斷路器常見故障及分析

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斷路器常見故障及分析簡介
高壓斷路器是電力系統中最重要的開關設備,它擔負著控制和保護的雙重任務,如斷路器不能在電力系統發生……
斷路器常見故障及分析正文

高壓斷路器是電力系統中最重要的開關設備,它擔負著控制和保護的雙重任務,如斷路器不能在電力系統發生故障時及時開斷,就可能使事故擴大,造成大面積停電。為了滿足開斷和關合,斷路器必須具備三個組成部分;①開斷部分,包括導電、觸頭部分和滅弧室。②操動和傳動部分,包括操作能源及各種傳動機構。③絕緣部分,高壓對地絕緣及斷口間的絕緣。此三部分中以滅弧室為核心。
斷路器按滅弧介質的不同可分為:
油斷路器,利用絕緣油作為滅弧和絕緣介質,觸頭在絕緣油中開斷,又可分為多油和少油斷路器。
壓縮空氣斷路器,利用高壓力的空氣來吹弧的斷路器。
六氟化硫斷路器,指利用六氟化硫氣體作為絕緣和滅弧介質的斷路器。
真空斷路器,指觸頭在真空中開斷,利用真空作為絕緣和滅弧介質的斷路器。
斷路器的分合操作是依靠操作機構來實現,根據操作機構能源形式的不同,操作機構可分為:
電磁機構,指利用電磁力實現合閘的操作機構。
彈簧機構,指利用電動機儲能,依靠彈簧實現分合閘的操作機構。
液壓機構,指以高壓油推動活塞實現分合閘的操作機構。
氣動機構,指以高壓力的壓縮空氣推動活塞實現分合閘的操作機構。
操作機構還有組合式的,例如氣動彈簧機構是由氣動機構實現合閘,由彈簧機構分閘。操作機構一般為獨立產品,一種型號的操作機構可以配幾種型號的斷路器,一種型號的斷路器可以配幾種型號的操作機構。

下面就不同滅弧介質的斷路器和不同型式操作機構分別介紹斷路器在運行時最常見的故障,以及原因分析。
1.斷路器本體的常見故障
1.1油斷路器本體
序號 常見故障 可能原因
1 滲漏油 固定密封處滲漏油,支柱瓷瓶、手孔蓋等處的橡皮墊老化、安裝工藝差和固定螺栓的不均勻等原因。
軸轉動密封處滲漏油,主要是襯墊老化或划傷、漏裝彈簧、襯套內孔沒有處理乾淨或有縱向傷痕及軸表面粗糙或軸表面有縱向傷痕等原因。
2 本體受潮 帽蓋處密封性能差。
其他密封處密封性能差。
3 導電迴路發熱 接頭表面粗糙。
靜觸頭的觸指表面磨損嚴重,壓縮彈簧受熱失去彈性或斷裂。
導電杆表面渡銀層磨損嚴重。
中間觸指表面磨損嚴重,壓縮彈簧受熱失去彈性或斷裂。
4 斷路器本體內部卡滯 導電杆不對中。滅弧單元裝配不當、傳動部件及焊接尺寸不合格和滅弧單元與傳動部件裝配時間隙不均勻。
運動機構卡死。拉杆裝配時接頭與桿不在一條直線、各柱外拐臂上下方向不在一條直線上。
5 斷口並聯電容故障 並聯電容器滲漏油。
並聯電容器試驗不合格。

2真空斷路器本體
序號 常見故障 可能原因
1 真空泡漏氣 真空泡密封性能差,漏氣造成真空泡內部真空度下降,絕緣性能下降。
2 真空泡絕緣不良 真空泡漏氣。
真空泡外表面積灰,在天氣潮濕情況下,真空泡表面絕緣性能下降,嚴重時,會引起真空泡表面閃烙。
3 觸頭間熔焊拒分 觸頭間接觸壓力小,當觸頭間通過大電流時,觸頭間發熱而發生熔焊,造成斷路器拒分。
4 接觸電阻不合格 由於開斷電弧時觸頭金屬表面的電磨損,間隙變大致使觸頭間接觸壓力小;觸頭連桿的壓縮彈簧調整不當,造成觸頭間接觸壓力小。
由於電磨損使觸頭表面粗糙不平。
觸頭與觸頭間接觸不均勻。

