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真空断 路器的故障分析及设备管理发布时间:2016-06-20 10:27:23 | 来源:浙江诚 高高压电气有限公司

[真空断 路器的故障分析及设备管理]:近几年来,随着电 网的不断建设发展,各类用 户对电压质量和供电可靠性提出了更高的要求。真空断 路器由于灭弧能力强、电气寿命长、现场维护方便、技术含量高等优点,在电力系统35kV及以下 电压等级中被广泛应用。尽...

  近几年来,随着电 网的不断建设发展,各类用 户对电压质量和供电可靠性提出了更高的要求。真空断路器由于灭弧能力强、电气寿命长、现场维护方便、技术含量高等优点,在电力系统35kV及以下 电压等级中被广泛应用。尽管真 空断路器已经普及应用,对某些 问题仍需慎重对待、正确处理,方可保 证电力系统的安全稳定运行。及时发 现查找出真空断路器的故障点,采取积极的防范措施,对提高 电网供电的可靠性是很有帮助的。现结合 始兴供电局最近发现的一起真空断路器故障作简要分析。

  1故障的发现

  2007年4月8日9时10分,始兴供电局一座110kV综自化变电站在交接 班例行巡视设备时,发现35kV321真空断 路器发出断断续续的“吱吱”异常声响,经过进一步观察,确认是C相发出该响声。值班人 员用红外线测温仪检查C相电气连接点、TA及断路器本体,温度约16.5℃左右,均为环境温度,外观检 查该断路器没发现其他异常。后将321真空断 路器从电网中解列退出运行,同时通 知工程技术人员到现场进行查测,以保证 最短时间内处理故障,恢复正常供电方式。

  2故障的分析

  2.1外观检 查和真空度试验

  该真空断路器型号为ZW7-40.5,内置LZZBJ4-35电流互感器,2005年6月投入运行。我们首 先对该真空断路器进行了绝缘电阻、真空度、接触电阻的测试,结果表明,真空断路器的真空灭弧室、下端绝缘套管、内置电 流互感器绝缘电阻良好,而且真空度、接触电阻也合格。从红外 线测温仪检测的结果可以看出,一次电 气连接点接触良好,没有发热现象。我们继 续对断路器的绝缘拉杆、水平拉杆、箱体进行检查,没有发现断裂、锈蚀、放电、断销、异物或者零部件脱落的情况,固定连 接部分元件没有松动,绝缘亦无破损、污损,密封胶圈未老化,电流互 感器铁芯的硅钢片螺丝也上得很紧。真空断 路器发出断断续续的“吱吱”异常声 响是否是电流互感器二次回路开路,或者连接线松动所致?对该断 路器进行多次手动分合闸操作试验,自由脱扣试验,电动分合闸操作试验,断路器没发现异常,该断路 器的弹簧储能操作机构和机械传动系统应该不存在问题。

  2.2加压试验

  为了确 切找出真空断路器C相发出 异常响声的具体位置,遵循不 扩大设备的损伤范围、不加剧 设备破坏程度的原则,在该断 路器分闸的情况下进行单相分段施加额定电压22.5kV试验,没有发现异常响声。

  为了更真实反映故障,尽快找 出发出异常响声的具体位置,对断路 器进行空载送电(即只合上母线侧隔离开关和断路器),约4min后C相终于 出现了断断续续的“吱吱”放电声,具体发 出声音的部位在下端绝缘套管和电流互感器之间,箱体内 的电流互感器响声尤为明显,而且随 着时间的推移放电声越来越大,好像感 觉随时都有发生击穿的可能。

  真空度 测试毕竟不能代替工频耐压试验。真空度 测试由于受测试范围限制,必须配 合工频耐压试验才能对真空灭弧室作出准确的诊断。特别是 对于真空泡完全泄漏的情况,试验值会与真空[真空断 路器的故障分析及设备管理]:近几年来,随着电 网的不断建设发展,各类用 户对电压质量和供电可靠性提出了更高的要求。真空断 路器由于灭弧能力强、电气寿命长、现场维护方便、技术含量高等优点,在电力系统35kV及以下 电压等级中被广泛应用。尽...

