一起LW36-126型SF6断路器拒分故障分析处理

贺 政，张新生（.国网甘肃省电力公司庆阳供电公司，甘肃 庆阳 745000；.国网甘肃省电力公司临洮县供电公司，甘肃 定西 730500）

一起LW36-126型SF6断路器拒分故障分析处理

贺 政1，张新生2
（1.国网甘肃省电力公司庆阳供电公司，甘肃 庆阳 745000；2.国网甘肃省电力公司临洮县供电公司，甘肃 定西 730500）

高压断路器在电网安全、稳定运行中起着极为重要的作用。介绍了一起LW36-126 型SF6断路器拒分故障的发生过程及其表现；论述了故障的危害，分析了故障原因，并进行了相应处理；最后提出了防范措施，确保断路器可靠动作。

高压断路器；拒分故障；机械特性；弹簧机构

0 引言

高压断路器作为电网中的重要一次设备，在电网安全稳定运行中起着极为重要的作用。分合闸的可靠性、动作特性是高压断路器的重要指标。在高压设备运行管理要求及试验规程中，明确要求断路器必须进行分合闸动作的机械特性测试、分析，作为判断断路器运行状态的重要指标。

下面介绍一起高压断路器典型拒分故障的发现、分析及其处理过程，并对同类设备的检测、改造提出解决思路和方法。

1 故障过程及表现方式

2015-04-09，某供电公司检修人员进行断路器机械特性试验。首先，断开该断路器控制及储能电源开关，此时断路器处于操作机构已储能、断路器分闸状态。试验时，发现1台110 kV断路器合闸时间明显超标；分闸时，分闸线圈不动作，分闸失败。

故障断路器型号为LW36-126/T3150-40，采用弹簧储能机构， 2003年11月出厂，2003年12月投运。故障发生后，对断路器机械特性进行了测试，数据如表1所示。

机械特性测试分闸失败后，随即对该断路器操作机构进行检查，并采用手动方式分闸操作（手动击打分闸脱扣器），同样失败，断路器不能分闸。

表1 第1次机械特性测试数据 ms

此时，断路器处于操作机构未储能、断路器合闸状态，且电动、手动分闸均不成功。随后，工作人员采用手动储能的方法对该断路器进行储能。在储能过程中，断路器再次合闸动作；动作后，可以实现分闸操作。为准确判断故障，之后又进行了多次合、分闸操作试验，再次出现电动、手动操作都不成功的现象，且概率占到70 %左右。故障现象均为合闸可以操作，分闸不成功；当再次储能时，断路器第2次合闸，之后可以分闸。

通过上述故障表现及多次操作验证，初步判断为断路器合闸过程中，第1次合闸不到位，导致分闸失败；在随后的储能过程中第2次合闸，方可合闸到位，具备分闸条件。

2 故障危害

目前，电网采用的弹簧操作机构的SF6断路器，均为合闸后储能电机启动，为下一次合闸做能量准备。此类故障的存在，会带来以下严重后果。

（1） 合闸时间过长，会造成刚合速度降低，导致触头出现“熔焊”现象，加速断路器老化；并会造成断路器预击穿时间过长，灭弧室内部压力增大，影响断路器密封及绝缘性能。

（2） 断路器合闸后，第1次合闸不到位，导致分闸失败，在随后的储能过程中第2次合闸，方可合闸到位，具备分闸条件。在运行中，这种情况会导致严重后果。根据断路器运行状态不同，有以下2种情况。

① 断路器从停止运行转运行过程中，当断路器合闸至故障线路时，在保护装置动作出口的情况下，断路器需要立即分闸。但是，由于断路器未合闸到位，不能执行分闸操作而拒分闸，将造成越级跳闸。

② 断路器正常（合闸到位）运行时，如线路发生故障，断路器可正确跳闸。但110 kV线路均投入线路重合闸保护，在保护装置的作用下，断路器重合闸动作。如果断路器重合但未合到位，且又合于永久故障线路，则又会重现上述第1种事故后果（拒分、越级跳闸）。

