國網(wǎng)寧夏電力公司檢修公司 王 濤 馬文長

關(guān)于800kV斷路器故障及缺陷情況分析

國網(wǎng)寧夏電力公司檢修公司 王 濤 馬文長

斷路器是電力系統(tǒng)輸電過程中的重要設(shè)備，它能切斷或閉合高壓線路負(fù)載電流、空載電流、故障電流，與繼電保護(hù)配合，可快速切除故障，保證電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。它的性能好壞直接影響系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，文章闡述了幾起800kV斷路器在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障，并對其故障原因做了的分析。

斷路器；絕緣；儲能；滲油

1 斷路器在運(yùn)行情況簡介

現(xiàn)某地區(qū)系統(tǒng)在運(yùn)行800kV斷路器為甲廠所生產(chǎn)LW13-800型號的共計(jì)20臺，乙廠生產(chǎn)的LW55-800型號的共計(jì)30臺。其中LW13--800型斷路器驗(yàn)收及投運(yùn)以來，已出現(xiàn)多次故障及缺陷，影響了高壓電網(wǎng)，安全、可靠的運(yùn)行，本文對目前比較典型的缺陷進(jìn)行了分析。

2 某站800kV斷路器A相絕緣拉桿爆裂故障

7月25日，某公司生產(chǎn)的首臺LW13-800罐式斷路器在某變電站進(jìn)行帶電調(diào)試時(shí)，A相內(nèi)部出現(xiàn)接地故障。

2.1 現(xiàn)場調(diào)查分析

經(jīng)查，斷路器兩側(cè)的電流互感器差動保護(hù)動作。基本可以確認(rèn)斷路器內(nèi)部發(fā)生了接地故障。故障錄波圖顯示，斷路器合閘后經(jīng)過1.4s,電壓已經(jīng)到達(dá)穩(wěn)態(tài)后，A相斷路器內(nèi)部發(fā)生接地故障，故障電流約2100A，持續(xù)時(shí)間50ms。斷路器剛合涌流600多安培，1s多后衰減到200多安培。

7月27日～28日，對故障斷路器解體檢查，發(fā)現(xiàn)滅弧室內(nèi)部有較多的黑色粉末及一些黑色絮狀物，套管內(nèi)部也有黑色絮狀物，大罐中部絕緣支持臺周圍有大塊的黑色片狀物。最后，從中間工藝孔拍照確認(rèn)是絕緣拉桿爆裂。經(jīng)分析并形成了故障初步分析意見：

斷路器在合閘后1.4s發(fā)生短路故障，初步判斷故障為穩(wěn)態(tài)電壓下的絕緣擊穿故障。從解體情況看，發(fā)生故障的元件為絕緣拉桿，該拉桿是由瑞士Tyco Electric Axicom公司提供的成品組件。從具體放電路徑及燒損情況看，初步判斷為拉桿絕緣材料內(nèi)部放電，放電后電弧能量將層間絕緣體撕開爆裂，屬絕緣拉桿的質(zhì)量問題。

2.2 原因分析

根據(jù)拉桿殘骸顯示的一些現(xiàn)象，拉桿層間分離、層間有明顯的燃燒痕跡、拉桿內(nèi)表面沒有明顯的電弧痕跡等，認(rèn)為拉桿的爆裂是由于在拉桿的絕緣材料層間產(chǎn)生擊穿，較大的能量將拉桿撕開、炸裂。

3 某變電站800kV斷路器機(jī)構(gòu)儲能電機(jī)齒輪磨損

3.1 現(xiàn)場分析

××××年7月15日，檢修人員在對800kV罐式斷路器保護(hù)傳動過程中，斷路器在第三次分閘時(shí)C相斷路器拒分。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)試人員現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)C相斷路器在合，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、機(jī)構(gòu)未儲能。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際現(xiàn)象分析拒合原因?yàn)椋篊相機(jī)構(gòu)儲能傘齒輪脫扣造成電機(jī)長時(shí)間空轉(zhuǎn)，機(jī)構(gòu)無法儲能沒有能量而出現(xiàn)拒分現(xiàn)象。

××××年7月16日，某廠技術(shù)人員在更換某變電站罐式斷路器C相機(jī)構(gòu)儲能傘齒輪時(shí)（傘齒輪脫扣），發(fā)現(xiàn)斷路器C相機(jī)構(gòu)儲能傘齒輪磨損較嚴(yán)重。在驗(yàn)收人員的要求下，西開廠技術(shù)人員和驗(yàn)收人員對A、B兩相機(jī)構(gòu)儲能傘齒輪逐一進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)A、B兩相儲能傘齒輪也存在嚴(yán)重磨損（照片如下）。西開廠技術(shù)人員對A、B兩相機(jī)構(gòu)儲能傘齒輪也進(jìn)行了現(xiàn)場更換，但是更換后新的機(jī)構(gòu)儲能傘齒輪在傳動調(diào)試后仍然出現(xiàn)嚴(yán)重磨損現(xiàn)象。

3.2 原因分析

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際現(xiàn)象分析，造成磨損嚴(yán)重的可能因素為：

