变电站断路器的运行情况及故障原因分析范城鸣

变电站断路器的运行情况及故障原因分析范城鸣
发布时间：2021-10-20T06:08:35.493Z 来源：《防护工程》2021年19期作者：范城鸣
[导读] 变电站断路器是电力系统中的重要设备之一，在电站设备中数量多、投资大，在电网中起着控制分配电能和保护设备的双重任务，其性能的可靠性直接关系到电力系统的安全运行。

当它发生故障时会引起电网事故或扩大事故，造成很大的经济损失及社会影响。

范城鸣
国网四川省电力公司甘孜供电公司四川省甘孜州康定市 626000
摘要：变电站断路器是电力系统中的重要设备之一，在电站设备中数量多、投资大，在电网中起着控制分配电能和保护设备的双重任务，其性能的可靠性直接关系到电力系统的安全运行。

当它发生故障时会引起电网事故或扩大事故，造成很大的经济损失及社会影响。

关键字：变电站；断路器；故障；原因
1.变电站断路器常见的故障原因及处理措施
变电站断路器常见的故障主要有三种，一是断路器拒绝合闸，二是断路器拒绝跳闸，三是断路器的误合跳闸。

1.1断路器拒绝合闸原因及处理措施
原因：变电站断路器在合闸或重合闸时，容易发生拒绝合闸的现象，主要是由于电气故障、机械故障的原因。

要准确判断断路器拒绝合闸故障，可以检查控制合闸运转的电源，回路熔丝，熔断器是否正常。

也可以观察接触器的触点是否损坏，仔细检测隔离开关和控制开关的按钮。

另外，也可以将控制开关档归零，检查合闸的铁芯是否正常。

除此之外，可以采用排除法，排除电气方面的故障，就可以判读为机械方面的故障。

处理措施：在处理断路器拒绝合闸之前要判断其故障是电气故障还是机械故障，具体的处理步骤是——首先，判断断路器跳闸的原因，确定跳闸的具体原因是线路问题还是预伏故障线路的问题。

如果是线路问题，就可以直接在故障的区域内投断路器。

其次，要根据断路器的类型选择不同的检测方法。

遇到油断路器或者断路器时要考虑油压或气压的正常情况，要将相关的指数控制在正常数值范围。

如果地域内合闸的数值不正常，就要及时查看并恢复油压和气压的数值。

最后，一旦工作人员的操作出现失误，就要检查合闸保险是否被烧毁，控制开关的复位速度是否过快，或转换的开关是否正常。

1.2断路器拒绝跳闸原因及处理措施
原因：变电站的电力运行中，断路器拒绝跳闸的危害性较大，主要原因是断路器的操作机构的机械部分故障或操作的回路中的出现电气故障。

一般情况下，当断路器发生拒绝跳闸故障时，工作人员应根据灯光的指示，判断跳闸回路的正常与否，如果红灯不亮，则说明跳闸回路不通。

在这种情况下，要检查万能转换开关的触点、断路器的辅助触点是否接触良好，检查操作电源空开跳闸的情况以及其损坏的情况。

另外，在断路器出现故障时，要及时判断是电气故障还是机械类故障，如果电气部分运转正常，可以继续检查是否是机械方面的问题，一旦电气部分不能进行正常的运转，就要在电气故障方面寻找原因。

处理措施：在电力系统中，高压断路器的运行中，出现拒绝跳闸的现象较多。

然而对于高压断路器的使用来说，如果出现决绝跳闸的现象，就会直接损毁电气设备，造成大面积的停电，以及严重的经济损失。

检修和维护断路器拒绝跳闸的故障，要求工作人员发现问题、处理问题的速度要快，具有较强的专业技术能力，准确判断断路器的故障情况，在必要的时候，采用手动分闸的方法进行处理。

如果情况不紧急，需要进行认真仔细断路器的分闸回路，排除拒绝跳闸的故障。

1.3分合闸不同期故障原因及处理措施
原因：断路器本身就具有合闸问题，在合闸上存在不同期或者不同性质的合闸表现，本身的触头跳动就是一种合闸的差异化表现，分合闸时间的长短因为其自身的问题也产生了不同的变化，分合闸时间因为不同期所以断路器本身的机械性能变化存在差异，会导致多次的操作失败，引起电力设备的故障。

合闸弹跳时间产生不同的原因是：相关联系的传动器开关存在间隙大、接触不良的问题，中心轴距和垂直距离本身存在问题，分合闸开关的时间是触头距离引起的，分合闸开关速度过高或者过低会引起合闸的时间差异。

