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摘要：电力系统运行的稳定离不开安全的输电线路，断路器作为高压开关设备，能够安全地切断故障线路中的过电流和过电压，有效地保护变电站及输电线路中的设备。但是当遭受雷击时，雷电的过电压会猛烈冲击断路器的耐受电压，造成断路器的爆裂。
关键词：220kV变电站；断路器；故障原因
电力系统运行的稳定离不开安全的输电线路，断路器作为高压开关设备，能够安全地切断故障线路中的过电流和过电压，有效地保护变电站及输电线路中的设备。但是当遭受雷击时，雷电的过电压会猛烈冲击断路器的耐受电压，造成断路器的爆裂。事故让人警醒，也让人反思，有效研究输电线路中断路器炸裂的事故，可以全面剖析事故过程，深入分析事故原因，对安全运行输电线路有着重大意义。采用实际勘查和图像分析的方式，可以从故障的痕迹中，直观地还原事故过程，有利于促进相关工作人员对雷击所造成断路器炸裂进行深入分析［１］。并在对断路器故障的反思中，完善相关措施，保障输电线路的安全和稳定。
对此断路器合闸机构电路（以A相电路为例，B、C相电路同A相）进行分析，正常的远方合闸过程是：合闸信号送至断路器机构箱的端子X1－610A，经远方/就地切换开关SA→防跳继电器常闭触点K3→闭锁继电器常闭触点K9→储能限位开关常开触点BW1→断路器辅助常闭触点BG1→合闸线圈Y3，再送至端子X1－625（负电源－KM）构成回路。Y3得电，断路器合闸。因此，在断路器分闸的状态下，远方能进行正常遥控合闸的条件是：SA在远方位置，防跳继电器正常（K3闭合），闭锁继电器正常（K9闭合），弹簧已储能（BW1闭合），断路器在分位（BG1闭合）。此时，－KM电源将通过Y3、BG1、BW1、K9、K3及SA的接点1－2送至端子X1－610A，测量端子X1－610A的电压应是负电压。在对这起故障的排查过程中，继保人员根据图纸首先对该合闸电路中的重要节点之一，即断路器机构箱的端子X1－610A进行测量，端子的电压是负电压，符合远方能正常进行遥控合闸的条件。在测量时，还发现A、B、C三相机构控制电路的端子X1－610A、X1－610B、X1－610C是通过短接片短接在一起的。随后，继保人员让运行人员将SA切至就地位置尝试就地合闸，断路器三相就地合闸成功，说明从端子X1－602至－KM这段合闸电路各节点正常。如图1所示，远控和就地合闸电路从端子X1－530至－KM是共用的，而就地合闸成功就说明从端子X1－530至－KM这段电路是正常的。考虑到端子X1－610A、X1－610B、X1－610C是短接的，端子X1－610A测得负电压并不能说明A相电路正常。拆除端子X1－610A、X1－610B、X1－610C间的短接片，再分别测量端子X1－610A、X1－610B、X1－610C的电压，X1－610B、X1－610C的电压为负电压，而X1－610A的电压为正电压。这说明A相电路从端子X1－610A至－KM间有断线情况，导致负电源无法送至端子X1－610A。这也是后台遥控合闸时断路器A相拒合的原因所在。继保人员继续对A相电路进行排查，测量该电路下一个节点端子X1－530时有负电源，这说明端子X1－610A和X1－530间的线路不通。这段线路串接了SA的接点1－2，若SA切换不到位或接触不良，就会引起断路器合闸电路不能正常接通的故障。检查后发现，SA的塑料老化碎裂，切换至远方位置时，其接点1－2不能导通，合闸电路也就不能接通，从而 造成断路器A相拒合。二、故障原因的解决措施
2.1雷电波入侵及解决措施
在雷击入线路后，雷电波经由线路直接传入变电站，产生了巨大的过电压，致使断路器直接发生故障。由于220kV变电站甲线4730断路器和乙线4730在间隔之间都没有安装线路避雷器，所以雷电流可以轻松从线路传导中进入变电站。之后在断路器端口处形成了全反射电压，瓷瓶外的绝缘体受到大雨的干扰，在强大的过电压冲击下，引发了断路器故障。变电站在热备用状态下时，断路器缺少线路避雷器的保护，就会导致雷电波传入变电站并在断路器的断口位置形成电压全反射，并产生强烈过电压损害断路器绝缘。
2.2雨滴导致断路器故障及解决措施
雷电波传入变电站后，致使断路器整个触头及接线板之间的电压差逐渐增大，雨水的冲击大幅降低了断路器上下接线板的绝缘性能，在高电压作用下，形成了放电现象。研究中发现瓷瓶Ｖ相表面的烧蚀痕迹可以判断产生了放电现象，而从瓷套上零星的痕迹来看，证明了是雨滴的冲击所导致的放电产生，因此分析得出，雨滴是断路器故障的间接诱因。应该针对变电站各设备的安全运行情况实行定期检查，预防雨滴冲击导致放电，保证各相关设备安全稳定运行，防止事故发生；同时，在变电站内应建立检测核查机制，对电网运行方式，线路传输稳定性以及变电站数据进行相关统计和检测，并对变电站历年反措执行情况实施核查，及时根据变化情况落实具体的反措要求。
2.3未装置避雷器及解决措施
因为之前没有在线路侧装置避雷器，在当时线路由常规状态转换为充电备用状态时，落雷在击中线路后传导进入变电站，从而形成强烈过电压，导致故障发生。所以，没有提前进行线路避雷器的安装是故障发生的人为因素。加强变电站的管理：要加强对变电站各设备的审核，要明确规定未装置线路端避雷器的非ＧＩＳ出线间隔不能投产，把好对各设备质量要求的验收大关。加强对项目的管理，要分配好站内员工责任，完善管理制度，促进变电站管理体系的系统化。
结语
企业的发展，必须依靠科技创新，管理创新，不断采用先进的科学技术，更好地保证电网的安全，经济运行。在开展全面质量管理、攻克每个课题过程中，不单单是一项任务，而是创业的过程，是一种永无止境的探索，不甘落后的拼博，更高水平的追求，是一种奋发图强的精神和志向。
参考文献
[1]郝贵敏.220kV变电站避雷器故障原因分析及处理措施[J].河北电力技术，2012.
[2]黄玮，胡宏宇，陈开群，彭军海.500kV变电站220kV线路断路器延时分闸故障分析[J].水电能源科学，2012.
[3]李惜玉，郑植榕.基于220kV变电站仿真系统的断路器拒动故障研究[J].中国电力教育，2014.
论文作者:杨坤,王猛,李兆飞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/2
标签：断路器论文; 变电站论文; 端子论文; 过电压论文; 线路论文; 电压论文; 故障论文; 《电力设备》2017年第9期论文;