李江华 郑盼盼
国网新疆电力有限公司检修公司 新疆乌鲁木齐 843000
摘要：介绍变电站罐式断路器套管爆炸、内部放电、机构故障、本体漏气四类典型故障情况，分析故障的原因，提出相应的处理措施及检修、安装建议。
关键词：罐式断路器；套管；放电；操作机构；设备本体
前言
断路器属于在电器类型中属于保护类电器, 在电路系统发生过载、超负荷短路的情况下, 会及时判断故障的节点, 从而切断电路连接, 保证电网其他部分的安全。因此断路器是电网中关键的设备之一, 起到了保护电网安全带的作用。经过多年的研究证实, 机械方面是断路器受损的重要原因, 另外还有辅助电路和控制电路也是断路器故障的诱因。具体的如何从科学的角度来分析罐式断路器的故障原因, 并有效解决断路器所存在的问题, 是本文探讨的重点。
一、高压罐式断路器的主要故障
罐式断路器因其具有重心低, 抗震性能好, 安装简单, 价格便宜等特点, 在超高电压等级的变电站得到普遍采用, 断路器的主要故障呈现出如下几种类型: ① 母线开关处, 断路器处于分闸的状态, 隔离开关在母线合闸时出现放电故障。②在隔离开关合闸后不久出现放电故障。③ 变压器处,断路器合闸时出现放电故障。④检修后, 断路器合闸放电。⑤隔离开关合闸时出现放电故障。⑥送电冲击空载线路时放电。另外, 断路器是变配电的重要设备, 但在现实中, 断路器会出现如下几种状况: ① 断路器烧坏或爆炸, 当断路器在缺油情况下, 电弧不能熄灭, 从而使断路器爆炸。② 断路器的绝缘子有破损, 拉杆瓷瓶断裂, 橡皮密封垫有缺陷这些情况都容易使断路器产生故障。③ 断路器操作合闸和跳闸失灵, 这些问题都是操作机构存在的问题。另外, 断路器渗油, 也会导致断路器的损坏。
这些故障都是在电网运行过程中出现的一些重要问题。一般来讲, 高压断路器放电的故障是由罐体内存在异物, 使得线路绝缘的能力下降, 而影响绝缘的因素也有很多种, 比如气体压力, 水分, 零件的摩擦度, 零件的外部构造等原因, 但是根据电网事故的具体故障报告来看, 在出现故障的时候, 一般断路器内部的气压值与水分值都处于正常水平, 所以影响高压罐式断路器的主要因素应该在于罐体内部。因罐式断路器的安装方法和制作工艺与其他断路器有所不同, 需要在现场将断路器的灌装体全部打开, 由工作人员进入对断路器进行安装, 因此在此过程中很容易出现异物。一般来讲断路器出现异物可以从断路器三个角度来分析, 在断路器的加工阶段如果加工断路器的环境较差, 同时在加工过程中没有任何的保护措施和防护措施, 导致外界异物进入断路器内部, 导致断路器产生了放电故障。在断路器安装过程中, 由于施工人员的失误, 将物体遗漏在断路器的开关内部, 造成放电事故。最后就是断路器本身螺丝孔不够清洁, 断路器分合闸部分有金属残留物质, 导致放电事故。
从另外一个方面来讲, 断路器的放电故障也是由于在操作过程中, 开关部分产生了过电压, 导致断路器内部的电微粒劣化, 导致放电的故障的发生。断路器内部电厂存在导电微粒, 这些电微粒的劣化导致局部形成强大电场, 从而击穿罐体, 导致放电。
2 高压罐体断路器故障特点
罐式断路器有屏蔽罩, 其与内部带电部位距离较小, 所以一般罐式断路器在放电过程中都靠近屏蔽罩的部位, 在放电事故中大多数是在罐体与屏蔽罩之间。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外在断路器在送电的过程中, 也会触发一些故障性问题。在与开关阀相关的放电事故中, 大部分是由于金属微粒造成的。在操作断路器的过程中, 会产生金属微粒, 这样使电场发生改变, 从而造成断路器的放电事故。从另一个角度来讲, 造成断路器事故的因素也有很多。从机械的层面上来讲, 铁芯卡涩及部分零件在环境和压力的影响下产生变形所致。① 因为闸线圈藕合度较高, 且零件设置不厚精密, 在运动过程中阻力较大。②线圈集传动部件发生机械变形或损坏。③ 液压机构阀体内阀杆等零部件有铸蚀,部件配合精度差, 材质机械强度低, 安装质量不高这些都使得断路器处于高危环境之下。另外, 从电气的角度来分析, 分合闸线圈烧损, 并且有些部位由于腐蚀, 受潮等原因, 使得接触不良。另外, 操作人员的错误操作也使得断路器容易产生放电等事故。由于操作人员的工作能力不够, 交流电和直流电混搭, 继电器的节点接触不良, 以及机构锁扣失灵, 等等这些因素, 都会导致断路器的放电事故。罐式断路器操作机构出现故障时, 最明显的表现就是偷跳和拒绝分合闸。另外, 断路器罐体漏气也是断路器出现问题的原因, 罐式断路器因为其注气多, 所以内部压力较大, 在密封的过程中容易出现气体泄漏情况, 特别是50/Y 型断路器最容易出现漏气的情况。
三、高压断路器绝缘故障的分析以及解决策略
高压断路器的绝缘发生频率也较高, 故障类型主要有: 外绝缘对地闪络击穿, 内绝缘对地闪络击穿, 相间绝缘闪络击穿。雷电过电压引起的闪络击穿, 瓷套管, 电容套管闪络, 污闪、击穿、爆炸、电流互感器闪络, 击穿爆炸等。内绝缘故障是由高压断路器在安装过程或运行一段时间后, 本体内产生的金属粒所导致的内部放电故障, 外绝缘和瓷套闪络故障的主要原因是由于瓷套的外绝缘泄露。
随着生产力和科学技术的不断发展, 电力系统正朝着高电压, 大容量, 网络结构复杂化的趋势发展, 为了提高系统运行的可靠型, 有必要对断路器进行定期的检修。目前电力系统的检修经历了三个发展阶段, 早起所采用的事后检修方式, 但这种方法比较落后, 而且事后对电路的伤害比较大, 而预知检修则减小了事故发生的几率, 从而对于断路器来讲, 减少了其发生危险情况的可能性, 并把损失降到了最低点。预知检修是利用状态监测和故障诊断来判断设备异常情况, 在故障发生前进行预防措施的检修方式, 设备状态检修强调是以设备的实时状态信息为准, 从而监测出出现问题的部位进行解决。设备生产长派遣技术人员使用注入泵对断路器的所有密封面加注密封胶。改变瓦轴参数, 通过更换稳定性好的额轴瓦型式, 下瓦开槽, 减小轴承顶部间隙增加椭圆度等实现。另外, 通过降低轴瓦载荷, 降低润滑油粘度等方式, 从而来降低断路器的故障出现的几率。以上状态检修的方法能够防止恶性事故的发生, 实现状态监测后, 根据状态监测的参数可以提前发现一些隐患, 从而把故事消灭在萌芽阶段。
结语
通过运行过程控制消除更多故障是现场震动处理的有效手段之一, 可大大简化现场处理过程而且效果明显, 通过调整油温抑制油膜失稳造成的突发性振动是现场较为实用的手段。但这种处理方式也存在较大的责任和风险, 也不能消除振动根源。从断路器的生产过程上来讲, 断路器的生产流程应当得到较为严格的控制, 提高断路器的性能和安全性, 从而为电网的运行提供强有力的保障。
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论文作者:李江华,郑盼盼
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/24
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