一起组合电器SF6断路器分闸机械特性不合格分析处理

2023-01-03余聪

青海电力 2022年3期

余聪

（国网青海省电力公司超高压公司，青海西宁 810021）

0 引言

高压断路器的电气和机械性能应适应电力系统各种运行环境。其中断路器的分、合闸时间及同期性是断路器的重要机械特性参数，对断路器的性能有着直接影响。分闸时间过长会增加灭弧时间，导致触头烧损，严重的甚至会引起断路器爆炸。而分闸时间同期不合格，易造成主变或输电线路非全相切断，产生对绝缘有较大危害的操作过电压。按照国家有关标准规定，断路器在交接试验、例行试验及大修后，都要求测试断路器机械特性。

分闸时间定义为，由发布分闸命令起到灭弧触头刚分离的一段时间。分闸同期性主要是指三相之间的不同期性。

1 缺陷概况

某110 kV变电站为户外GIS变电站，其110 kV设备型号为ZF11-252（L）型组合电器。检修人员对267号回路设备进行停电例行预试、定检工作，当进行267号断路器机械特性试验时，发现断路器三相分闸时间及同期不合格。图1是分闸试验波形，分闸时间和同期见表1。

表1 分闸同期试验数据

图1 分闸试验波形

从试验数据看，C相分闸时间远远超出合格范围，同期值也远达不到要求。

2 分析处理

一般情况下，分闸机械特性不满足要求，可能造成的原因有：一是分闸电磁铁顶杆与分闸掣子位置不合适；二是分闸弹簧疲劳；三是开距或超程不满足要求。上述任何一种情况都会给断路器的运行带来隐患，同时也将增加检修的工作量。为准确判断设备状况，从以下几个方面进行深入的分析。

2.1 试验仪器方面

267号断路器C相分闸时间已超出合理值范围，对此首先怀疑是C相数据采集线接触不良造成的。在调整C相数据线之后，重复做了两次试验，试验结果仍然不合格，C相分闸时间在250 ms左右波动。在三相分闸同期试验之前已做过单相的低电压跳合试验和单相同期试验，试验数据均在合格范围内，也就是说，单相分闸时间是合格的，但三相同时分闸时，C相分闸时间及同期却不合格。

再将A、B相的数据线与C相数据线分别进行调换，试验结果仍然是C相分闸时间不合格（250 ms左右），由此判断试验仪器设备是正常的。为进一步排除仪器设备方面的因素，更换了一台不同厂家的设备及数据线，试验结果仍与之前相似。

2.2 操动机构因素

排除试验设备及数据线的问题后，造成分闸不同期的因素只能是来自于断路器本体。而C相单独的低电压跳合试验数据又是合格的，说明C相的分、合闸线圈没有问题，无需对分闸线圈进行调整。

ZF11-252（L）型断路器为液压操动机构，液压操动机构的工作模块按油缸活塞差压原理操作，液压的大小对分、合闸时间也会产生一定的影响。经检查，断路器各相的液压值均位于额定值，蝶阀储能也正常。ZF11-252（L）型断路器分闸时，转换阀转换至分闸位置，使操作活塞底端与低压油腔相连，操作活塞向分闸位置移动，促使断路器分闸[4]。通过分析断路器分闸过程得知，通过调节分闸节流螺钉可对分闸时间进行调整。调整C相的分闸节流螺钉后，同期试验中C相分闸时间与之前试验结果相比仅有几ms的变化，结果仍远远超出正常范围。

2.3 分闸同期波形图分析

分析了几处常见的影响分闸同期时间的因素之后，问题仍未得到解决。分析重点转移至分闸同期波形图上。

2.3.1 外部信号干扰

从图1可以看出，在分闸指令发出后，A、B、C三相几乎同时完成分闸动作，但是C相在分闸后，波形又经过3次波动，在250 ms附近又显示出合闸的波形状态。从波形图上看，C相在分闸同期试验中似乎经历过3次分合闸的过程，而三相分闸动作声音都比较一致，C相并没有明显的多次分合闸动作声音，怀疑是C相数据采集线受到外部信号干扰。

之前C相数据线的接线是从断路器的C相一侧接至26740号地刀C相上部，现将C相的数据线从断路器的A相一侧接至26740号地刀C相上部，以此方式来躲避外部信号对C相数据线的干扰，但试验结果与之前无太大差别。由此排除外部信号干扰的因素。

2.3.2 接地干扰

分析方向又重新回到波形图上。历次试验中，C相的分闸同期波形图上都会有3至5个不等的上升下降波形，并且波形出现的位置也不尽相同。

由于各相低电压试验数据均合格，从一开始便排除了接地的问题，因为若是接地的话，C相应当无法采集到试验数据。对于目前情况只能是怀疑26740号地刀C相的上部存在不稳定的对地导通。

26740号地刀导流排拆除后，26740号地刀机构箱应同地刀上部导通，同时对地不通；用万用表测量通断情况后发现，实际情况是26740号地刀机构箱对地导通，同时地刀上部也对地导通，但导通现象不稳定。经过多次测量查找通导原因，逐渐将疑点转移至地刀机构箱的二次插拔上。如图5所示，在拆除二次插拔头后，对地导通现象完全消除，分闸线圈1和分闸线圈2的分闸同期试验数据均合格。