李振 王康伟
国网新疆电力有限公司检修公司 新疆乌鲁木齐 830002
摘要:本文主要概述了一起750千伏断路器内部故障跳闸的情况,通过现场检测分析找到故障发生原因,并对设备检修有了新的启示。
关键词:750千伏;断路器;故障
一、设备概况
2020年05月08日,750千伏某变在750千伏线路首检后恢复送电过程中,合上75522隔离开关时(母线侧隔离开关,不在检修范围内),750千伏II母母线、线路差动保护动作,750千伏Ⅱ母失压。
二、现场检测情况
(1)外观检查:750千伏线路7552断路器C相外观无异常,断路器本体及套管压力气室压力正常。
(2)SF6气体分解产物、微水、纯度试验:测试结果显示,7552断路器C相灭弧室SF6气体分解产物、微水含量严重超出《输变电设备状态检修试验规程》中SO2≤1μL/L,H2S≤1μL/L,微水≤300μL/L的要求,A、B相断路器气室测试结果无异常。
(3)断路器主绝缘电阻检查:对7552断路器绝缘电阻进行测试。通过测试发现,C相断路器对地绝缘整体偏小,且断路器Ⅱ母侧断口绝缘明显偏小。
(4)由研究线路光纤差动保护及750千伏II母母线差动保护动作时序及故障录波图得到:从母差保护和线路保护故障电流及动作情况分析,当75522隔离开关合闸时(系统电压平稳,无过电压现象),750千伏Ⅱ母向故障点提供故障电流,7512、7520、7542断路器C相感受到故障电流,7552断路器母差用CT7、CT8无故障电流流过,判断故障点位于断路器CT7至母线之间,同时750千伏线路保护用CT1、CT2有故障电流流过(一次电流4.5千安培),因此判断故障点位于7552断路器CT2至断路器Ⅱ母侧断口之间。
三、断路器解体情况
现场对7552断路器C相气体回收开盖内检,发现靠Ⅱ母侧合闸电阻击穿,并有黑色电阻片碎块散落在罐体底部,一个合闸电阻聚四氟乙烯护套断裂后脱落在罐底。
解体发现断路器罐体内部机构侧散落有合闸电阻碎片、电阻保护套;断路器机构侧与主断口并联的第四柱合闸电阻部分电阻片炸裂,两个电阻保护套破裂;电阻端部屏蔽A(第一柱和第二柱电阻使用的端部屏蔽)对罐体内壁存在明显的放电烧蚀点;电阻端部屏蔽B(第三柱和第四柱电阻使用的端部屏蔽)对电阻端部屏蔽A存在放电烧蚀点。
放电途径:1.电阻端部屏蔽A首先对罐体内壁放电,造成第四、第三、第二柱合闸电阻流过故障电流(红色标注);2.后因电阻端部屏蔽B对电阻端部屏蔽A发生放电,第二、第三柱电阻被短路,电流仅作用于第四柱合闸电阻,引起第四柱合闸电阻片温度急剧升高炸裂,进而导致电阻保护套断裂脱落,放电伴随着高温电弧,使绝缘支撑杆被熏黑(绿色标注)。
四、故障原因分析
推测合闸电阻正下方可能存在金属碎屑等异物,当隔离开关由冷备转热备时,隔离开关操作至快到位时,电弧产生造成高频电压,在合闸电阻下方的异物场强瞬间增大并击穿,产生放电通道,合闸电阻由于流经单相短路电流热崩溃而炸裂。
五、启示
1.设备厂家应对合闸电阻位置的场强分布进行核算,避免合闸电阻周围存在局部场强过大。
2.新设备出厂前应经过200次的操作,保证动静触头充分磨合,避免投运后设备多次动作后产生金属碎屑等异物。