差异时间由弹簧松动（指触头压力弹簧的压缩量）情况决定；分闸速度涉及分闸弹簧拉力、油缓冲器的油量以及绝缘拉杆内弹簧压缩量行程问题。

如果分闸与合闸的时期不同，那么会造成弹跳尺度大，分合闸速度缓慢的现象，降低分合闸的可持续发展和循环使用的强度，对后期的电力设备耐久
力埋下了隐患，严重影响了断电器的触头使用寿命，降低了开闸与断电本身的反映速度，严重影响了发泡的外形，引起了很多电力设备的故障和问题的产生，甚至还会导致爆炸现象出现。

处理措施：通过断路器测试仪测试结果，调整三相开距差值。

针对测试中合、分闸开距差异最大的一相，则在保证行程、超行程的前提下，调整合、分闸开距差异最大的一相，如该相合闸过早，或过迟，将该相的开距稍许调大或者调小点，只需调整该相绝缘拉杆上连接杆与传动杆之间距离，获得比较理想的同期参数最佳值。

行程、超行程和开距的测量方法如下：在断路器框架或手车底板上选择一个基准点，在断路器分闸时测量绝缘拉杆底部与基准点的距离A，把操作套筒套在主轴上，用手缓慢使断路器合闸，当动、静触头接触瞬间时小于可用万用表或蜂鸣器测量大于测量绝缘拉杆底部与基准点的距离B；继续使断路器合到合闸位置，测量绝缘拉杆底部与基准点的距离C。

则B-A=开距，C-B=超行程总行程。

2.变电站断路器故障实际案例分析
2.1事件发生
在2020年的2月28日下午2点，220kV变电站的AB线L3相发生故障，在故障发生的第一时间AB线立即做出保护动作，但是断路器出现三项跳闸状况，并导致变电站220kVII段母线停电，该断路器型号为3API DT FI，相关技术参数见表1。

表1 AB线断路器主要参数
2.2现场检查与处理情况
在故障发生以后，立即对220kV变电站一次设备外观和保护装置动作情况实施了细致检查，发现AB线、CD线的断路器均出现跳闸情况，将保护装置动作信息与后台监控得到数据信息进行对比分析，发现两者数据保持一致，对站内系统设备外观进行现场检查也未发现异常情况。

在对AB线、CD线的断路器断口实施交流耐压试验以后，发现试验数据均处于正常范围以内，对SF6气体分解物进行测试，在W相断路器测试中发现SO2，初步判定W相断路器中出现放电现象，经过专业仪器再次检测以后，断定W相断路器内部发生了放电现象。

在明确断路器故障以后，及时向调度中心申请了220kV AB线断路器暂不送电，并对2255W相断路器进行更换和耐压测试，待试验结果合格以后申请恢复运行，针对故障断路器则及时返厂进行解体分析。

2.3解体情况
对故障断路器进行解体以后，发现侧动触头胶注支架组装的绝缘筒与铸件散筒出现脱离情况，并且在灭弧断口处发现了黑色烧灼痕迹；对主导电回路单元进行解体，发现故障相主导电回路已经分离开来，可以判定维持在机械分闸状态，在动触头组装部件加热筒、镀银电极等部位均发现了烧灼痕迹，助推结构拔叉定位侧面出现较为明显的撞伤痕，导轨断裂、扭条变形情况也较为明显，对其他部件进行检查未发现明显异常。

结合上述故障断路器解体情况，对断路器故障发生原因进行归纳总结，主要表现为：（1）动触头支架胶装不够牢靠，导致分闸时出现松动状况，进而引发灭弧室断口开距无法达到设计标准，也就不能发挥切断故障电流作用；（2）为减少断路器分合闸时间，3API DT FI型号断路器应用了弧触头双向运动变开距灭弧设计原理，从侧面来看对助推结构零部件及配合程度也提出较高要求，一旦出现支架单元松动情况，导轨驱动销就无法准确拨动拨叉，再遭受到操作机构操作刀挤压影响，就会引发导轨变形、拔叉断裂现象；（3）断路器设备生产商开展动触头支架单元胶注工作，没有严格按照胶注工艺进行操作，导致绝缘筒表面残留胶量比较少，可以由此判定操作时未按要求进行涂胶。

2.4预防措施
为减少和防止断路器故障出现，就要在断路器设备采购时，对设备质量进行严格把关，并遵照电气装置安装和交接试验标准，对设备运行进行全面、细致试验。

同时对设备运行状况进行实时监测，并定期开展预防性试验工作，以确保断路器时刻保持稳定可靠运行状态。

结语
在实际的工作中，要积累并总结排除变电站断路器各种故障的方法，采取相应的措施，确保变电站在最短的时间内恢复正常送电，降低不安全事故的发生，稳定整个电力系统的运行，为社会经济的快速稳定发展提供有力的服务。

参考文献
[1]温伟.变电站断路器常见故障及检修要点分析[J].科技与创新,2020,14:153-155.
[2]曾仕超,陈靖国.变电站断路器常见故障及防控措施分析[J].机电信息,2019,21:88-89.。