SF6断路器偷跳故障的分析

彭思遥

摘要：SF6断路器正常跳闸及重合闸极为常见，而断路器意外偷跳反而成为影响恢复供电的主要因素。本文分析了一起220kV断路器偷跳的原因，着重阐述了开关偷跳后根据异常现象排查故障原因的思路和方法。即优先检查外观及机械部分，再检查二次回路部分，根据报文信息分析故障点的具体位置。

关键词：偷跳；非全相；继电器；二次回路

1 偷跳事故经过

运行人员在某变电站巡视过程中，忽然听到220kV高压场地传来一声断路器跳闸的声音。运行人员立即检查，发现某运行间隔的断路器已经处于分闸位置。查看其保护装置没有任何动作报文，保护装置面板上的動作指示灯没有亮，而后台刷出事故总报文以及第二组控制回路断线信号。检查220kV故障录波装置，发现其并未启动。查看该间隔检修记录，在两年前对该间隔的一次设备和二次设备进行了预试和定检，各项实验结论均为合格。根据现场情况判断断路器发生了偷跳故障，为了查明原因立即向中调申请将该开关由热备用转检修进行检查。

2 外观及机械部分检查

（1）检查端子箱、机构箱二次接线。

检查端子箱、机构箱内部的二次电缆是否有明显受潮现象，或者二次电缆是否有松动或脱落。检查箱体内部有没有不明异物或其他小动物。如果一切正常，则进行下一项检查。

（2）检查机械传动部位。

开关由热备用转检修后，对开关进行遥控操作，如果开关正常传动，怎么判断断路器机械传动部位正常，排除其机械传动部位故障的因素。

（3）检查机构的低电压动作特性。

对机构的低电压动作特性进行试验，分别进行合闸及分闸操作，根据试验数据判断开关机构低电压动作正常。

（4）测量断路器三相分、合闸时间。

对该断路器三相分、合闸时间进行测量，数据如下表所示。

从上表数据可知，断路器三相分、合闸时间均正常。

（5）故障排查分析。

该220kV断路器为三相分体式结构，如果是简单的机械故障不会导致断路器三相同时跳闸。并且上述开关机械特性试验的结果均为正常，因此可以排除断路器，发生机械故障的可能。因此下一步对开关二次回路进行检查，重点是可能造成三跳的二次回路，如开关手跳回路以及母差跳闸回路、非全相回路等。

3 二次回路部分检查

（1）检查直流电源。

检查断路器偷跳前后直流系统是否正常。经测量直流电源正对地为111V，直流电源负对地为109V，可以判断直流电源没有异常。

（2）检查手跳回路。

查看图纸检查手跳和路是否连接正确。经现场实验检查发现，手跳开关后合后继电器KKJ可靠返回，而且没有发出事故总告警信号。由于开关偷电后后台报出了事故总告警信号，由此可以判断开关偷跳并非手跳回路接通。进一步对合后继电器KKJ及手跳继电器STJ的动作电压进行校验，发现其动作值合格，且手跳继电器STJ的动作电压大于合后继电器KKJ的动作电压，因此不可能发生手跳继电器STJ动作但合后继电器KKJ不动作的情况。

（3）检查非全相回路。

结合现场图纸对开关的非全相回路进行检查。现场非全相回路动作逻辑如下：非全相继电器K6动作后接点闭合，经时间继电器两秒延时后启动第一组跳闸中间继电器K7以及第二组跳闸中间继电器K8。第一组跳闸中间继电器K7动作后接点闭合，开关出口跳闸，同时启动非全相信号中间继电器K4，发出非全相保护动作信号并且保持。而第二组跳闸中间继电器K8没有接非全相信号中间继电器，即其动作后不会发出三相不一致出口动作信号。

对非全相继电器K6、第一组跳闸中间继电器K7、第二组跳闸中间继电器K8等继电器的动作值和返回值进行校验，测得其启动值为140V，其返回值为110V。

如果断路器发生单相偷跳的情况，保护装置会发出重合闸命令。而断路器偷跳时保护装置面板上的重合闸指示灯没有亮，并且保护装置也没有重合闸报文，即重合闸没有动作。现场进行开关单跳非全相功能试验，验证开关会单跳单重。将重合闸出口退出后，开关单跳后启动非全相继电器K6，经2秒延时后跳开其余两相。而查看动作报文，开关为一次性三相跳闸，没有经过2秒延时，由此可以排除开关单相偷跳以及非全相继电器K6误动跳闸的可能性。

由于第一组跳闸中间继电器K7误动会导致断路器三相跳闸，但是其会启动非全相信号中间继电器K4，发出非全相保护动作信号。而现场开关偷跳时没有非全相保护动作信号，因此可以排除第一组跳闸中间继电器K7误动的可能性。

而第二组跳闸中间继电器K8误动会导致断路器三相跳闸，另外其没有接非全相信号中间继电器，即其动作后不会发出三相不一致出口动作信号。其误动现象与此次开关偷跳结果一致。因此在排除上述所有可能性后，可以初步确定第二组跳闸中间继电器K8误动的可能性最大。

为了彻底找到第二组跳闸中间继电器K8误动的原因，对该继电器安装底座进行解体检查。打开继电器底座后发现内部含有较多金属杂质，而继电器内部金属连接片之间间距非常小，在继电器三相出口跳闸接点处发现疑似熔渣。根据上述检查可以得出故障结论：由于第二组跳闸中间继电器K8的底座存在设计缺陷，在安装过程中又有金属杂杂质掉入，导致第二组跳闸中间继电器K8误动，造成开关三相偷跳。同时又由于设计的原因，该继电器动作不会发出任何告警信号，造成故障原因难以查找。

4 故障处理及其预防

找到断路器偷跳的故障点后，对该机构同型号继电器的安装底座进行排查，对存在杂质的安装底座进行清理或更换。再次对开关进行各类传动试验，所有数据合格后恢复送电。对运行中的同型号继电器，应结合计划停电进行检查。增加一个非全相信号中间继电器，使得第二组跳闸中间继电器K8动作后也会发出告警信号。

参考文献：

[1]李鹏飞.对一起ME开关偷跳的原因分析与探讨[J].中国新技术新产品，2016，（23）：3435.

[2]王涛，黄安.220kV开关偷跳原因查找分析[J].通讯世界，2015，（08）：127129.