高压 SF6 断路器异常分析及事故处理
关键词：SF6断路器异常分析事故处理
0.引言随着电力系统的发展，高压SF6断路器的装用量将大幅度上升，了解高压SF6断路器的故障原因，采取积极的防范措施，对保障人身、设备安全，提高电网供电可靠性是非常有帮助的。
据有关的历史资料对全国电力系统高压断路器运行中的事故类型统计分析，拒分事故占22.67%；拒合事故占6.48%；开断关合事故占9.07%；绝缘事故占35.47%；误动事故占7.02%；截流事故占7.95%；外力及其他事故占11.43%，其中以绝缘事故和拒分事故最为突出，约占全部事故的60%。
1.高压SF6断路器
1.1高压SF6断路器基本结构
高压SF6断路器的结构，原则上可以分为四个部分，即导电回路、灭弧装置、绝缘与支撑系统和操动机构，另外还包括传动装置和控制系统等部件。图1-1显示了高压SF6断路器的基本构成：
图1-1SF6断路器基本结构1.2高压SF6断路器工作原理
SF6断路器是利用SF6气体作绝缘介质和灭弧介质的新型断路器。SF6断路器内经常充满了3～5个大气压的SF6气体作为断路器的内绝缘。在断路器断开的过程中，由动触头带动活塞压气，以形成用来吹熄电弧的气流。
SF6断路器灭弧室的基本结构由动触头、绝缘喷嘴和压气活塞连在一起，通过绝缘连杆由操作机构带动。断路器进行分闸时，动触头、活塞一起向右运动，动、定触头分开后产生电弧，活塞向右迅速移动时使右侧的气体受压缩，产生气流通过喷嘴对电弧进行纵吹，使电弧熄灭。此后，灭弧室内的气体通过定触头内孔和冷却器排入断路器本体内。断路器进行合闸时，操作机构带动动触头、喷嘴和活塞一起向左运动，使定触头插入动触头座内，使动、定触头有良好的电接触，达到合闸的目的。
图1-2为SF6断路器的灭弧装置：
⒈定、动触头⒉滑动导电筒⒊环形活塞⒋压气筒⒌操作杆⒍传动单元图1-2 SF6断路器灭弧装置2.高压SF6断路器异常分析及事故处理
2.1压力低告警
SF6断路器气压是非常重要的，如果压力过低，将对断路器性能有直接影响。因此，在SF6断路器上装有密度继电器，当断路器的气体压力下降到一定值时，将发出信号；若漏气严重，自动闭锁分合闸回路，以确保断路器自身安全。
（1）造成漏气的主要原因有：
①瓷套与法兰胶合处胶合不良。
②瓷套的胶垫连接处，胶垫老化或位置未放正。
③滑动密封处密封圈损伤，或滑动杆光洁度不够。
④管接头处及自封阀处固定不紧或有杂物。
⑤压力表，特别是接头处密封垫损伤。
（2）SF6压力低的处理：
SF6压力降低发“SF6压力低”告警信号时，对告警断路器装有密度继电器压力表的，可到现场读取压力值判断相别，并报严重缺陷，申请检修（补气）。对无密度继电器压力表的断路器出现“SF6压力低”告警信号时，可用分相断开信号端子的方法，判断哪一相、哪一柱压力低。
（3）SF6气体严重泄露的处理：
①压力降低引起分闸闭锁时应立即断开该断路器操作电源，在手动操作把手上挂”禁止操作”标示牌。
②汇报调度按调度令将故障开关隔离。
③接近设备时要谨慎，尽量从“上风”口接近设备，必要时要戴防毒面具、穿戴防护服。
④室内SF6气体泄露时应开启风机通风15min。
2.2机构故障或打压超时
（1）液压机构开关“机构故障”告警的原因有两点：
①油泵电机热继电器动作。
②油泵启动运转超过3分钟。
（2）出现“机构故障”或“打压超时”信号时，可能有以下原因：
①机构漏油严重，使压力打不上去。
②压力开关故障，启动打压微动接点断不开。