（1）儲能電機(jī)齒輪定位銷松動，導(dǎo)致齒輪軸向向電機(jī)方向退后將近2-3mm，齒輪在咬合異常的情況下進(jìn)行轉(zhuǎn)動，使齒輪磨損嚴(yán)重；另外，齒輪定位銷在齒輪抖動運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)更加速了定位銷的松動，最終導(dǎo)致了齒輪與電機(jī)軸的永久脫扣。

（2）機(jī)構(gòu)儲能傘齒輪裝配配合工藝問題。

（3）機(jī)構(gòu)儲能傘齒輪嚙合“軸向力”運(yùn)轉(zhuǎn)問題。（4）機(jī)構(gòu)儲能傘齒輪材質(zhì)問題。

3.3 建議處理措施

（1）生產(chǎn)廠家應(yīng)詳細(xì)查找分析800kV罐式斷路器機(jī)構(gòu)儲能傘齒輪磨損嚴(yán)重具體直接原因和間接原因。

（2）生產(chǎn)廠家應(yīng)查明傘齒輪在儲能過程中受到磨擦力是否為正常儲能阻力。

（3）傘齒輪與儲能電機(jī)轉(zhuǎn)子間的固定頂絲為面接觸，只在旋轉(zhuǎn)方向上起作用，而在轉(zhuǎn)子軸向方向上沒有起到固定作用，致使傘齒輪在儲能過程中受到阻力時(shí)向后退造成脫扣。

（4）必須采取徹底有效的處理措施，從根本上消除此類缺陷。

4 某變電站800kV斷路器頻繁打壓

4.1 現(xiàn)場情況

××××年12月15日在對某變電站800kV罐式斷路器機(jī)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)：斷路器儲能機(jī)構(gòu)本體普遍存在嚴(yán)重的滲漏油現(xiàn)象，經(jīng)過廠家技術(shù)人員現(xiàn)場分析，初步判定造成滲漏油原因?yàn)闄C(jī)構(gòu)疊簧限位裝置動密封橡膠圈工藝問題。廠家技術(shù)人員利用一天的時(shí)間對1、2、3、4號斷路器機(jī)構(gòu)疊簧限位裝置動密封圈進(jìn)行全部更換，消除了滲漏油現(xiàn)象。

××××年12月17日在對800kV罐式斷路器機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動時(shí)發(fā)現(xiàn)：某斷路器三相機(jī)構(gòu)泄壓嚴(yán)重；某斷路器A相機(jī)構(gòu)在合閘狀態(tài)下泄壓嚴(yán)重；某斷路器A相機(jī)構(gòu)在分閘狀態(tài)下泄壓嚴(yán)重。以上情況造成相應(yīng)的斷路器機(jī)構(gòu)頻繁打壓，致使驗(yàn)收工作無法正常進(jìn)行。廠家技術(shù)人員現(xiàn)場對控制模塊和儲能模塊進(jìn)行解體，發(fā)現(xiàn)由美國派克提供的密封圈發(fā)生變形，由圓柱形變成了方棱形或扁形。廠家技術(shù)人員解釋該斷路器液壓機(jī)構(gòu)上全部采用進(jìn)口密封圈，同時(shí)由美國派克公司和德國寶色霞板公司提供。廠家要求密封圈材料為耐低溫的丁晴橡膠材料，德國寶色霞板公司提供的密封圈全部符合要求,但是美國派克公司提供的密封圈中，混進(jìn)了一部分氟橡膠密封圈，不能耐低溫，因而導(dǎo)致斷路器泄壓嚴(yán)重。針對此問題，廠家技術(shù)人員利用兩天時(shí)間對斷路器機(jī)構(gòu)本體控制模塊和儲能模塊所有密封圈進(jìn)行了解體更換。

××××年12月驗(yàn)收后期，800kV斷路器普遍出現(xiàn)打壓頻繁現(xiàn)象，且同批次其它斷路器斷路器尤為嚴(yán)重，大部分800kV罐式斷路器機(jī)構(gòu)本體存在嚴(yán)重的滲漏油現(xiàn)象。

4.2 原因分析及整改措施

（1）密封圈中,混進(jìn)了一部分氟橡膠密封圈，不能耐低溫；

（2）密封圈發(fā)生變形，由圓柱形變成了方棱形或扁形。

發(fā)現(xiàn)問題后檢查其它同型號的斷路器機(jī)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)2臺也有滲漏情況，隨即對密封墊進(jìn)行了更換。

5 結(jié)束語

綜上所述，斷路器運(yùn)行后，經(jīng)過長期的分合，本體的絕緣會出現(xiàn)絕緣問題。與此同時(shí)斷路器液壓機(jī)構(gòu)均會出現(xiàn)滲油、齒輪卡澀等問題。特別800kV斷路器在電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間很短，在運(yùn)行中存在的安全隱患必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)消除，確保高壓電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]楊香澤.變電檢修[M].中國電力出版社,2005.

[2]《LW13-800斷路器使用說明書》西安電力開關(guān)有限公司,2010.

[3]《LW55-800斷路器使用說明書》河南平高股份有限公司,2010.

[4]趙婉君.高壓直流輸電工程技術(shù)[M].中國電力出版社,2007.