张中仁
（云南电网有限责任公司昆明供电局 云南昆明 650011）
摘要：主要研究变电站运行中高压断路器常见的故障和维护策略，介绍了变电站高压断路器运行过程中常出现的故障，并对高压断路器故障维护策略进行了讨论。
关键词：变电站：高压断路器：故障
高压断路器是电力系统的关键设备，也称为高压开关，主要功能是切断高压电路的空载电流和负载电流，在电力系统出现故障时，继电器保护作用的控制下能够及时切断短路电路和过负荷电路，保护其他电路设备，避免故障进一步扩大。由于高压断路器是电力系统安全保护系统的关键性设备，出现故障会影响电力系统的正常运行。
一、高压断路器常见故障
电力系统对运行的稳定性要求非常高，为了能够满足系统运行可靠性和安全性的要求，要进一步加强设备质量和技术管理，提高技术标准，但是电力设备运行在复杂的外部环境下，运行过程中会出现老化、故障，威胁电力系统的正常运行。
（一）拒动作
1、拒分闸
拒动故障是高压断路器运行存在的常见故障类型，断路器拒动，会使电力系统出现越级跳闸，导致线路故障时断电范围进一步增加，甚至会造成电力系统解列，出现大规模的停电事故，严重影响正常供电，给停电区域带来巨大的经济损失。如果发现拒分闸事故，技术人员应该检查跳闸回路是否工作正常，重点查看是否存在跳闸电压过低的问题。如果跳闸回路电压正常，但是铁芯无动作，那么可能是出现了电气故障；如果跳闸铁芯工作正常而断路器无动作，则是出现了机械故障；如果铁芯无动作，线圈也存在故障，而电源系统工作正常，则认为电气系统和机械系统都存在问题。
2、拒合闸
拒合闸故障主要和电气故障以及机械故障有关，故障原因和拒分闸基本相同，因此出现故障首先应该检查合闸控制线路，如果电气回路正常，可进一步检查合闸铁芯是否正常工作，从而判断是否是机械故障导致。通常情况检查电气故障需要重点检查控制电源以及控制回路上的异常，大部分拒和合闸故障都和这两个因素有关。机械故障一般多是铁芯卡涩导致的，如果分闸之后机构没有及时归位，也会导致拒合闸故障。除此之外，合闸弹簧储能不足、合闸顶杆空程、行程不足等可能使断路器拒合闸。
(二)误动作
变电站高压断路器误动作故障一般都和电压、电流互感器回路故障、直流系统两点接地等问题有关。液压系统异常是误动作的主要机械故障原因，故障检查工作中需要重点关注人为失误、保护盘外力碰撞等导致的自动脱扣误动作，排除这种类型的故障可以直接恢复供电，但是其他类型的电气故障和机械故障需要停电检查，明确故障原因之后再进行处理。
误合闸一般是在线路正常，没有任何操作的情况下断路器自动合闸，这种故障一般和直流系统两点接地、自动重合闸继电器触电闭合粘死有关，与此同时，断路器在振动下，弹簧操作机构储能弹簧锁可能误动作，使高压断路器自动合闸。
（三）液压系统故障
1、液压油泵频繁动作
液压油泵频繁启动是高压断路器液压机构出现频率较高的故障。
（1）密封圈损坏
液压系统密封圈的主要作用是密封液压油，如果密封圈损坏，液压油会泄露，导致断路器工作异常。密封圈性能主要和液压油工作压力、液压油冲击力、粘度特性有关，液压油中的水杂质、气泡、腐蚀以及温度变化也会对密封圈造成一定程度的磨损。密封圈损坏的主要处理措施是更换密封圈，同时为了延长密封圈使用寿命，可打磨筒壁毛刺，使用质量更高的液压油，同时注意加强断路器通风。
（2）阀体密封破坏
液压油中的杂质颗粒、气泡、水分等会逐渐磨损阀体本身，阀体本身也可能存在着各种加工缺陷，长期使用中可能出现阀体密封破坏，常见的解决方法是加强阀体、高压放油阀以及逆止阀的故障检修工作，及时发现密封故障。
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2、压力异常
液压系统压力异常一般和微动开关故障、储压筒筒壁磨损、活塞磨损、压力表故障有关，系统无法收发停止信号。出现压力异常，需要更换故障的密封活塞或者微动开关，打磨接触器触点，消除金属锈蚀层。
