤1%/年）。SF6气体泄漏的原因有很多，发生SF6气体泄漏故障后，应采取以下措施：

a.检查瓷瓶是否有破损，如果存在，立即汇报更换；

b.用较浓的肥皂液涂抹管路连接处或有疑问的部位，检查是否有砂眼或密封件不良等现象存在，如果存在，也应立即汇报并更换；

c.用包扎法（即塑料薄膜）包扎断路器的可能漏气的部位，查处漏点后，在条件允许的情况下现场更换密封胶圈，重新涂抹密封胶，解除漏气点的故障。如果条件不允许，设备需要返厂维修。

2.2灭弧室SF6气体微水超标

SF6断路器是采用SF6气体绝缘和灭弧的，所以对于SF6气体的水份含量有严格要求。水份含量大必影响到断路器内SF6气体的绝缘性能和灭弧性能。处理时，使用专用设备对故障断路器进行抽真空、干燥处理，直到断路器微水含量符合标准要求。抽真空时，应按DL/T603-1996《气体绝缘金属封闭开关设备运行及维护规程》中规定的程序作业。

A.真空度达到133Pa时开始计时，维持真空泵运转至少在30min以上；

B.停泵并与泵隔离，静观30min后才能读取真空度A；

C.在静观5h以上，读取真空度B，要求B-A≤67Pa合格，否则，要求先检测泄漏点。

2.3不储能

电机不转动。储能行程开关接点接触不良，将直接造成储能电机的两端电压过低甚至无电压，使电机无法转动。另外电机的换向器接触不良，绕组的烧毁将直接造成电机无法转动。发现电机不转动后，将断路器的一次、二次回路电源全部断开，用万用表检查行程开关的常闭接点，如果电阻较大，则应对其进行清洗或者更换；然后检测电机绕组两侧的电阻，若电阻不正常，则应考虑电机绕组的引线处是否脱焊，电机绕组是否烧坏。

电机转动不停而弹簧储不上能。在实际中，此类故障多数是由于棘爪的压紧弹簧疲劳、折断、脱落等造成的，也有少数是由于棘爪的端部严重磨损造成的。电机转动时，棘爪与凸轮上的缺口接触处由于以上原因会出现打滑现象，造成储能轴不停转动，但是弹簧储不上能。而行程开关始终处于闭合状态，以致电机转动不停。

发生以上故障后，首先检查棘爪的压紧弹簧是否有问题，若损坏，需要将弹簧进行更换；若压紧弹簧正常，可用手动机械对机构储能，看轴套是否转动，若不转动，则是减速箱内蜗轮、蜗杆等故障，更换减速箱部分。若轴套转动，在手动机械式对机构储能过程中，观察棘爪与凸轮缺口处是否接触良好，是否打滑，如有该现象出现，更换棘爪。

2.4断路器合不上闸

断路器是否能够正常合闸关键在于合闸脱扣器是否可靠释放合闸弹簧的能量，以及分闸掣子是否将分闸磙子可靠锁住，原因分析如下：

A.控制回路故障。储能电机行程开关接点接触不良、防跳继电器触点接触不良、辅助接点的常闭触点接触不良、SF6密度继电器接点接触不良等都可能造成合闸线圈无电压或电压过低，使断路器拒绝合闸或延长合闸时间。处理时检查储能电机行程开关触点、防跳继电器触点、辅助接点的常闭触点、SF6断路器密度继电器接点接触是否良好，如有接触不良现象，对相应的接点进行清洗或更换。

B.合闸线圈烧坏，将直接造成断路器无法合闸或合闸不到位等。部分合闸线圈由于特殊原因和周围环境（灰尘等）容易造成线圈的烧坏；卡涩现象可能是由于灰尘的进入等原因造成脱扣器动作时摩擦力增大。处理时，用万用表检测合闸线圈的电阻，如电阻高于或低于正常值过多时，则应更换该线圈；检查合闸脱扣器是否有松动和脱落现象，如松动或脱落则进行紧固；检查合闸脱扣器的铁心是否有卡涩现象，如有则将拆下，清洗脱扣器内部和铁心的污垢，完毕后将铁心复位。

C.出以上原因外，断路器绝缘拉杆的折断和脱落也是造成断路器合闸失败的原因之一。当确认确实是由于断路器的绝缘拉杆折断或脱落造成合闸失败，应将该断路器返厂进行维修。

需要注意的是：经过以上故障处理后的断路器，需要进行低电压试验，合格后方可投入运行。

结论

总之，随着电力的发展，变电器的性能问题受到了人们的广泛重视。SF6变电器成为电力系统中非常重要的设备。它优异的性能确保了电力系统的安全运行。但是，在SF6断路器的使用中，难免会发生相关的故障问题，这就需要维修人员充分了解断路器的常见故障以及解决措施进行日常的维护，以确保SF6断路器出现问题时能够得到及时有效的维修。

参考文献：

[1]蒋宜杰，王贺.SF_6断路器拒合故障分析及处理[J].四川水力发电，2017，36（04）：113-115.

[2]郭建华.SF6断路器故障原因分析与预防措施[J].石化技术，2017，24（07）：262.