LW16-40.5型SF6断路器常见故障原因分析及处理

广东水利水电

ＧＵＡＮＧＤＯＮＧＷＡＴＥＲＲＥＳＯＵＲＣＥＳＡＮＤＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ

Ｎｏ􀆰９Ｓｅｐ.２０１９

ＬＷ１６－４０􀆰５型ＳＦ６断路器常见故障原因分析及处理

林颖健

(广东省源天工程有限公司ꎬ广东广州　５１１３４０)

摘　要:２０世纪５０年代初ꎬ开始出现使用六氟化硫作为断路器中的灭弧介质ꎬ由于该气体的特性ꎬ使该种断路器单断口在电压和电流参数方面优于传统的断路器ꎬ２０世纪６０—７０年代ꎬＳＦ６断路器已在国际上得到广泛运用ꎬ该文以斗晏水电站机组安装与电站运行为例ꎬ介绍其操动机构常见故障的原因及解决对策ꎮ关键词:ＳＦ６硫断路器ꎻ故障ꎻ解决对策

中图分类号:ＴＭ５６１　　文献标识码:Ｂ　　文章编号:１００８－０１１２(２０１９)０９－００６６－０３

随着国家工业科学技术的不断进步ꎬ水利电力发配电设备不断更新换代ꎮ电弧原理的发现带动着各种灭弧介质的更新换代ꎬ其中ＳＦ６断路器是利用ＳＦ６气体为绝缘介质和灭弧介质的无油化开关设备ꎬ其绝缘６０—７０年代在国际上得到广泛运用ꎮ因此ꎬ能够掌握是电力行业工作中必不可少的ꎮ

性能和灭弧特性都大大高于油断路器ꎬ于２０世纪ＳＦ６断路器的安装工艺及一些常见故障的处理办法ꎬ究[１]ꎻ根据案例研究方法ꎬ这类研究问题需要选取典本文以斗晏水电站机组安装与电站运行为例ꎬ选取典型案例进行分析ꎬ阐述ＳＦ６断路器操作机构发生故障１　概述

的原因以及相应的处理办法ꎮ

按照研究方法论ꎬ这类研究问题应该采取案例研

水电站至广东兴宁家庄变电站、２Ｙ“麻斗线”斗晏水电站至龙川麻布岗变电站、１Ｕ“斗寻线”(３５ｋＶ)斗晏水电站至寻乌县城区变电站ꎮ也可根据电网负荷需求ꎬ通过站内２段１１０ｋＶ汇流母线之间的联络开关进行倒闸ꎬ实现供电的灵活性ꎮ

由于１１０ｋＶ及３５ｋＶ供电回路的设备是在露天中运行ꎬ电气设备会受到环境、天气、温度等自然因素和人为等外力因素的影响ꎬ对供电的稳定、安全造成威胁ꎮ为保证电气设备的正常稳定运行ꎬ必须要对电气设备进行科学有效的维护ꎬ缩短查找和处理故障时间ꎮ断路器作为变电站的重要设备之一ꎬ对电网安全、稳定运行起着关键作用ꎮ本文以斗晏水电站３５ｋＶ间隔的ＬＷ１６－４０􀆰５型户外ＳＦ６断路器配ＣＴ１０－Ａ交直流两用弹簧操动机构[３－４]为例ꎬ对其操动机构常见的故障进行分析ꎬ提出相应的解决方案ꎮＣＴ１０－Ａ交直流两用弹簧操动机构技术参数见表１、ＣＴ１０Ａ弹簧操动机构结构示意见图１ꎮ

