断路器常见故障分析与处理方案

发表时间:2020/4/22   来源:《电力设备》2020年第1期   作者:王海江
[导读] 摘要:断路器是电力系统发电厂及变电站的重要设备,本文主要对其常见故障进行分析,并提出处理方案,以供参考。
        (河南石油勘探局水电厂)
        摘要:断路器是电力系统发电厂及变电站的重要设备,本文主要对其常见故障进行分析,并提出处理方案,以供参考。
        关键词:断路器 故障分析 处理
        0 引  言
        河南油田电网由110kv、 35kv输电线路、变电站、开关站及配电线路、变配电设施构成。断路器作为高压开关设备,在油田电网各变电站应用广泛,其可以关合并承载、开断正常运行下的电流,同时在规定的时间内,安全切断故障短路电流、过电流故障,以有效保护变配电设备。但在变电站运行过程中,断路器故障较多,影响了油田电网供电可靠性。因此对断路器主要故障原因进行分析具有重要意义。本文在分析断路器常见故障的基础上,提出了一些方案对策,以供探讨,进而有利于促进油田电网的稳定、安全、长远发展。
        目前,油田电网使用的断路器主要有六氟化硫气体断路器(SF6)和真空断路器。
        1断路器常见故障及分析
        断路器常见故障有:断路器拒绝合闸、断路器拒绝跳闸、 断路器偷跳或误跳、断路器灭弧介质异常。
        引起断路器故障的主要原因有电气回路故障和机械部分故障。
        1.1拒绝合闸
        拒绝合闸往往是在合闸或重合闸时发生的故障,其原因为电气回路故障或机械部分故障。
        断路器拒绝合闸的原因:
        1)合闸电源消失,如合闸电源、控制电源的空气开关未合上或接触不良。
        2)就地控制柜内合闸电源小空开未合上。
        3)断路器合闸闭锁动作,信号未复归。
        4)断路器操作控制柜内“远方-就地”选择开关在就地位置。
        5)控制回路断线。
        6)同期回路断线。
        7)合闸线圈及合闸回路继电器烧坏。
        8)操作继电器故障。
        9)控制把手失灵。
        10)控制开关接点接触不良。
        11)断路器辅助接点接触不良。
        12)操作机构卡涩故障。
        13)直流电压过低。
        14)直流接触器接点接触不良。
        15)直流两点接地。
        1.2拒绝跳闸
        断路器拒绝跳闸的原因:
        1)跳闸电源消失,如跳闸空开、控制空开未合上或接触不良。
        2)就地控制柜内跳闸电源小开关未合上。
        3)断路器跳闸闭锁动作,信号未复归。
        4)断路器操作控制柜内“远方-就地”选择开关在就地位置。
        5)控制回路断线。
        6)跳闸线圈及跳闸回路继电器烧坏。
        7)操作继电器故障。
        8)控制把手失灵。
        9)控制开关接点接触不良。
        10)断路器辅助接点接触不良。
        11)操作机构故障。
        12)直流电压过低。
        13)直流两点接地。
        1.3 偷跳或误跳故障
        若系统无任何短路或接地故障,继电保护没有动作,断路器自动跳闸称为“偷跳”或“误跳”。
        断路器“偷跳”或“误跳”的原因:
        1)保护误动或错误整定。
        2)电流、电压互感器回路故障。
        3)二次绝缘不良。
        4)直流系统发生两点接地。
        5)合闸维持支架与支子变形,分闸锁扣维持不住。
        6)电动储能操作机构故障。
        1.4断路器灭弧介质异常
        (1)SF6断路器
        SF6 压力异常,可先检查气压表读数,对比压力温度曲线,以确定是否有误。造成SF6 压力降低的原因有:
        1)SF6 气体泄漏。
        2)SF6 气体密度继电器失灵。
        3)SF6气体表计指示有误。


        (2)真空断路器
        真空断路器真空度降低,正常巡视时要注意玻璃屏蔽罩(真空泡)的颜色应无异常。特别要注意断路器分闸时的弧光颜色,正常呈微蓝色,真空度降低则变为橙红色。主要原因有:
        1)使用材料气密情况不良。
        2)金属波纹管密封质量不良。
        3)调试过程中,行程超过波纹管范围,或者超程过大,受冲击力太大。
        2断路器常见故障的处理对策