③电源缺相，使热继电器动作。
④油泵或电机故障，使压力打不上去。
⑤超时继电器KT延时头损坏。
（3）出现“机构故障”信号时，处理方法如下：①现场检查电机是否仍在运转，并立即断开油泵电源开关。
②检查电机有无发热、焦臭现象，液压元件及管道有无严重渗油，机构压力值是否正常。若有明显严重外漏现象或内漏声音，且油泵电机运转但压力值不上升，则为液压系统严重泄漏，使压力无法上升和保持，应报严重缺陷，申请检修。
③检查油泵电机电源，检查热继电器是否动作，检查油泵有无异常。
④断路器在运行中一般不进行手动打压，有特殊情况需要手动打压时，应断开电动机电源，但在机构压力严重下降导致油泵闭锁时禁止手动打压。打压时，观察压力表达到规定压力值时即停止。
2.3液压机构断路器零压处理
液压机构压力降至与氮气预压力相等即为零压状态。此时断路器分合闸已闭锁，有的断路器油泵闭锁，不论断路器是否具有防慢分功能，不论油泵是否闭锁，一律应按下列规定采取措施，防止慢分。
（1）不论断路器有无油泵闭锁功能，一律断开油泵电源，取下保险。
（2）采取机械防慢分措施将断路器锁在合闸位置。
（3）在零压状态下，运行人员不得启动油泵打压，不得手动打压。
（按管理规范规定失压到零或打压不停应报危急缺陷）
2.4断路器合闸闭锁分析与处理
（1）SF6断路器合闸闭锁可能有以下原因：
①液压机构开关机构压力下降。
②弹簧机构开关合闸弹簧未储能（如ABBHPL550系列开关）。
③SF6压力下降(同时闭锁分闸)。
④断路器失灵保护或三相不一致保护动作。
⑤并联电抗器保护动作。
⑥线路远方跳闸保护收讯。
⑦主变差动、重瓦斯或压力保护动作。
（2）机构压力下降引起合闸闭锁可能有以下原因：
①电机电源失压、缺相。
②机构故障。
（3）断路器合闸闭锁的处理：
①如电源缺相，应检查有无保险熔断、接触不良、端子松动、电源回路接地短路等故障，予以排除即可恢复正常。
②如由机构故障引起合闸闭锁，应采取前面所述方法处理，若现场暂时无法消除故障，可断开机构电源后手动将压力打到正常值。
③如由SF6压力低引起合闸闭锁，应同时闭锁分闸，按分闸闭锁处理。
2.5 SF6断路器分闸闭锁分析与处理
（1）SF6断路器分闸闭锁可能有以下原因：
①液压机构开关机构压力下降。
②气动开关气体压力降低（如西电气动开关、罐式开关）。
③SF6压力低(同时闭锁合闸)。
（2）断路器分闸闭锁时，应立即取下相应断路器跳闸电源保险，使断路器保持在合闸位置，按调度命令处理，并报紧急缺陷申请检修。如需要将故障断路器退出运行，可采取以下方式：
①500KV断路器当有两串以上合环运行时，可采取拉开其相应的两侧刀闸开环，使断路器退出运行。操作时需暂时解除操作闭锁。为了防止在操作过程中某一断路器因故突然跳闸，破坏开环操作条件，导致带负荷拉刀闸故障，经有关调度同意，可短时取下故障断路器所在串断路器的跳闸电源保险，刀闸拉开后及时恢复。
②220KV线路断路器分闸闭锁，可采取两种运行方式，按调度命令执行：
a用旁路开关代运行，在旁路并列条件下，用拉开故障断路器单元出线刀闸解环的方式进行。
b倒换母线，使故障断路器在一组母线，其余断路器在另一组母线运行;
线路断路器在分闸闭锁状态继续运行时，其保护电源保险不应取下，保护应保持加用，动作时可启动开关失灵保护切除故障。
2.6断路器拒绝合闸故障处理
断路器拒绝合闸在未查明原因，消除问题之前不得擅自再次试合开关。发生拒合的原因主要有三方面，一是电气方面故障；二是机械方面原因；三是断路器因其他原因闭锁合闸。断路器拒绝合闸时可从这三个方面查找原因，消除故障。
