断路器内部缺陷诊断分析论文_刘晓华

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摘要:本文通过一起110kV SF6断路器内部故障,分别通过带电测试中的红外测温方法、SF6分解产物组分分析、传统高压试验中的回路电阻测试,结合断路器分合闸操作等检修试验,对断路器内部存在的缺陷进行综合分析,并提出了以带电测试为指导,采取多种试验方法,综合分析判断断路器可能存在的缺陷,从而对运行中的断路器故障诊断起到一定的现场指导意义。

关键词:SF6断路器,内部缺陷,诊断

1引言

断路器是变电站重要的组成部分,主要用于正常电流的开合和关断以及故障电流的切断。由于SF6 气体的灭弧和绝缘性能优良,目前,变电站中的断路器普遍采用SF6 断路器。

随着设备制造工艺的不断进步,目前新投运的断路器有些已经免维护,但是,现场仍然有运行年数较长但还未到退役年龄的断路器,对这类断路器运行工况的掌握非常重要,尤其对一些内部缺陷,如果能及早发现、处理,会减少不必要的停电及经济损失,从而提高供电可靠性。

如果断路器存在内部故障,会通过发热等外部信息被试验人员及早发现。本文就是通过红外测温,发现断路器瓷套过热,进而通过SF6分解产物组分分析、回路电阻测试,最终确定停电处理,避免事故的发生。

2 断路器红外测温情况

采用T610红外测试仪测试的红外图谱如图1所示。参数如表1所示。

图1 红外图谱

3 SF6气体组分测试情况

SF6 气体组分分析如表2所示:

根据上表数据显示,断路器故障相的接触电阻严重超标,判断断路器动、静触头存在缺陷。

5 分合闸操作测试情况

检修人员对断路器进行三次分合闸操作,发现操作机构分闸不到位,检查判断为断路器故障相灭弧室装配动静触头卡滞、本体分闸不到位,造成操作机构分闸不到位所致。

6 现场解体情况

现场对断路器故障相灭弧室进行解体检查,发现灭弧装配动主触头与压气缸连接螺栓烧熔(共8个不锈钢螺栓,其中6个端部已烧融、2个松动脱离)、灭弧装配附着SF6分解物,造成动主触头脱离,喷口移位(压气缸失去分闸熄灭电弧能力),灭弧室动静主触头、弧触头严重烧毁,灭弧装配动静主触头导电接触发热的严重内部故障。现场解体检查照片如图2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12所示:

图5 动主触头与压气缸连接螺栓烧熔

图9静触头引弧触头、静触头、电导体、屏蔽罩烧损严重

图10 静触头装配烧损严重(1)

图12 灭弧瓷套内壁SF6气体分解物粉尘

7 故障原因分析

动主触头分别由喷口、导向座、主触头、压环等部件组成,并由8个不锈钢螺栓连接固定至压气缸上端面。该断路器为原沈阳高压开关厂1996年研发的SF6过渡型断路器,其动主触头连接固定结构存在隐患,断路器在分合操作一定次数后,8个不锈钢螺栓逐渐松动,导致主导电回路放电(动主触头与连接底座),形成导电回路接触性放电发热,直至连接螺栓逐渐熔焊。同时,由于连接螺栓松动造成喷口移位,分合闸过程中(刚合-合闸终,刚分-分闸终)压气缸喷口位置偏移失去SF6气体吹弧能力,进一步发展使动静触头烧损或卡滞,分合闸不到位的严重故障,造成本次灭弧室故障的直接原因为主触头结构性缺陷。

8 结论及建议

断路器存在内部故障时,会在外部形成一定的特征现象,例如本次瓷套的发热,虽然肉眼看不见,但是可以通过红外测温发现。因此,在变电站大力推进带电测试工作,可以及早发现一些潜在缺陷。同时,结合多种测试手段,带电与停电相结合,传统高试与新方法、新技术相结合,从而为及时掌握设备的健康状况提供一些指导意见,为状态检修提供基础的参考资料。同时通过此次发现的一台断路器内部缺陷,可以检查同批次、同类型的在运断路器是否存在家族性缺陷,从而合理安排停电检修,防患于未然。

论文作者:刘晓华

论文发表刊物:《电力技术》2016年第5期

论文发表时间:2016/10/16

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断路器内部缺陷诊断分析论文_刘晓华
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