關於SF6高壓斷路器的幾種故障原因分析和處理措施

2021-08-16 21:40:38 字數 4758 閱讀 5919

幾種故障原因分析和處理方法

1. sf6斷路器本體故障

1.1sf6氣體洩露故障

sf6斷路器是少維護、長壽命斷路器,為保證sf6斷路器的長壽命,密封則成為sf6斷路器的關鍵工藝技術之一。sf6斷路器一旦發生大量洩漏或頻繁性的洩漏,則其優點全部蕩然無存(國標規定sf6斷路器的sf6氣體洩露率為≤1%/年)。因此各生產sf6斷路器的斷路器廠家從解決sf6氣體洩露方面大下改進措施。

sf6氣體洩露的原因有很多,比如:密封膠的失效、密封膠圈的老化、瓷瓶破損、砂眼等。那發生sf6氣體洩露故障後,該如何解決呢?

主要採用以下措施:

a. 檢查瓷瓶是否有破損,如果存在,立即更換;

b. c. 用較濃的肥皂液塗抹管路連線處或有疑問的部位,檢查是否有砂眼或密封件不良等現象存在,如果存在,立即更換。檢查時可;

d. e. 用包紮法(即塑料薄膜)包紮斷路器的可能漏氣的部位,比如:

管路的連線處、瓷瓶連線處等,靜止12小時後,使用定性/定量sf6氣體檢漏儀檢測包紮處(現場使用定性檢漏儀檢測即可)。查處漏點後,在條件允許的情況下現場更換密封膠圈,重新塗抹密封膠,解除漏氣點的故障。如果條件不允許,裝置需要返廠維修。

f. 1.2滅弧室內sf6氣體微水超標

sf6斷路器是採用sf6氣體絕緣和滅弧的,所以對於sf6氣體的水份含量有嚴格要求。水份含量大必影響到斷路器內sf6氣體的絕緣性能和滅弧效能。

處理方法:使用專用裝置對故障斷路器進行抽真空、乾燥處理,直到斷路器微水含量符合標準要求。

抽真空時,應按dl/t 603-1996《氣體絕緣金屬封閉開關裝置執行及維護規程》中規定的程式作業。

(1)真空度達到133 pa時開始計時,維持真空幫浦運轉至少在30min以上;

(2)停幫浦並與幫浦隔離,靜觀30min後才能讀取真空度a;

(3)再靜觀5 h以上,讀取真空度b,要求b-a ≤67 pa(極限允許值133 pa)合格,否則,要先檢測洩漏點。

1.3斷路器主導電迴路電阻超標

測量迴路電阻主要是檢查斷路器本體一次主導電迴路的裝配工藝或執行中有否變化,如固定接觸部位螺絲是否壓緊,動接觸部位彈簧緊力、觸頭居中程度等。

電力系統對斷路器的主迴路電阻有專門特殊的規定,所以斷路器的主迴路電阻要求必須小於標準要求。但是在安裝、檢修期間也常常發生主迴路電阻超標的問題,如110kv斷路器曾經出現大於200μω的故障現象。

斷路器主迴路電阻是否滿足要求關鍵在於斷路器的接觸部位是否接觸良好,一般來說動接觸(如動、靜觸頭)的問題多一些。迴路電阻超標的原因很多,以下總結了三相機械聯動式斷路器和三相電氣聯動式斷路器迴路電阻超標的一些原因。

(1)三相機械聯動式斷路器(主要針對110kv及以下斷路器)

該類斷路器採用乙個操動機構,通過連桿傳動,實現三相分合閘。三相機械聯動式斷路器需要在現場三相連線調整,如瓷柱的固定、連桿的連線、氣體管路的連線,這種連線調整會提高主迴路電阻不合格故障的發生率。

a. 檢查斷路器本體是否有位移、地腳固定的螺栓是否有鬆動。斷路器本體位移直接影響斷路器在合閘狀態下,連桿的推動使瓷柱發生位移,既而影響到動靜觸頭接觸行程減少,迴路電阻超標。