度良好时的数值接近,容易引起错误判断。于是决 定对该断路器在开断状态下进行按规程的预防性工频耐压试验。

  首先,下端绝缘套管接地,只给上 端的真空灭弧室施加电压。电压升至95kV1min后,没发现异常。

  次,给下端绝缘套管(已包括电流互感器)施加电压。当电压升至58kV时,突然发 出异常的噼啪响声,高压试验仪器跳闸。

  用兆欧表测试,上端真 空灭弧室绝缘电阻为2500MΩ,下端绝 缘套管绝缘电阻为0MΩ,显然被击穿了。其中下 端绝缘套管包括电流互感器、绝缘拉杆、套管和 电流互感器之间充填的绝缘硅脂,但是外 观检查下端绝缘套管各个部位均没发现任何放电和击穿的痕迹。由于电 流互感器是内置,不方便解列,故先解 开绝缘拉杆逐步测试。下端绝 缘套管绝缘电阻为2500MΩ,绝缘拉杆绝缘电阻为0MΩ,看来故 障点终于找出来了,问题出在绝缘拉杆上。把绝缘拉杆完全卸下,才发现 绝缘拉杆下端的防护罩里面有一层碳化的粉末物。

  2.3故障处理

  更换绝缘拉杆后,再次对 该真空断路器的C相下端 绝缘套管进行工频耐压试验,未发现异常,也排除 了由于电流互感器、绝缘硅 脂局部绝缘薄弱而导致放电的原因。同时对 断路器的机械特性、断口绝缘水平、直流接 触电阻进行了试验,均满足要求。

[$page]  3设备故 障剖析及防范措施

  由于放 电痕迹发生在绝缘拉杆下端的防护罩里面,从外观 根本无法检查出。而且绝 缘拉杆下端的防护罩贴近箱体的不锈钢外壳,放电发 出的立体响声从听觉上容易误认为是电流互感器所致。这就要 求我们在查找故障点时,要充分利用试验仪器,逐步分解查找的原因。

  3.1绝缘拉杆的性能分析

  在断路 器合闸时发出放电声,而在分闸时,给下端 绝缘套管加至单相额定电压,没发出异常响声,是因为 环氧树脂浇注的绝缘拉杆机械强度不足。绝缘拉 杆是断路器传递动力和绝缘的元件,是联系 断路器本体和机构部分的纽带。

  一般情况下,绝缘拉 杆材料采用环氧树脂浇注,虽然环 氧树脂具有高绝缘性能,其冲击电压为50kV/mm,工频耐压为30kV/mm,但是由 于拉杆机械强度不够,浇注的 绝缘环氧树脂拉杆在工作时受力为瞬时突加载荷,合闸时 绝缘拉杆受到各种应力,而分闸时又释放,由于机 械强度不足导致漏电距离发生微小变化,使电性能达不到要求。当绝缘拉杆、支撑杆受到拉力、压力、弯曲力,会造成绝缘拉杆断裂、弯曲、爆裂等质量事故。绝缘拉 杆机械强度不足主要是因为材料选用或配方不合理,固化不好、配料操 作时计量不准或固化时间太短、固化温度过低,浇注时产生气泡、裂缝、缺陷等,造成绝 缘拉杆内部结构不合理。

  3.2重视设 备的维护与管理

  当断路器发生了故障,一般会 认为是设备制造质量差、档次低,于是往 往会在加强设备指标水平上下功夫。其实设 备的绝缘水平等指标不可能也不应盲目地加强,对故障要具体分析,检查所 发生的缺陷是否具有普遍性。我们应 该正确合理检测断路器,判断断路器在绝缘、导电、机械操 作以及开断性能方面的安全可靠性,并在长 期运行中经得起时间的考验。

  真空断 路器的管理维护工作亟待加强。许多制 造厂家都言称自己生产的真空断路器是免维护的,或者不检修周期长,电寿命长,机械寿命达10000次,加之一 些用户单位长期以来侧重和习惯于检修而疏于设备管理,因此很 容易导致用户单位放松对真空断路器的管理与维护。事实上,所有断 路器不存在免维护,只是维护方式的转变。由以往 的定期维护转变为状态维护,由大换 大拆式的粗放维护转变为精细维护,其前提 条件都是做好对断路器的运行管理。当断路 器达到一定的操作和动作次数后,必然引 起传动机构的疲劳、变形、断裂等问题。一些真 空断路器未能及时得到维护,故障就 会在运行过程中暴露出来,酿成险情。

  4结束语

  任何一种新产品、新技术 的开发应用都不是万无一失的,必然存 在一定的不足之处,都有一 个逐步完善的过程。目前真 空断路器的在线监测仍无成熟的技术手段,许多科 研单位对真空断路器的在线监测仍处于研制开发阶段,制造厂 家必须认真贯彻执行全面质量管理体系,提高工艺水平,保证装配质量,提供合格的产品。作为用 户单位应强化日常的维护检测,发现隐患,及时消除缺陷,严格执 行电气设备预防性试验规程要求,保证检修到位,确保修试质量,提高设备健康水平,绝不能 对运行中的真空断路器掉以轻心。对变电运行人员,要坚持 执行好设备巡视制度,在运行 中加强对真空断路器的监视,密切注 意设备的异常变化。特别是 夏季环境温度较高和高峰负荷时,监视设 备的运行状态尤为重要,这样方 可确保设备的安全、稳定、连续运行。 

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