1.3六氟化硫斷路器本體
序號 常見故障 可能原因
1 SF6漏氣 密封面表面粗糙、安裝工藝差及密封床老化。
傳動軸及軸套表面有縱向傷痕磨損嚴重,軸與軸套間密封床老化。
澆鑄件質量差,有砂眼。
瓷套質量差,有裂紋或砂眼。
SF6連接管道安裝工藝不良。
SF6充放氣接頭密封性能差或關閉不嚴。
SF6壓力表或密度繼電器等接頭處密封不良。
2 SF6氣體濕度即含水量超標 SF6存在漏氣現象。
補充的SF6氣體含水量不合格。
運輸和安裝過程中,本體內部的絕緣件受潮。
本體內部的乾燥劑含水量偏高。
3 主迴路接觸電阻超標 連桿鬆動。
運行時間長和操作次數多后,動觸頭表面磨損嚴重,或動靜觸頭、中間觸頭表面不幹凈。
導電迴路連接表面粗糙或緊固螺栓鬆動。
4 合閘電阻不合格 合閘電阻阻值超標。
合閘電阻的電阻片老化使介損超標,超標嚴重將影響正常運行。
5 斷口並聯電容故障 並聯電容器試驗不合格。
並聯電容器滲漏油。
6 重燃 定開距設計的滅弧室斷路器在開斷空載線路時發生重燃的機率較高,亦有可能是裝配滅弧室時殘留在滅弧室內的金屬微粒,在操作振動和氣流作用下,金屬微粒懸浮在斷口間,造成重燃。
7 噴口及均壓罩鬆動 運行時間長及操作次數多。
均壓罩公差偏大固定不可靠。

壓縮空氣斷路器在高壓系統已基本淘汰,壓縮空氣斷路器本體的常見故障情況以及原因分析略。

2.斷路器操作機構的常見故障
2.1電磁操作機構
序號 常見故障 可能原因
1 合閘鐵芯不啟動 輔助開關的觸點接觸不良。
合閘操作迴路斷線或熔絲熔斷。
合閘接觸器線圈燒壞。
合閘鐵芯被銅套卡死。
2 合閘鐵芯啟動未合上 延時開關配合不良,過早切斷電流。
合閘鐵芯頂桿止釘鬆動,造成頂桿長度變短。
合閘鐵芯返回彈簧斷裂、隔磁銅圈脫落或鐵芯頂桿行程不足。
跳閘后滾輪卡死,使滾輪無法返回造成空合。
合閘速度太大,剩餘能量將其振開或分閘彈簧調整不當。
3 脫扣卡板不復歸 卡板復歸彈簧太軟,跳閘后不複位造成空合。
脫扣板頂端下面不平整,返回時卡住。
脫扣板與卡板扣入距太少,合閘后在鐵芯返回時被振動而自行分閘。
分閘時,連板下圓角頂死在托架上,使卡板無法返回造成空合。
4 分閘鐵芯不啟動 分閘線圈頂桿卡死,或分閘鐵芯與線圈間的鋁套互相卡死。
分閘迴路的切換開關觸點接觸不良。
分閘線圈斷線或燒壞。
5 分閘鐵芯啟動未分閘 並聯接法的分閘線圈中有一個斷線,造成鐵芯吸力不足。
掣動螺釘未松到位或未鬆開。
卡板與脫扣板扣入尺寸太多或扣合面粗糙。
6 機構卡死 機構連板不平整、銷孔磨損變形、焊接開裂變形等使機構連桿傾斜卡死而不能分閘。
固定連桿的主要軸孔不平行,使連桿傾斜,卡死而不能分閘。