處理方法:輕微移動瓷柱,緊固固定螺栓,測量主迴路電阻,直到合格。

b.檢查一次線與斷路器兩個接線端子之間是否有汙垢存在。

處理方法:清除兩者之間的汙垢。

c.檢查連桿系統的螺栓是否有脫落、折彎,連桿是否有彎曲現象發生。

處理方法:更換連桿,更換不合格的螺栓並緊固。

d.檢查機構箱內合閘彈簧的狀態,彈簧的強度不夠,也可能造成合閘沒有完全到位,主迴路電阻偏大。

處理方法:更換合閘彈簧。

e.斷路器主動靜觸頭的燒傷也是造成迴路電阻不合格的原因。一般來說,由於斷路器熄弧時應只燒蝕滅弧觸頭,主觸頭應永不燒損,不會影響迴路電阻值,但在實際執行中確實發現過主觸頭燒損現象。

處理方法:更換動靜觸頭。

(2)三相電氣聯動式斷路器

三相電氣聯動式斷路器由於本體三相間為電氣聯動,所以不存在相間機械聯動移位問題。三相電氣聯動式斷路器安裝時,主要考慮運輸過程中對迴路電阻造成的影響;執行後迴路電阻超標原因與三相機械聯動式斷路器的b、d、e項相同,在此不再重複介紹。

2.操動機構相關故障

根據斷路器的故障調查,44%的大故障與39.4%的小故障與操動機構有關,操動機構是目前最容易出問題的部件。液壓操動機構的小故障率比彈簧操動機構高七倍,而氣動機構的小故障率比彈簧操動機構高二倍,這也是當今電力系統中彈簧操動機構比較受寵的重要原因。

本節主要針對配用彈簧操動機構sf6斷路器對部分故障進行分析和處理。

2.1不儲能

(1)電機不轉動

儲能電機電氣迴路如圖1所示,儲能行程開關xk1、xk2的接點接觸不良,將直接造成儲能電機的兩端電壓過低甚至無電壓,使電機無法轉動。另外電機的換向器接觸不良,繞組的燒毀將直接造成電機的不轉動。

圖1發現電機不轉動後,將斷路器的一次、二次迴路電源全部斷開,用萬用表檢查行程開關的常閉接點,如果電阻較大,則應對其進行清洗或者更換;然後檢測電機繞組兩側的電阻,若電阻不正常,則應考慮電機繞組的引線處是否脫焊,電機繞組是否燒壞。緊急情況下,需要更換儲能電機,對更換下來的電機進行維修。若是直流電機,還應考慮碳刷與換向器的接觸情況,若接觸不良,更換碳刷。

(2)電機轉動不停而彈簧儲不上能

在實際工作中,此類故障多數是由於棘爪的壓緊彈簧疲勞、折斷、脫落等造成的,也有少數是由於棘爪的端部嚴重磨損造成的。電機轉動時,棘爪與凸輪上的缺口接觸處由於以上原因會出現打滑現象,造成儲能軸不停轉動,彈簧儲不上能。而行程開關始終處於閉合狀態,以致使電機轉動不停。

發生故障後,首先檢查棘爪的壓緊彈簧是否有問題,若損壞,需要將彈簧進行更換;若壓緊彈簧正常,可用手動機械對機構儲能,看軸套是否轉動,若軸套不轉動,則是減速箱內蝸輪、蝸桿等故障,更換減速箱部分。若軸套轉動,在手動機械式對機構儲能過程中,觀察棘爪與凸輪缺口處是否接觸良好,是否打滑,如有該現象出現,更換棘爪。

2.2合不上閘故障

合閘的成功與否關鍵在於合閘脫扣器是否可靠釋放合閘彈簧的能量,以及分閘掣子是否將分閘磙子可靠鎖住,原因分析如下:

(1)控制迴路故障。合閘電氣迴路如圖2所示,儲能電機行程開關xk3的接點接觸不良、防跳繼電器觸點fj1接觸不良、輔助接點dl2的常閉觸點接觸不良、sf6密度繼電器接點mk1接觸不良等都可能造成合閘線圈hq無電壓或電壓過低,使斷路器拒合或延長合閘時間。

處理方法:檢查儲能電機行程開關xk3觸點、防跳繼電器觸點fj1觸點、輔助接點dl2的常閉觸點、sf6密度繼電器接點mk1觸點接觸是否良好,如有接觸不良現象,對相應的接點進行清洗或更換。

圖2(2)合閘電磁鐵燒壞、脫落或卡澀,將直接造成斷路器合閘不動作或合閘不到位等。部分合閘電磁鐵由於特殊原因和周圍環境(灰塵等)容易造成線圈的燒壞;電磁鐵脫落則是由於斷路器在分、合閘操作中產生的振動造成的,長期的振動可使電磁鐵的固定螺栓鬆動,甚至脫落;卡澀現象可能是由於灰塵的進入等原因造成脫扣器動作時摩擦力增大。