（1）检查有无其他原因闭锁合闸（按前述断路器合闸闭锁有关规定处理）。
（2）检查电气方面有无故障：
①合闸电源或有关电源未接通。
②电控柜内电源开关未合上。
③防跳继电器动作或其常闭接点接触不良。
④同期回路接点不良(注意同期表有无指示)。
⑤“远方/就地”选择开关置于“就地”位置或接点接触不良(FA、LW6型影响远方操作，双12 开关还影响自动重合闸)。
⑥合闸线圈或控制回路断线(包括断路器辅助接点转换不良)。
⑦操作继电器故障(接口屏及操作箱)或控制把手接点接触不良。
⑧综治站测控装置故障或远方就地把手位置不正确
⑨综治站监控系统网络通信故障或数据拥塞
（3）检查机械方面有无故障：
①传动机构连杆松动脱落。
②合闸铁芯卡涩。
③机构卡死，连接部分轴销脱落，使机构空合。
2.7断路器运行中发生拒绝跳闸故障处理
断路器的“拒跳”对系统安全运行威胁很大，一旦某一单元发生故障时，断路器拒动，将会造成失灵保护动作或上级后备保护动作跳上一级断路器，称为“越级跳闸”。这将扩大事故停电范围，甚至有时会导致系统解列，造成大面积停电的恶性事故。因此，“拒跳”比“拒合”带来的危害性更大。
发生“拒分”的原因主要有三方面：一是电气方面故障；二是机械方面原因；三是断路器闭锁分闸。断路器拒绝分闸时可从这三个方面查找原因，消除故障。
(1)电气方面的故障：
①分闸电源失压。
②电控柜内电源开关未合上。
③控制回路断线(端子或辅助接点接触不良，跳闸线圈、防跳继电器线圈断线)。
④控制把手或操作继电器故障(接口屏或操作箱)。
⑤远方/就地选择开关置于“就地”位置或接点不良。
(2)机械方面有的故障：
①传动机构连杆松动脱落。
②分闸铁芯卡涩。
③机构卡死，连接部分轴销脱落，使机构空合。
(3)机构压力低闭锁开关或SF6压力低闭锁开关：断路器在正常运行中出现手动分闸拒动时应先查明原因，处理完毕后经调度同意可试分一次，若不成功应请示调度，隔离故障断路器。
设备故障保护动作跳开关时发生拒动，设备故障正在发展，应立即检查开关拒动原因，若拒动不是机构或SF6压力低引起，应立手动分开开关或到现场手动打跳开关并立即汇报调度。若失灵或上级后备保护动作造成越级跳闸应立即汇报调度，按调度指令隔离故障开关后将其它正常设备送电。
3.断路器异常操作规定
（1）断路器发生非全相合闸时，应立即将已合上相断开，待查明原因并处理后再继续操作。
（2）断路器发生非全相分闸时，应再次操作分闸一次，如未分开相仍分不开，立即断开其跳闸电源，按”分闸闭锁”有关内容进行处理。
（3）误分断路器时应先向有关调度汇报，由当值调度决定是否将误操作的断路器还原。
（4）误合断路器可能对人身及设备造成危害，应立即将误合断路器断开，再向有关调度汇报。
（5）出现危及人身及设备安全的事故时，可立即断开有关断路器，然后向有关调度汇报。
4.小结
本文通过分析高压SF6断路器在运行中可能出现的异常和故障，阐述针对异常和故障进行分析和处理的方法，是在工作中对SF6断路器方面的技术积累。在今后工作中还需不断学习，不断积累和创新，更好地掌握设备运行状况和相关技术参数，为设备和电网安全、稳定运行作出贡献。
参考文献
[1]华东电业管理局.高压断路器技术问答[M].中国电力出版社,1997.10.
[2]徐国政.高压断路器原理和应用 [M]. 清华大学出版社,2000.10.
[3]方可行. 断路器故障与监测 [M]. 中国电力出版社, 2001.2.