表１　ＣＴ１０－Ａ型弹簧操动机构技术参数

名称额定工作电压/Ｖ额定电功率/Ｗ正常工作电压范围额定工作电压下储能时间/ｓ人力储能操作力矩/(Ｎ􀅰ｍ)机构输出轴工作转角/°

数值

－１１０ꎬ－２２０ꎬ－３８０

６００

８５％~１１０％额定工作电压

<８７０６８ꎬ－７１

型案例进行分析ꎬ因此ꎬ本文采取案例研究方法[２]ꎮ

江西省寻乌县斗晏水电站位于东江源头、粤赣两省交界处的江西省寻乌县龙廷乡斗晏村附近ꎬ属省“八五”重点工程ꎬ是一座具有发电、防洪、养殖等综合效益的中型水库工程ꎮ电站总装机容量为３×１２􀆰５Ｍｗꎬ多年平均发电量为１􀆰３１２×１０８ｋＷ􀅰ｈꎮ３台机组及发配电２　斗晏水电站主结线运行特点设施于１９９９年３月全部竣工投产ꎮ

１１０)ꎬ２套１１０ｋＶ间隔ꎬ１套３５ｋＶ间隔构成ꎮ一般情况分三回路向电网供电ꎬ１Ｙ线路为“斗家线”斗晏

　　收稿日期:２０１９－０４－２２ꎻ修回日期:２０１９－０５－１１

电线路(１ＢＳＦＳ８－１６０００/１１０三线圈、２ＢＳＦ８－３１５００/

斗晏水电站１１０ｋＶ变电站由２台１１０ｋＶ主变送

作者简介:林颖健(１９７１－)ꎬ男ꎬ大专ꎬ工程师ꎬ从事水电站机组安装及现场施工管理工作ꎮ

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２０１９年９月　第９期林颖健:ＬＷ１６－４０􀆰５型ＳＦ６断路器常见故障原因分析及处理

Ｎｏ􀆰９　Ｓｅｐ.２０１９

１.端子板　２.２＃过流线圈　３.１＃过流线圈　４.分闸线圈　５.辅助脱扣装置　６.分闸脱扣板　７.弹簧上挂板　８.挂簧拐臂　９.右角钢　

１０.行程开关　１１.合闸半轴　１２.储能轴　１３.合闸连板　１４.扇形板　１５.分闸半轴　１６.大连板　１７.分合指示　１８.挂簧轴　１９.辅助开关　２０.操动块　２１.滚子　２２.储能连板　２３.驱动棘爪　２４.凸轮　２５.棘轮　２６.储能指示　２７.合闸掣子　２８.合闸线圈　２９.合闸按钮　３０.左角钢　３１.分闸按钮　３２.储能弹簧　３３.储能电机　３４.挂簧下拉板　３５.调节杆　３６.输出轴

图１　ＣＴ１０Ａ弹簧操动机构结构示意(单位:ｍｍ)

３　ＳＦ６断路器操动机构常见故障分析及处理３􀆰１　合闸弹簧不能自动储能储能ꎮ

１)表现:断路器储能电机不动作ꎬ弹簧无法２)常见故障:电源没电、行程开关不动作、二次３)处理方法:①检查电源回路是否出现断路、

３􀆰３　操动机构储能结束后ꎬ没有合闸指令自行合闸何合闸指令下ꎬ不明原因情况下动作合闸ꎮ

构箱内的加热驱潮装置ꎮ

１)表现:断路器操作机构储能完成后ꎬ在没有任２)故障原因:①定位件调整不当ꎬ合闸轴的扣

线松动、电机损坏ꎮ锁扣合量过小或在运行过程中振动造成松动ꎬ使弹簧储能后滚轮与定位件不能可靠锁住ꎻ②合闸扣轴在安装过程中安装不当及在长期运行过程中的频繁操作产生弯曲变形ꎬ导致扣锁产生位移而锁不住ꎮ

３)处理方法:①检查调整定位件的扣合量ꎬ使

电源开关是否投入、开关是否损坏ꎬ若损坏则更换ꎻ②检查储能回路行程开关是否因运行时间过长ꎬ因震动使其固定螺栓松动ꎬ产生位移或行程开关传动部位因锈蚀积垢造成卡涩、触头氧化、粘连等使其不能复位和接触不良ꎬ则对行程开关进行调整或更换ꎻ③检查二次回路接线是否因震动松动有线头ꎬ导致接触不良ꎬ如有则紧固松动线头ꎻ④将电机接线拆下ꎬ用万用表检查电机电阻值是否正常ꎬ如电机损坏ꎬ则需更３􀆰２　储能到位后储能电机不停止工作换电机ꎮ