以上2种事故，均会导致越级跳闸，扩大事故停电范围，严重的还会引起断路器爆炸。

（3） 断路器2次合闸，会影响机构部件的强度，加剧断路器的震动，加速断路器的机械老化，缩短其使用寿命。

3 故障原因分析

故障发现后，对断路器操作机构各部件进行检查、维护。通过多次操作试验、分析，得出断路器状态如下：

（1） 在多次操作中，动作成功概率仅为30 %左右。因有动作成功的情况，再结合机构部件的检查结果，判断断路器机构部件未损坏，各部位的机械尺寸、联接情况完好；

（2） 在断路器第2次合闸后，电动、手动分闸操作均能执行并操作成功，判断分闸回路、脱扣部分完好；

（3） 断路器出现第2次合闸现象，证明在第1次的合闸过程中，操作机构已正确动作，但储能后又自行再次合闸，说明故障为合闸弹簧释放部分未复位，而在储能中再次释放，故障点应为机械保持部分；

（4） 在机械特性测试中，虽然合闸时间超标，但合闸动作依然成功，能够采集到动、静触头接触的信号，而分闸操作不成功，分闸回路也没有接通，根据弹簧机构断路器工作原理，说明故障存在于合闸过程中，且为机械故障。

综合上述试验结果及原因分析，判断该故障原因为：断路器经多年运行后，合闸储能弹簧出现老化现象，合闸动力不足，导致合闸时间延长，同时出现第1次合闸不到位从而引起不能分闸；而合闸释放部分由于合闸不到位，机械部分不能准确恢复，故在储能过程中发生第2次合闸。断路器经过2次合闸冲击合闸到位，具备了分闸条件。

4 现场处理措施

在该类断路器合闸储能弹簧良好工况下，其弹簧出力应为4 500±200 N；依据生产厂家经验，出现上述故障时，弹簧出力会降至3 500 N左右。可通过增加储能弹簧预压缩量，提前压紧弹簧，以在断路器操作机构动作行程不变的情况下增加弹簧出力，满足操作要求。

在现场立即对该断路器采取了如下处理措施：

（1） 对断路器进行分合闸操作，释放能量，使断路器处于分闸、未储能状态；

（2） 用千斤顶轻微压缩储能弹簧，脱开操作机构弹簧连杆；

（3） 依据断路器调校经验，在弹簧与其端盖间加入厚度为3 mm的垫片，以增大弹簧的预压缩量，从而提高储能力量，增大合闸动力，使其出力满足4 500±200 N的标准，达到出厂调校标准；

（4） 用相反的流程恢复弹簧，并进行试操作。

处理结束后，首先对该断路器进行手动储能、合闸、分闸操作，各项操作均能正确动作；随后进行电动储能、合闸、分闸操作，动作成功。手、电动操作完成后，模拟了线路故障跳闸、重合闸、重合闸后跳闸操作，在保护装置正确动作后，断路器均能准确响应，断路器故障被成功消除。

再次进行机械特性测试，测试结果如表2所示。通过测试结果可以看出，断路器动作时间符合出厂标准，可以继续投入运行。

表2 处理后机械特性测试数据 ms

5 防范措施

（1） 要重视断路器机械特性测试。发现动作时间超标或延长，必须认真分析原因，并加以处理。

（2） 对运行多年的弹簧操作机构的断路器，应该检查其各部件的老化、磨损程度，必要时应进行大修或更换。

（3） 对出现拒动的断路器，必须找到故障的根本原因，不能简单地更换部件。故障处理后应多次操作来验证处理结果，确保设备不带病运行。

（4） 对偶尔出现的故障必须模拟当时的设备状态，反复试验，直至找到根本原因并进行彻底处理，确保设备完好。

2015-06-27；

2015-09-18。

贺 政（1976-），男，高级技师，主要从事变电设备检修、维护工作，email：1147293224@qq.com。

张新生（1971-），男，高级技师，主要从事变电设备检修、维护工作。