思考220kV断路器控制回路绝缘故障的分析与处理

白林

摘要：本文以某变电站220kV SF6断路器控制回路为例，发现控制回路绝缘电阻过低故障产生于SF6气体密度继电器受潮的基础上，针对这一现象进行分析，并有针对性的提出了解决措施，以供参考。

关键词：220kV断路器 控制回路 绝缘故障 分析 处理

在对变电站220kV SF6断路器控制回路绝缘电阻进行测量的过程中，采用了1000V绝缘兆欧表，此时发现正电源端在该断路器控制回路中，产生了约为0.2MΩ的对地绝缘电阻，同我国有关规定中的≥2MΩ这一数值相比过低，这会对控制回路的正常运行造成直接且严重的影响。因此有关工作人员必须针对这一故障进行深入分析，并有针对性的直接解决措施加以处理。

一、220kV断路器控制回路绝缘故障检查及处理

在发现220kV断路器控制回路绝缘故障的基础上，对该断路器机构箱端子排、端子箱中二次线绝缘性进行了逐条测量，测量过程中采用了1000V绝缘兆欧和万用表，经测量发现端子排X2-62的A相SF6气体密度继电器在该断路器A相机构箱中同A相机构箱端子的引线之间拥有较低的绝缘电阻值，约为0.2MΩ，3为这一端子引线的线芯编码[1]。

二次接线盒在A相SF6气体密度继电器中，将其打开没有受潮和进水现象。线芯编码为3的导线位于二次接线盒中，将其找出并通过万用表对其进行测量，确定其作为引线同A相机构箱端子排X2-62SF6气体密度继电器相连，在对这一导线的绝缘电阻值进行测量的过程中，需要在二次接线盒处使用绝缘兆欧表，结果显示约为0.2MΩ。

接往表计内部的灰色引线同线芯编码为3的导线相连，在二次接线盒内端子上将其解开，同时还有褐色引线存在于同一对表计触点和灰色引线上，应将其解开，灰色引线对地绝缘电阻在二次接线盒内应用绝缘兆欧表测量，结果显示约为0.2MΩ，而10～20MΩ为其余接线对地绝缘值[2]。因此可以发现进水受潮现象产生于表计内部二次元件中，且不可以采用吹干的方式对其进行处理，因此无法形成合格的对地绝缘电阻，必须对A相SF6气体密度继电器进行更换。

针对SF6气体密度继电器来讲，有6根引线同断路器A相机构箱内端子排X2相连，将其解开并利用绝缘胶带头包好，做好标记。接下来在SF6气体密度继电器二次接线盒端子上应用万用表对6根引线电压进行测量，在未发现电压的情况下将表计接地线与6根引线解开，做好标记后将其拿至二次接线盒外[3]。

采用相同型号和性能的SF6气体密度继电器更换原有设备，在操作前首先应对新表计接头处密封圈套进行确认，操作完成后还应对SF6气体密度继电器实施气体检漏[4]。在二次接线恢复后对该设备的控制回路绝缘进行重新测量，数值约为25MΩ。对更换下来的SF6气体密度继电器展开检查，发现水汽以及水滴存在表计内部，且严重受潮现象产生于二次元件中，如接线端、电路板等，且绿色铜锈存在于接线柱上。

二、220kV断路器控制回路绝缘故障原因及措施

（一）原因

在检查以及处理220kV断路器控制回路绝缘故障过程基础上，对断路器控制回路绝缘过低原因进行分析：

第一，该SF6气体密度继电器在生产的过程中没有形成严实的内部密封，在实际使用中，受外界潮湿环境影响，受潮、进水现象产生于设备内部，形成严重的元件受潮问题，包括电路板、接线柱、二次引线等，最终降低绝缘电阻。

第二，在制造SF6气体密度继电器的过程中，没有将有效的防潮措施应用于接线柱及电路板等易受潮部位，导致其发生严重受潮现象，最终降低绝缘电阻。

第三，針对断路器控制和闭锁回路来讲，一对闭锁触点在SF6气体密度继电器中引出褐色引线和灰色引线，其同继电器K9线圈共同构成了SF6压力低闭锁回路。当拥有小于0.43MPa的SF6压力时，闭锁触点会促使闭锁回路处于接通状态，此时K9线圈通电，K9作为常闭触点处于打开状态，分闸回路被断开，即闭锁分闸回路，这样一来分闸操作就不会在断路器低SF6压力时产生[5]。断路器及正电源在闭锁回路中连接就地分闸操作正电源，所以对地绝缘电阻在表计内触点3低于0.2MΩ，正电源对地绝缘在控制回路中也小于0.2MΩ。