2彈簧操作機構
序號 常見故障 可能原因
1 合閘鎖扣鎖不住而自行分閘 扣入距離太多或太少造成無法保持儲能。
合閘四連桿在未受力時,鎖扣複位彈簧變形或連桿有卡死,過死點距離太少。
牽引桿儲能完畢扣合時衝擊過大。
合閘鎖扣基座下部的頂緊螺栓未頂緊,使鎖扣扣不住或扣合不穩定。
合閘鎖扣軸銷彎曲變形,使鎖扣位置發生變化而鎖不住。
2 合閘四連桿返回不足 合閘四連桿有卡阻現象,返回不靈活。
3 拒合 四連桿過死點太多或鐵芯衝程調整不當。
輔助開關觸點接觸不良。
儲能狀態,斧狀連板與牽引桿滾輪無間隙,造成四連桿無法返回。
空合,分閘四連桿無法返回或返回不足。
四連桿過死點太少,受力后或振動后自行分閘,合閘保持不住。
斧狀連板與頂塊扣入距離不足或頂塊彈簧變形拉力不足造成合閘保持不住。
操作迴路接觸不良,斷線或熔斷器的熔絲熔斷。
4 拒分 分閘電磁鐵鐵芯有卡住點。
分閘電磁鐵芯行程和衝程調整不當或分閘動作電壓調得太高。
分閘四連桿過死點太多。
分閘四連桿衝過死點的距離太小,使斷路器分不開。
輔助開關觸點接觸不良,使分閘電磁鐵不動作而不能分閘。
操作迴路接觸不良,斷線或熔斷器的熔絲熔斷。
5 離合器故障 離合器打不開,八字腳太低。
離合器不閉合,蝸輪蝸桿中心未調整好,使蝸桿前後竄動不靈活,有卡阻現象。
6 電源迴路故障 控制電動機電源的輔助開關頂桿彎曲。
電源迴路不通,接觸不良,斷線或熔斷器的熔絲熔斷。
7 儲能電動機拒絕啟動 電源迴路不通,接觸不良,斷線或熔斷器的熔絲熔斷。
電動機本身斷線或內部短路。

3液壓操作機構
序號 常見故障 可能原因
1 外部漏油造成油泵頻繁啟動 油箱油位降低,工作缸活塞組合油封漏油。
蓄壓器活塞組合油封漏油。
油管道接頭、壓力表、壓力開關等接頭處漏油。
2 內部漏油造成油泵頻繁啟動 閥口有污穢,使閥口不能正確複位,油泵頻繁啟動有突發性,往往未經處理就自行恢復或幾次分合操作后,油泵頻繁啟動就消失。
合閘位置時油泵頻繁啟動,合閘二級閥閥口關閉不良或二級閥活塞密封墊損壞;分閘一級閥關閉不良;分閘閥閥座密封墊損壞;合閘一級閥或合閘保持逆止閥關閉不良;合閘一級閥閥座密封墊損壞;油箱內部分管道接頭漏油等原因均可能造成斷路器在合閘位置時油泵頻繁啟動。
分閘位置時油泵頻繁啟動,二級閥閥口關閉不良,致使高壓油經泄油孔泄油;工作缸活塞密封墊損壞;油箱內部分管道接頭漏油等原因造成斷路器在分閘位置時油泵頻繁啟動。
分合閘位置時油泵均頻繁啟動,高壓放油閥閥門關閉不良或放油閥活塞頂桿未回足,致使高壓放油閥向油箱內泄油;合閘一級閥關閉不良,致使高壓油經泄油孔漏出;油泵逆止閥閥門關閉不良等造成斷路器在分合閘位置時油泵均頻繁啟動。
3 蓄壓器故障 氮氣泄漏,氮氣筒體有泄漏點;逆止閥閥門關閉不良、活塞密封圈或活塞桿密封圈損壞造成氮氣向外或油中泄漏。
蓄壓筒內有金屬屑,致使蓄壓筒缸體內壁與活塞組合密封墊划傷拉毛,造成高壓油泄漏到氮氣內,氮氣壓力異常升高。
4 油泵故障 油泵不啟動,電源迴路故障,微動開關接點接觸不良及油泵馬達損壞造成油泵不啟動。
微動開關接點接觸不良或中間繼電器接點斷不開電源,可能造成油泵不能正常停止而壓力異常升高。
5 液壓系統建壓慢或不能建壓 液壓系統嚴重泄漏,(見油泵頻繁啟動)
液壓系統及油泵內部有空氣沒有排盡。
油泵濾網堵塞。
油泵吸油閥鋼球、逆止閥鋼球密封不良。
油泵逆止閥及柱塞的密封不良。
柱塞或複位彈簧卡死。
6 斷路器拒動 分合閘電磁線圈損壞。
分合閘動鐵芯與電磁鐵上磁軛蓋間有卡澀現象,鐵芯動作不靈活。
分合閘閥桿頭部頂桿彎曲。
輔助開關未能正常切換或接點接觸不良、接點不通。
分合閘一級球閥未打開或打開距離太小。
7 斷路器拒合 合閘一級閥桿的頂針彎曲造成卡澀,使合閘一級閥未打開或打開距離太小。
合閘控制管和逆止閥有堵塞點。
由於分閘一級球閥嚴重泄漏造成自保持迴路無法自保,合閘二級球閥打不開或打開距離不足。
合閘電磁鐵芯行程未調節好,影響合閘一級閥打開。
閥系統嚴重泄漏,控制系統閉鎖合閘功能。
8 斷路器拒分 分閘一級閥桿的頂針彎曲造成卡澀,使合、分閘一級閥未打開或打開距離太小。
合閘一級閥未複位,高壓油嚴重泄漏。
分閘電磁鐵芯行程未調節好,致使分閘一級閥打不開或打開太小。
閥系統嚴重泄漏,控制系統閉鎖分閘功能。
9 斷路器合而又分 節流孔堵塞,合閘保持腔內無高壓油補充。
逆止閥,分閘一級閥嚴重泄漏。
10 斷路器誤動 液壓系統和控制管道內存在大量氣體。
閥系統嚴重漏油。
分合閘電磁線圈起動電壓太低,又發生直流迴路絕緣不良。
 
