關于斷路器的典型故障分析及預防措施探討

靳康怡　賀冰

摘?要：斷路器是一種用于控制電流的開關裝置，可以切斷或閉合高壓電路中的空載電流和負荷電流，并具備完善的滅弧結構和足夠的斷流能力。當系統發生故障時，保護裝置可通過斷路器自動將回路斷開。這不僅保護了電網設備、系統的安全，更預防了人身安全事故的產生。然而在運行中，斷路器由于各種原因可能會出現異常。本篇筆者列舉了一些斷路器常見的故障，并針對這些故障進行分析，提出了解決、預防斷路器故障的方案。

關鍵詞：斷路器;常見故障;解決措施;預防措施

一、斷路器常見故障

（一）斷路器拒動故障

由于拒動后將會延長故障切除時間，除加重被控制設備的損壞程度外，極易擴大事故影響范圍，可能使單條回路故障擴散至整個母線，甚至導致全站停電、電網震蕩等，容易擴大為系統事故或大面積停電事故。

（二）操動機構缺陷

（1）氣動機構。此類機構在上世紀90年代至2010年期間應用廣泛，目前仍有大量老設備在運。此類機構往往因高壓氣體泄露導致頻繁打壓，甚至影響斷路器動作。

（2）彈簧機構。對彈簧機構，其機械故障的主要原因常表現為彈簧卡澀不靈活，或鎖扣調整不當。此處卡澀，既可能源于裝配調整不當，也可能是因為維護不良所致。

（3）液壓機構。斷路器液壓機構主要有液壓氮氣機構、液壓彈簧機構兩類，基本原理為利用液壓油泵為氮氣儲壓筒或彈簧儲能，利用此能量完成斷路器動作。此類機構由于可儲存較大的勢能，斷路器動作時可提供更快的動作速度，故而常用于超高壓、特高壓電網設備中。但由于液壓回路復雜、內部壓力大，常出現液壓油滲漏、壓力不能保持等故障。

（三）SF6氣體泄漏

SF6作為優良的絕緣氣體，近年來已取代絕緣油，成為斷路器領域最主要的絕緣和滅弧介質。然而，相較于絕緣油，氣體更易泄漏，且由于SF6無色、無味的特性，當其泄漏時隱蔽性較高，往往當發現時設備內壓力已出現明顯下降，影響斷路器絕緣及滅弧性能。

二、斷路器故障的原因及解決措施

（一）斷路器拒分、拒合故障的分析

首先，高壓斷路器遠方操作不能合間，這是斷路器常常出現的故障之一。斷路器電氣控制回路缺陷，常由輔助開關、微動開關故障造成。輔助開關的故障多數為切換不到位，或上次切換后接觸不良，造成拒動。微動開關則主要是指各類機構的聯鎖、保護開關。統計資料表明，微動開關故障約占斷路器電氣回路故障的50%左右。

（二）操動機構故障原因及解決措施

（1）氣動機構。氣動機構利用空氣壓縮機，將壓縮空氣儲存在儲壓筒中，以此帶動斷路器觸頭動作，此類機構常應用于LW13及LW23型斷路器。由于空氣儲壓筒中的壓縮空氣壓力超過30MPa，壓力較高的壓縮空氣易從空氣管路、逆止閥處泄漏?，F場檢修時需要將設備停電后，釋放剩余高壓氣體后對漏點進行清潔、加固，或更換逆止閥。

（2）彈簧機構。當彈簧機構螺釘銷釘未緊固，或防松結構有缺陷時，常出現連接部位松動、變位，導致斷路器動作可靠性下降、分合速度不達標。值得注意的是，當斷路器分合速度不達標時，可能導致滅弧室無法快速熄滅電弧，輕則嚴重燒損電觸頭，影響正常運行時的接觸電阻，重則使滅弧室迅速升溫，最終可能引起滅弧室爆炸。

（3）液壓機構。液壓機構內油路復雜，一般可分為儲能模塊、控制模塊、油壓開關、郵箱四部分。各模塊間必須密封良好，無內、外滲漏。當液壓機構壓力不能保持，油泵啟動頻繁時，應先檢查儲能及控制模塊有無明顯外滲漏，若無，則需要停電后拆解液壓機構，檢查模塊間是否有內漏、密封圈是否完好、液壓油內是否有雜質等。再者，氣溫變化也容易造成液壓機構的故障。天冷時，各類雜質在液壓油內的溶解度降低，將導致更多雜質析出、阻塞油路或影響液壓油密封。

（三）SF6氣體嚴重漏氣處理

當SF6氣體年漏氣率大于1%時，則必須對該漏氣情況進行處理。應在設備停電后進行氣體回收、抽真空，拆解漏氣部分，更換吸附劑、密封圈，并重新涂抹專用密封膠。處理時，工作人員應站在上風口處，必要時戴防毒面具。室內SF6氣體泄漏時，還應開啟風機通風15min，并檢測室內SF6氣體含量少于1000μL/L，氧氣濃度不低于18%后人員方可進入室內。

三、預防措施

（一）預防高壓斷路器拒動

定期對斷路器開展防拒動檢查，做好機構箱應有的通風和防潮措施;輔助開關應安裝牢固，防止因多次操作松動變位;分、合閘鐵芯應動作靈活，無卡澀現象，以防拒分或拒合。

（二）防止操作機構故障

各運行、維護單位應根據可能出現的系統最大運行方式及可能采用的各種運行方式，每年定期核算開關設備開斷的短路電流，并采取以下機構反事故措施：

（1）保證機構箱內加熱器、溫控器、除濕器良好，使機構箱在潮濕季節或氣溫突變時保持干燥和恒溫。

（2）經常注意監視機構壓力及油位，發現油位過低或滲漏油時應及時處理。

（3）為保持液壓油的清潔，防止漏壓，在運行中每隔2年將油過濾一次。閥體解體檢修必須在室內，并用海綿控拭零部件。

（三）持續關注SF6氣體壓力

對斷路器除定期進行預防性試驗外，在季節交替時應增加檢查和試驗次數，及時發現因溫度變化導致的密封不良情況。除關注SF6壓力表示數外，應定期對設備進行紅外檢漏及超聲局放檢測，確保時刻掌握設備運行工況。

四、總結

斷路器故障后可能造成的危害是極為嚴重的，不僅有可能會對電網造成巨大的危害，而且有可能會對人身產生威脅，引發較為嚴重的安全事故。在上述文章中，筆者對斷路器常見故障進行了列舉，針對各類故障逐一分析，并探討了預防這些故障的方案。

參考文獻：

[1]許楊，陳小軍，李鋒鋒，等.550kV斷路器典型故障分析[J].高壓電器，2013（12）：80-87.

[2]一起220kV斷路器單相拒合故障分析及防范措施[J].電力自動化設備，2011，31（5）：145-147.

[3]郭建華.SF6斷路器故障原因分析與預防措施[J].石化技術，2017，24（7）：262.