（二）防范措施

第一，在生产SF6断路器的过程中，应严格检查设备的防水密封性，如果二次元件在气体密度继电器中拥有电路板，那么必须将防水防潮措施应用于电路板中；第二，SF6气体密度继电器如果是瓷柱式的，在对防雨罩进行加装的过程中应严格遵守反事故措施，严禁受潮、受雨水侵袭现象产生于气体密度继电器中。

三、220kV断路器控制回路技术改造

（一）增加回路电阻

要想将220kV断路器的功能充分发挥出来，就必须采取有效的技术改造措施，增大回路电阻。通常情况下，在对断路器跳闸位置监视回路回路、机构本体防跳回路的过程中，应串联电阻，促使合闸状态下的断路器，分压电压在线圈两端小于继电器动作返回电压[6]。在此基础上可靠返回状态可以产生于断路器合闸当中。常闭接点闭合串联在合闸回路中，此时合闸回路返回到原有状态，为下一次合闸动作做准备。在这一改造技术中，必须全面测量跳闸位置监视回路、断路器本体防跳回路中的线圈阻值、动作电压以及返回电压。在有关计算中，对串联电阻值进行精确确定，促使合闸状态下的断路器，返回电压高于防跳继电器线圈分压电压。在对这一改造技术进行应用的过程中，可以确保合闸状态下的断路器，在防跳继电器合闸脉冲不存在后可以及时的返回。

（二）改造操作箱合闸回路

改造操作箱合闸回路时，可以促使220kV断路器控制回路效果明显提升。在实际操作中，应对三相跳闸位置断路器监视回路以及防跳回路进行分开操作，常闭触点在断路器辅助开关上，应串入位置继电器线圈，促使单独监视回路在跳闸位置产生。原有并联三组端子在操作箱回路中应处于断开状态，并将三组中的第一个端子分别进行并联处理，再对断路器本体合闸回路进行应用。接下来将并联措施应用于三组中的第二个端子上，一对备用常闭接点存在于断路器中，将其连接负电源[7]。在对这一技术进行应用的背景下，相互独立模式产生于跳闸位置监视回路和断路器防跳回路中，取代了原有的并联模式，二者之间不会产生互相影响。因此，在对这一方法进行应用的过程中，可以极大的满足断路器控制回路设计与功能。

通常情况下，在实际进行220kV断路器控制回路技术改造的过程中会选择改造操作箱合闸回路的方式，在改造完成以后，还需要将有效的试验应用于220kV断路器跳合闸传动中。在合闸脉冲发出以后，会产生正常的开关合闸情况，断路器合闸后，会触动防跳继电器，断开常闭接点的同时还会断开合闸回路，能够起到良好的防跳效果。辅助常闭触点在继电器中处于断开状态，同时还应将合闸回路断开，此时失电现象产生于断路器合闸线圈当中。在将合闸脉冲消除以后，失电以及复归现象产生于防跳继电器中，断开状态产生于常开接点中，此时会促使常闭接点返回。

四、结语

综上所述，针对SF6断路器来讲SF6气体密度继电器是重要组成部分，其运行中可以有效保护、监视以及控制断路器控制回路 的运行状态。断路器运行中以控制回路绝缘电阻为重要指标，如果其与标准不符会导致断路器产生误动。因此，要想促使断路器处于稳定的运行状态，应对断路器相关运行指标进行实时监视，确保SF6断路器长期处于稳定运行状态。

参考文献：

[1]高美金，余鹏，诸言涵，等.220 kV单母线双断路器分段主接线方式适用网架结构研究[J].机电工程，2017，（06）：648-652.

[2]孔旭，郭飞，梁涛，等.220kV GIS中断路器关合空载变压器所产生VFTO辐射电场的测量与波形特征分析[J].中国电机工程学报，2016，（18）：5087-5093+5134.

[3]郭明敘，王志华.500kV国安站220kV母线断路器备自投双重化方案的实施与应用[J].电网与清洁能源，2015，（11）：36-41.

[4]新一代智能变电站220kV光纤互感器与隔离断路器集成制造方案研讨会召开[J].电力信息与通信技术，2017，（06）：87.

[5]彭发东，施纪栋，喇元，等.220kV变电站35kV侧真空断路器开断并联电抗器过电压保护方案研究[J].能源工程，2016，（06）：13-16+20.

[6]杨利彬，司马文霞，杨庆，等.一起220kV SF_6断路器爆炸事故的原因分析及仿真计算[J].高压电器，2017，（01）：89-92.

[7]宋健壮，马应成，马畅畅，等.小浪底反调节电站220kV断路器手动分闸后自动重合原因分析[J].电力系统保护与控制，2018，（01）：91-92+95.

（作者单位：内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电局）