        2.1断路器拒绝合闸的处理
        当电动合闸失灵时,首先要判定是机械部分故障还是电气回路故障。合闸时合闸铁芯动作判断是机械部分故障,合闸铁芯不动作判断是电气回路故障。
        (1)电气回路故障
        1)检查直流电压是否正常(直流电压不得低于额定电压80%)
        2)控制电源、合闸电源的空气开关是否合上或接触不良。
        3)就地控制柜内合闸电源小空开是否合上,电压是否正常。
        4)断路器合闸闭锁动作、信号是否复归。
        5)断路器操作控制柜内“远方-就地”选择开关是否在远方位置。
        6)控制回路有无断线、接头松动接触不良现象。
        7)合闸线圈及合闸回路继电器有无烧坏现象。
        8)控制把手是否失灵。
        9)控制开关接点接触是否良好。
        10)断路器辅助接点接触是否良好。
        11)检查红绿灯指示和弹簧储能电机的好坏,经过检查逐步排除故障,调整后再合闸送电。
        (2)机械部分故障
        1)合闸操作后若发现断路器没有合上,是机械部分故障要立即切断控制电源,防止合闸线圈烧坏。
        2)操作机构卡涩、弹簧拉力疲劳、支子脱扣、电机绕组匝间短路、齿轮打滑等故障应及时汇报电力调度及上级,对其进行检修、试验,调整更换损坏的部件。
        2.2断路器拒绝跳闸的处理
        如果是工作人员的正常分合断路器而造成的拒跳,在情况较为紧急的情况下,可以尝试别的跳闸方法,同时也可以采用手动跳闸的方法。但断路器停电后,则需要认真、仔细地检查断路器的跳闸回路。
        跳闸控制回路出现问题时,应检查:
        1)直流电压是否正常(直流电压不得低于额定电压80%)。
        2)跳闸空开、控制空开是否合上或接触不良。
        3)就地控制柜内跳闸电源小开关是否合上且电压正常。
        4)断路器跳闸闭锁动作,信号是否复归。
        5)断路器操作控制柜内“远方-就地”选择开关应在远方位置。
        6)控制回路有无断线、接头松动接触不良现象。
        7)跳闸线圈及跳闸回路继电器有无烧坏。
        8)控制把手是否失灵。
        9)控制开关接点接触是否良好。
        10)检查直流系统有无接地。
        11)断路器辅助接点接触是否良好。
        12)操作机构有无故障。
        2.3偷跳或误跳故障处理
        发现这种情况应进行认真检查,确认系统无故障,保护未动作,无任何事故征象,检查直流系统是否有接地,是否由于直流两点接地造成的,现场断路器有没有受到振动。当断路器跳闸后,应将有关情况进行汇报,按有关的调度规程进行操作。
        2.4断路器灭弧介质异常处理
        (1)SF6断路器灭弧介质是六氟化硫气(SF6)气体。
        六氟化硫气体主要存在气体泄漏故障。正常巡视检查中,应在 SF6断路器运行时对其压力表进行检查,如果在温度相同的情况下,两次巡视压力表的读数相差超过了0.01-0.03MPa,(并没有达到报警压力)就要对漏气情况进行全面的检查。应先对瓷瓶进行检查,如果是由于瓷瓶的损坏造成的气体泄漏,应对瓷瓶进行更换。如果发现瓷瓶并无问题,应用检漏仪和浓肥皂液对相关的连接处进行涂抹,来检查是否存在漏气的地方,如果发现问题应及时更换。同时,也可以运用一些密封胶进行密封,来解决漏气故障。
        (2)真空断路器的灭弧介质是真空泡内高真空度
        真空断路器在真空泡内开断电流并进行灭弧,而真空断路器本身没有定性、定量监测真空度特性的装置,所以真空度降低故障为隐性故障,其危险程度远远大于显性故障。
        处理方法:
        1)在进行断路器定期停电检修时,必须使用真空测试仪对真空泡进行真空度的定性测试,确保真空泡具有一定的高真空度。
        2)当真空度降低时,必须更换真空泡,并做好行程、同期、弹跳等特性试验。
        3)如果没有条件对断路器真空泡测试真空度,每年检修时应使用工频耐压检查灭弧室的真空度。
        3结束语
        以上是对断路器在运行过程中出现的典型故障进行分析,并提出了处理的方法,但是在断路器的使用过程中,难免会发生其他相关的故障问题,这就需要维修及运行人员充分了解断路器的工作原理、性能及构成,以便于对断路器进行更加全面的日常维护及故障处理,缩短故障停电时间,为油田的原油生产提供可靠的电力保障。
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