處理方法:用萬用表檢測合閘線圈的電阻,如電阻偏離正常值過大,則更換該線圈;檢查合閘脫扣器是否有鬆動和脫落現象,如鬆動或脫落則進行緊固;檢查合閘脫扣器的鐵心是否有卡澀現象,如有則將拆下鐵心,清洗脫扣器內部和鐵心的汙垢,完畢後將鐵心復位。

(3)合閘磙子和合閘掣子由於長期的摩擦,表面難免有凹凸現象,這樣使合閘磙子和合閘掣子脫離時的摩擦力增大;另外,合閘磙子和合閘掣子因為灰塵等因素的影響,也會增大摩擦力,使轉動時困難。所有這些原因都可能造成合閘電磁鐵保持帶電而斷路器不能合閘。

處理方法:檢查合閘磙子和合閘掣子的表面有無裂痕及凹凸現象,合閘磙子轉動時有無卡澀和偏心現象。轉動時卡澀,則對其進行清洗;如轉動時偏心或表面有裂痕和凹凸現象,則更換相應部件。

(4)分閘掣子元件的迴轉彈簧疲勞或回轉軸卡澀,在對斷路器進行合閘操作時,分閘磙子使分閘掣子抬起,待觸頭閉合,分閘磙子回落到位時,分閘掣子因以上原因沒有迴轉到位,使分閘磙子失去支撐,斷路器跳閘。

處理方法:檢查分閘掣子元件,確認回轉軸是否卡澀,如卡澀,則對回轉軸進行清洗,如不卡澀則考慮分閘掣子元件的迴轉彈簧疲勞程度,更換相應部件。

(5)除以上幾種可能造成斷路器合閘失敗的原因外,另外斷路器絕緣拉桿的折斷和脫落也是造成合閘失敗的原因之一。

處理方法:當確認確實是由於斷路器的絕緣拉桿的折斷或脫落造成合閘失敗,基於sf6斷路器的結構和對環境的特殊要求,該故障只能返廠進行更換絕緣拉桿的處理。

需要注意的是:經過以上故障處理後的斷路器,需要進行低電壓試驗,合格後方可投入執行(對合閘來說一般不要求進行低電壓特性檢測,除非使用者的訂貨技術條件中有規定才做試驗。)。

2.3分不開閘故障

分閘的成功與否關鍵在於分閘脫扣器是否成功釋放分閘彈簧的能量,故障原因分析如下:

(1)控制迴路故障。分閘電氣迴路圖如圖3所示,輔助接點dl3的常閉觸點接觸不良、sf6密度繼電器接點mk2接觸不良等都可能造成分閘線圈tq無電壓或電壓過低,使斷路器拒分。

處理方法:檢查輔助接點dl3的常閉觸點、sf6密度繼電器接點mk2是否接觸不良,如接觸不良,則進行清洗或更換。

圖3(2)分閘電磁鐵燒壞、脫落或卡澀等,將直接造成斷路器分閘不動作。

處理方法:用萬用表檢測分閘線圈的電阻,如電阻偏離正常值過大,則更換該線圈;檢查分閘脫扣器是否有鬆動和脫落現象,如鬆動或脫落則進行緊固;檢查分閘脫扣器的鐵心是否有卡澀現象,如有則將拆下鐵心,清洗脫扣器內部和鐵心的汙垢,完畢後將鐵心復位。

(3)分閘磙子和分閘掣子由於長期的摩擦,表面有凹凸現象,這樣使分閘磙子和分閘掣子脫離時的摩擦力增大;這可能造成分閘電磁鐵保持帶電而斷路器不能分閘。

處理方法:檢查分閘磙子和分閘掣子的表面有無裂痕及凹凸現象,分閘磙子轉動時有無卡澀現象。轉動時卡澀,則對其進行清洗;如轉動時表面有裂痕和凹凸現象,則更換相應部件。

另外可能的原因與合閘故障有相似的地方,在此不再贅述。

注意:經過以上故障處理後的斷路器,同於合閘故障處理,需要進行低電壓試驗,合格後方可投入執行。

結束語以上主要針對sf6斷路器部分故障提出的原因分析和處理方法,鑑於筆者水平,如有不到之處,希望讀者指正。

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