当单项逆止阀存在密封不严时，N2将进入液压油，严重时就会导致零压闭锁，这种情况下需要及时停电检修，避免断路器拒动和误动造成更大范围的故障和设备损坏。
（四）气压系统故障
1、气体压力不足
断路器气体压力低于正常值，可能和继电器失灵、指示错误、系统泄露、气体液化有关。出现这种故障，首先检查密度继电器是否报警，如果密度继电器工作正常，说明确实存在气体压力不足问题。之后检查系统是否存在漏气故障，密封圈、胶垫等多个位置都有可能出现泄露。
2、气体液化
一些高寒地区断路器低温运行可能会出现气体液化的问题，如果断路器内混合气体比例不平衡，SF6比例过高，混合气体液化温度点将上升，可能在低温下液化，导致气压下降。而在北方地区，断路器在罐体底部设置了加热装置，温度下降到液化点附近，温度控制器将启动加热罐体，避免出现液化，而如果温控器出现故障，没有进行有效加热，也有可能出现气体液化。
二、变电站高压断路器运行维护
变电站高压断路器运行维护工作需要从定期常规检查、温度控制和湿度等方面入手，减缓六氟化硫工作介质劣化速度，降低故障率，缩短其使用寿命。
（一）定期常规检查
断路器的运行结构相对稳定，但是为了及时发现断路器运行过程中可能出现的各种故障隐患，电力供应系统应该形成一个完善科学的定期检查策略，在一个完整的事故预警机制基础上有效控制对应设备的运行情况，获得完善的设备运行管理机制。重点检查是否存在放电现象、断路器气体压力是否处于正常值范围内、引线位置是否发热、分合闸位置指示是否符合断路器实际运行情况。油泵方面，要求启动次数在允许次数之内，继电器温度正常，结点位置无打火、振动等情况，且机箱结构无泄漏、异音。通过对断路器内结构的全面检查来及时发现各种故障隐患。
（二）断路器温度控制
断路器以六氟化硫气体作为工作气体，工作介质密度很大，压力值很高，并且压力值直接影响断路器的绝缘性能，断路器运行状态下，如果外界环境温度很低，会使六氟化硫转变为液体状态，压力值下降，绝缘能力和灭弧能力衰减，可能导致短路失败，开关结点之间出现闪络，导致触点烧损。因此为了提高工作介质的温度，断路器上需要安装有加热装置，保证在外部温度条件不佳时避免工作介质液化。加热装置安装在断路器外壳上，温度过低时加热断路器外壳，通过外壳将热量传递给六氟化硫，也可以使用保温密封材料，内部温度上升到安全范围内之后，停止加热，通过保温材料减少温度散失，降低温度下降速率。（？
（三）湿度控制
湿度对电力设备绝缘性能的影响很大，断路器内六氟化硫气体湿度较大，超过了一定的标准之后，就可能会在瓷瓶内出现闪络，造成断路器故障风险。断路器工作介质湿度增加主要是断路器绝缘部件受潮、凝露导致的，并且空气中的水分能够和六氟化硫在闪络中产生十分复杂的化学反应，形成腐蚀性极强的二氧化硫和氢氟酸等气体，会对断路器的元部件和其他密封材料造成腐蚀，破坏断路器的机械性能，缩短断路器的运行寿命，可以安装加热驱潮器，升高温度来避免结露， 降低湿度。
结语：
高压断路器是电力系统安全保护系统的核心设备，也是变电站中的薄弱环节，容易出现各种故障。为了提高高压断路器运行稳定性，减少故障几率并在第一时间内消除故障，需要供电企业认真开展常规检修工作，及时发展断路器存在的故障隐患，防患于未然。
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[4]冯平.高压断路器常见故障及维护对策分析[J].电子技术与软件工程,2014(16).
论文作者:张中仁
论文发表刊物:《电力设备》2016年第7期
论文发表时间:2016/7/4
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