高压断路器机械故障诊断技术浅谈

杨蓬勃

烟台市辛安河污水处理有限公司

高压断路器机械故障诊断技术浅谈

杨蓬勃

烟台市辛安河污水处理有限公司

当前我国工业化水平在不断提升，对电力系统安全性方面的要求也越来越高，而高压断路器则是确保电力系统安全稳定运行的关键设备，在电力系统安全运行中发挥着不可替代的作用。本文以某变电所断路器跳闸故障为例，对高压断路器的机械故障原因及处理措施进行分析，希望能够以此来提高电力系统安全运行的能力。

高压断路器；故障；原理；处理；防范

1 高压断路器机械故障分析

1.1 故障的出现

2016年3月某日晚，某35 k V变电所316线路保护装置报电流一段保护动作，断路器跳闸。巡视线路后发现，挖土机在线路处施工，刮蹭线路导致断路器跳闸。排除线路故障后，通知变电所运行人员送电。送电过程中，线路保护装置显示控制电路断线，断路器无法合闸。该变电所316线路SF6断路器运行多年，从未发生过控制电路断线导致断路器拒合的情况。这次在紧急情况下出现控制电路断线、断路器拒合故障，给变电所运行人员正常操作带来了极大困扰。当天，运行人员通过倒闸操作将线路快速恢复送电，并配合检修人员排除了故障。现将故障分析及处理过程介绍如下，供同行参考。

1.2 原理分析

弹簧储能式断路器控制电路简图如图1所示。

图1 弹簧储能式断路器控制电路简图

控制电路断线回路用于监视保护装置控制电路是否完好，当控制电路出现异常时立即报警。当合闸位置继电器与跳闸位置继电器同时失磁，两个常闭触点同时接通时，控制电路断线，保护装置告警，同时，断路器合闸或分闸回路不能构成通路，断路器将不能分闸或合闸。

1.3 原因分析

引起控制电路断线故障的原因有很多，根据断路器的控制电路原理图进行整体分析，主要分为以下几类：

(1)控制电源熔断器熔体熔断或空气断路器失灵，TWJ、HWJ继电器同时失磁，控制电路断线信号告警;

(2)保护装置插件接点粘连;

(3)分、合闸线圈损坏，回路不通;

(4)断路器辅助接点接触不良或损坏，回路不通;

(5)断路器储能接点故障或弹簧未储能，储能电机或合闸接触器损坏;

(6)由断路器机构箱引至控制电路的各种闭锁信号(如弹簧未储能、低气压闭锁等)未输入，引起控制电路断线;

(7)控制电缆故障断开或端子排锈蚀导致其接触不良。

2 机械故障排除

技术人员依据现场情况，按照规范的排故步骤进行排查，具体过程如下。

(1)查看其他保护装置是否有控制电路断线告警，若其他保护装置同时显示控制电路断线，则应查找直流母线故障与否;若其他保护装置正常运行，则故障点应在本装置。

(2)检查直流电源空气断路器(图1中的QF)。主要测量其上端接点直流电压是否正常，并测量其下端接点电压是否正常。因直流电源空气断路器在跳闸中未动作，装置未停电，测量电压后判断空气断路器功能正常。断开空气断路器，5s后再次合上空气断路器，观察故障是否消失。

(3)检查监视合闸回路的绿灯，发现绿灯(图1中的LD)不亮。因此，判断跳位继电器失磁。此时，断路器处于分闸状态，合位继电器也处于失磁状态，因而判断故障点位于断路器操作机构箱内。

(4)观察分闸线圈、合闸线圈、储能电机，判断现场是否有异味，开路测量三个线圈阻值。测量分闸线圈、合闸线圈和储能电机线圈阻值全部正常，因此判断分闸线圈、合闸线圈、储能电机均正常。

(5)排查辅助接点，包括断路器辅助接点(图1中的DL)、弹簧储能辅助接点、气压闭锁辅助接点。经检查，各辅助接点接触良好，没有发现引线松动或动作不到位的情况。

(6)检查弹簧储能回路。经现场观察，认定断路器处于弹簧未储能状态。检查弹簧储能回路，发现直流接触器能够吸合，但储能电机不能得电。测量直流接触器两个常开接点，发现其中一对触点在接触器吸合后并不能接通。据此，判断该故障为合闸接触器触点接触不良所致。

3 处理结果

确定故障点后，技术人员断开直流电源，拆下接触器灭弧罩，发现接触器触头上粘了大量昆虫尸体，导致接触器吸合后接点不能接通。对断路器进行合闸、分闸试验，断路器恢复正常。

4 防范措施

(1)在高压断路器定期检修中，认真做好断路器的分、合闸试验，确保传动试验正确，认真对断路器机构中的辅助开关、微动开关接点进行检查，定期清扫维护。

(2)断路器操作过程中，一旦发现断路器分合闸时相应指示灯不亮，应立即将断路器控制电源断开，使断路器分合闸自保持回路断开，然后再做下一步检查。

(3)应加强变电所值班人员业务知识的学习和培训，组织相关人员对案例进行研究和分析，找出问题和差距，提高值班人员对异常情况和事故的分析处理能力。

5 结语

变电所设备运行时间长、检修机会少，不同的设备、不同的安装工艺等都有可能对断路器控制电路完整性造成影响。设备维护不及时极有可能导致断路器拒跳或拒合。本文总结的控制电路断线故障处理步骤，虽然存在一定的局限性，但基本反映了该故障的处理步骤。

[1]程序，关永刚，张文鹏，唐诚.基于因子分析和支持向量机算法的高压断路器机械故障诊断方法[J].电工技术学报，2014，07：209-215.

[2]梁宏池，谢聿琳.区域性分布式高压断路器状态监测与故障诊断系统的开发[J].电力与电工，2009，04：33-35+64.

[3]李斌，李爽，鲁旭臣.高压断路器机械特性振动信号特征提取和故障诊断方法研究[J].高压电器，2015，10：138-144.

[4]黄建.特征评估高压断路器机械故障诊断方法的研究[J].高压电器，2015，12：89-95.

[5]赵虎，崔建强，古浩原.基于SOM方法的高压断路器机械故障诊断方法研究[J].电气开关，2013，06：32-35.