2.4氣動操作機構
序號 常見故障 可能原因
1 合閘位置時電磁閥嚴重漏氣 電磁閥合閘衝擊密封墊存在嚴重變形或密封處積污嚴重,造成密封處密封不良,嚴重時壓縮機頻繁啟動。
電磁閥分合閘保持器的密封不良。
2 合閘過程中,壓縮空氣大排氣,開關閉鎖 電磁閥活塞的密封墊老化,造成活塞的密封不良,在合閘時,電磁閥活塞的推力變小,時活塞動作不到位,無法關閉合閘密封,造成高壓力氣體通過電磁閥排氣口向外大量排氣。
3 壓縮空氣系統故障 壓縮空氣系統漏氣,各管道的接頭密封不良;壓力開關、壓力表、安全閥等附件連接處漏氣,嚴重時會造成壓縮機頻繁啟動或壓縮空氣系統不能正常建壓。
操作機構工作缸及其他密封處的密封墊嚴重變形或老化,造成壓縮空氣系統漏氣。
一級閥或二級閥的密封面積污嚴重或有異物,造成閥片關閉不嚴,嚴重時會造成壓縮機頻繁啟動或壓縮空氣系統不能正常建壓。
壓縮機打壓時間過長,壓縮機的活塞環磨損嚴重,造成壓縮機效率下降;壓縮機的閥片斷裂也會造成壓縮機打壓時間過長或壓縮空氣系統不能正常建壓。
逆止閥漏氣,逆止閥內積污嚴重或逆止閥密封處有異物會造成逆止閥漏氣,嚴重時會造成壓縮機頻繁啟動或壓縮空氣系統不能正常建壓。
壓縮機電源故障。
4 斷路器拒動 輔助開關的接點接觸不良或輔助開關的接點不能正常複位。
控制迴路斷線。
分合閘線圈燒壞。

3.結束語
斷路器的製造廠家很多,型號各種各樣,只要是滅弧室的類型相同或操作機構的類型相同,雖然結構設計上略有不同,由於原理一樣,斷路器在運行中發生的常見故障也基本相同。本文是根據幾種典型的斷路器設備在運行中發生的故障進行匯總整理的,斷路器在運行中往往發生是幾種常見故障的組合故障,需要根據故障的情況,進行綜合分析,找出原因后,就可以方便、及時進行故障處理和制訂反措。隨著國內製造水平的不斷提高,特別是引進國外先進技術進行組裝和生產斷路器后,斷路器的可靠性也在不斷提高,故障概率明顯降低,常見故障的內容及概率亦在不斷變化。我們期望幾年後再來總結經驗,上列表格中的篇幅大幅度減少,我們運行中的斷路器能名副其實的滿足電網安全、可靠運行的需要。

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