SF6断路器储能异常的故障处理及分析

王天罡

（国网天津市城西供电公司，天津 300000）

1 LW36-126型SF6断路器的基本工作原理

LW36-126型SF6断路器是我国正泰电气股份有限公司生产的产品。SF6断路器是利用SF6气体作为绝缘和灭弧介质的断路器。因为SF6气体无毒、无色、无味，是不可燃的惰性稳定气体，具有很强的抗电强度和优良的灭弧性能，介电强度比传统的绝缘气体高[1]。因此，SF6断路器具有开断能力强、电气寿命长、绝缘水平高以及密封性能好的优点，广泛应用于110 kV及以上的电压等级中，从而改善电力系统的可靠性和安全性[2]。SF6断路器利用SF6密度继电器检测气体的压力。当SF6气体压力降低到第一报警区域时，密度继电器动作发出补气压力的信息；当SF6气体压力降低到第二报警区域时，密度继电器动作发出闭锁压力的信息，同时把断路器的分合闸回路断开，对分合闸实现闭锁[3]。

2 LW36-126型SF6断路器的故障概况

2017年03月01日20时25分，110 kV某变电站110 kV线路侧进行恢复送电操作，发现该线路SF6断路器不能遥控合闸。首先检查该SF6断路器一次机构，发现一次设备工作正常，故断定问题出自于二次控制回路。检查110 kV线路侧SF6断路器二次回路主要从以下这些方面入手：一是检查接线是否正确；二是检查合闸回路、储能回路是否正常；三是分析回路设计是否合理。检查后发现，合闸回路串入的断路器机构行程开关不能正常导通，检查断路器机构储能情况发现储能异常。

2017年03月01日21时10分，经申请后将110 kV线路侧SF6断路器转冷备用，进行机械按压分和合闸线圈卸能。卸能结束后，给上控制电源空气开关，然后给上储能电源空气开关，5 s后断路器机构发生异响，紧接着接触器（ZC）开始冒浓烟，现场工作人员迅速断开控制电源空气开关。

3 LW36-126型SF6断路器的故障分析

2017年03月01日21时30分，检修人员到达现场对该SF6断路器进行检查。现场对断路器进行手动储能，储能到1/2时机构卡死，无法再进行储能，如图1所示；用万用表对储能电机进行电阻测量，示数为5.3 Ω，将储能电机拆下进行空转试验，数据结果正常，排除储能电机出现问题的可能性，故主要故障为断路器棘爪轴损坏，断路器无法储能。

图1 SF6断路器机构卡死

2017年03月02日08时30分，检修人员再次检查该SF6断路器，拆除行程开关限位板后，发现棘爪轴承后盖与连杆定位螺栓有划痕（如图2所示），并在拐臂定位螺栓上发现大量铁屑，拐臂行程已经移位，造成与棘爪轴承后盖有摩擦。

图2 SF6断路器爪轴承后盖与连杆定位螺栓有划痕

厂家人员到来后，首先用专用工具释放能量，转动棘爪轴承发现大号棘爪无法转动，怀疑棘爪轴承已经损坏，拐臂行程移位妨碍行程开关盖板转动。试将棘爪轴承拆除，在拆除棘爪轴承时发现小号棘爪轴承已经抱死，且小号棘爪盖板钢圈不严，棘爪主轴承已经有摩痕，导致断路器无法储能，如图3所示。随后更换棘爪轴承，更换棘爪轴承后转动正常，手动储能恢复正常，断路器试分合1次正常，没有故障时断路器拒储能现象。在进行电动储能时发现断路器无法储能，电机伞形齿轮无法与棘爪轴承转动齿轮咬合，发现储能电机碳刷溅火花。测量电机电阻值为2.3 Ω，测量备品电机阻值为9.8 Ω，确定储能电机绕组已呈半烧毁状态。随即更换储能电机后电动储能正常，现场断路器储能、分、和闸功能正常，如图4所示。

图3 棘爪主轴承已经有摩痕

4 LW36-126型SF6断路器的故障理论阐述

对于电动储能，当电动机电源接通后，轴套由减速箱里的大蜗轮带着转动。当棘爪进入凸轮的缺口时，储能轴开始转动，合闸弹簧被拉起从而储上能；当合闸弹簧拉到最高点时，被合闸掣子锁住，曲柄顶住小连杆传动一小弯板压下微动开关，电机电源被断开，“储能指示”显示在指示器上。

图4 更换储能电机

对于手动储能，将手把插入减速箱前方孔中，顺时针摇转直到棘爪进入到凸轮缺口带动储能轴转动，继续用力摇转手把约25圈，合闸弹簧储能完毕。

此次故障处理完成，按照断路器拒储能机械故障的理论分析，是因为断路器棘爪轴承异常导致断路器无法储能。表象为储能电机伞形齿轮与棘爪轴承转动齿轮咬合，当棘爪轴承移位时，导致偏心轴转动带动棘爪转动而卡涩，最终因卡涩而无法转动继而抱死烧损电机。根本原因为设备在出厂安装调试时棘爪轴承存在细微间隙，断路器分合次数增加后间隙逐渐变大，最终导致机构卡死无法储能。以后断路器应当多分合，以检验其机构性能的稳定性。此外，应当与断路器机构厂家建立沟通机制，在发生故障时及时、快速消除断路器故障。

5 结 论

SF6断路器在电网设备中具有重要作用，要求在日常维护中多下功夫。首先，要在新断路器投运前做好准备工作，多次试验，核对接线图，认真调试，检查安装是否牢固，以免发生不必要的故障；其次，随着时间的推移，断路器在日常分合闸操作中避免不了设备器件的老化和损坏，需要工作人员及时发现并维护，时刻准备好日常的零器件，缩短处理故障的时间，提高工作效率，确保电网的安全稳定可靠运行，有效发挥SF6断路器在电力系统中的控制和保护作用。