陈书豪 于雷
国网新疆检修公司 新疆乌鲁木齐 830000
摘要：本文针对一起750千伏断路器低油压报警的事故进行分析，指出了事故的原因并提出了处理方法及防范措施，以此来提升电网运维检修人员的的技术水平，从而来保证电力设备的安全运行。
关键词：断路器；低压报警；储能齿轮；防范措施
引言
近年来，随着国家电网有限公司建设坚强智能电网新一代电力系统发展战略目标的逐步实施，公司所负责的750kV变电站运检业务量也随之增加。目前，新疆范围内750kV变电站共计21座，变电站在运的750kV SF6罐式断路器数量高达350台。SF6罐式断路器是利用SF6气体作为绝缘介质和灭弧介质的新型高压断路器，有着短路故障开断能力强，绝缘水平高，通流能力强，机械可靠性高的优点。断路器作为一个能快速切除故障电路的设备，若发生低油压的报警信号，则会影响断路器的正常运行，造成拒动的情况。而断路器的低油压报警也有很多种情况导致，如：报警回路故障、储能回路故障、储能电机烧损等。
1 750千伏罐式断路器结构与原理
1.1断路器灭弧室工作原理
断路器灭弧室采用混合压气式灭弧原理，当断开短路电流时，电弧能量扩散导致喷口喉部阻塞，使弧柱周围边界区压力急剧上升，同时气缸运动压缩气体，最终形成气吹以熄灭电弧。
断路器处于合闸位置时，正常的负载电流在动静主触头之间流过。执行分闸操作时，压气缸中的SF6气体被压缩，动静主触头分开，电流转移到动静弧触头之间流通；随着动静弧触头的分开，电弧开始在动静弧触头间形成；压气缸内压缩的SF6气体通过喷口产生强烈的气吹，吹动电弧，带走电弧能量及等离子体，在电弧过零熄灭后的极短时同内，恢短断口间绝缘强度，耐受住弧后恢复电压，完成熄弧过程。
1.2断路器结构
断路器为卧式布置，双断口串联结构，配液压弹簧操动机构。机构布置在罐体一端，通过水平连杆与灭弧室机构侧断口连接，而机构侧断口通过辅助绝缘拉杆与另一个断口连接，实现双断口的分、合闸联动。
灭弧室通过出线套管和高压线连接，罐体和出线套管之间安装穿心式电流互感器，每只套管下方可安装3-5只电流互感器。
2 事故描述与原因分析
2.1 事故描述
750千伏某变电站7551断路器，出厂时间：2015年9月，投运日期：2016年6月。于2020年04月13日15时45分25秒，7551断路器三相故障跳闸，后台上报7551断路器C相储能超时，低油压合闸闭锁、低油压分合闸闭锁信号。通过现场检查发现7551断路器C相液压机构无法建压，从而导致后台上报低油压报警信号。
2.2 原因分析
通过对7551断路器进行检查发现，7551断路器机构箱防护盖内部发现有油泵齿轮的断齿碎片，同时电机的钢制齿轮与油泵齿轮的啮合不足，其中C相油泵储能伞齿轮断齿3个，B相油泵储能伞齿轮断齿1个，如下图所示：
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通过现场检查分析判断，本次7551断路器C相机构无法储能的直接原因是储能伞齿轮有2个连续的齿牙断裂，导致储能电机齿轮无法与油泵齿轮啮合，电机空转运行至储能超时,从而导致低油压报警。
该型液压机构油泵齿轮为聚酰氨（尼龙）材料的工程塑料，电机传动齿轮为钢齿轮。液压机构的电机齿轮传动为钢齿轮与工程塑料齿轮啮合组成的锥齿轮传动，且电机转速高达4500rpm.经分析，工程塑料齿轮应为先出现磨损，后因啮合错位，造成啃齿，导致电机运转时出现齿轮磨损断裂，最终造成断路器无法建压。
3 暴露的问题和防范整改措施
3.1 暴露的问题
3.1.1 产品选材质量管控不严格。山东泰开高压开关有限公司对产品选材质量上把关不严，未对油泵齿轮的材质进行检验，对齿轮的质量验证不足，未充分考虑到不同材质的齿轮啮合转动时可能出现断齿的情况。
3.1.2 制造工艺不良。山东泰开高压开关有限公司在安装油泵齿轮和电机齿轮时把关不严，两种齿轮之间没有全部啮合到位，齿轮设计制造未进行改进。
3.2 防范整改措施
3.2.1 针对同类型断路器进行齿轮排查。目前共有液压碟簧机构174台，本次排查涉12座变电站65组断路器，对已出现问题的齿轮进行更换。
3.2.2 改进齿轮材料为高强度合金钢 40Cr, 经热处理提高齿轮的强度。厂内进行磨合试验，连续带负荷运转电机 100小时（折算分合操作约 10000次）， 磨合试验完成后，查看齿轮齿面属正常磨损。按照出厂试验规定，所有液压机构在厂内应完成400次磨合试验（分合算一次），磨合后检查齿轮磨损量控制在0.5mm以内。在正常运行过程中，电机启动次数很少，且每次转动的时间很短（约2~3秒），正常情况下不会产生异常磨损，更不会啃齿，如下图所示：
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断路器结构示意图
1、拆除电机引线，剪断绑扎带。
2、拆除大齿轮固定螺母、电机固定螺钉电机与小齿轮的紧定螺钉，将大齿轮、小齿轮分别从泵座偏心轴、电机拆卸掉，清除周边脏物、杂质。
3、将新大齿轮安装泵座偏心轴上固定,新小齿轮预装电机轴上, 紧固电机固定螺钉。
4、用手指轻压小齿轮，慢速转动大齿轮，观察调节，保证齿轮侧隙在齿轮转动时不松旷、不过紧，即以齿轮啮合侧隙尽量小、转动灵活为标准。
5、电机与小齿轮的紧定螺钉涂螺纹紧固胶，拧紧，大、小齿轮涂抹润滑脂。
6、检查确认装配无误后，用压线钳将线针压到电机的两根导线上，再用平口小螺丝刀将电机的两根导线分别压接到对应的端子上，并用绑扎带固定电机引线。接通储能电机电源，观察电机啮合有无异常。
7、安装罩壳前应打开储能电机电源空开再安装罩壳。
8、罩壳安装完成后，关闭储能电机电源空开。
参考文献：
[1]张志超,皮兆广,陈磊,崔猛.一起SB6型断路器低气压报警事故分析处理过程[J].电气开关,2012,50(02):89-90+93.
[2]朱锐锋，刘新伟.一起110千伏断路器拒分现象分析及处理方法[J].探索科学,2016-07