脱扣板与定位件之间的拉杆长度适中ꎬ保证滚轮扣接３􀆰４　开关的拒分、拒合路器不动作ꎮ

在定位件圆柱面的中部ꎻ②更换变形的合闸扣轴ꎮ

１)表现:断路器在得到分闸(合闸)指令后ꎬ断２)拒分原因:①半轴与扇形板调整不当ꎬ分闸

１)表现:断路器在合闸后ꎬ操动机构储能电机开２)主要故障原因:行程开关因受潮(特别是户外

时半轴的转动角度不够ꎬ使半轴与扇形板不能解扣ꎻ②辅助开关切换不到位ꎻ③分闸线圈烧坏ꎻ④机构箱密封不良ꎬ机构油泥严重ꎬ造成分闸半轴卡滞ꎮ

３)处理方法:①调整半轴与脱扣板之间的调节

始工作ꎬ但弹簧储能储满后ꎬ储能电机仍未停止工作ꎮ断路器)短路及行程开关的弯板、挂簧拐臂与滚轮之间的行程距离产生位移变动[５]ꎮ

３)处理方法:①检查行程开关触点ꎬ进行修复处理或更换行程开关ꎻ②调整降低行程开关的安装弯板ꎬ直到挂簧拐臂与行程开关的滚轮相碰并且切换开关ꎬ但此时应注意不要过低ꎬ以免撞坏行程开关ꎻ③对机构进行有效的干燥处理ꎬ潮湿天气雨季应开启机

螺钉ꎬ使扣合距离在１􀆰８~２􀆰５ｍｍ范围内ꎻ②调整辅助开关的拉杆ꎬ使其动作切换到位ꎻ③可通过测量线圈的直流电阻判断分闸线圈是否烧坏ꎻ④在断路器处于检修状态下ꎬ将弹簧能量释放ꎬ用清洁液蘸湿抹布对扇形板、分闸半轴以及其他转动滑动部位进行清理ꎬ清理完成后用机油枪重新加注润滑油ꎮ

４)拒合原因:①弹簧储能故障ꎻ②合闸线圈烧

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２０１９年９月　第９期广东水利水电Ｎｏ􀆰９　Ｓｅｐ.２０１９

坏、二次接线松动、电气闭锁回路断路、辅助开关及行程开关等故障[６－７]ꎮ

５)处理方法:①可参照合闸弹簧不能自动储能

４　结语

部件位移造成机构故障ꎮ

机组运行中要加强日常的巡视工作ꎬ包括:①检查ＳＦ６气体压力是否在额定压力范围内ꎻ②分(合)闸等信号指示是否正确ꎻ③机构箱的密封情况端子是否有松动、受潮现象及加热驱潮装置是否正常投入运行ꎬ设备安全、稳定运行应处于可控范围内ꎮ

统中已广泛使用ꎬ运行维护中出现的问题应进行深入研究和探讨ꎬ本研究为水电站机组安装与电站运行提供参考ꎮ

参考文献:

[１]　ＥｉｓｅｎｈａｒｄｔꎬＫａｔｈｌｅｅｎＭ.ꎬ＆ＧｒａｅｂｎｅｒꎬＭｅｌｉｓｓａＥ.Ｔｈｅｏｒｙ

ＢｕｉｌｄｉｎｇＦｒｏｍＣａｓｅｓ:ＯｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓａｎｄＣｈａｌｌｅｎｇｅｓ[Ｊ].ＡｃａｄｅｍｙｏｆＭａｎａｇｅｍｅｎｔＪｏｕｒｎａｌꎬ２００７ꎬ５０(１):２５－３２.[２]　ＥｉｓｅｎｈａｒｄｔꎬＫａｔｈｌｅｅｎＭ.Ｂｕｉｌｄｉｎｇｔｈｅｏｒｙｆｒｏｍｃａｓｅｓｔｕｄｙ[３]　李呈斌ꎬ郑涛ꎬ赵峰ꎬ等.户外交流六氟化硫高压断路[４]　徐齐.水轮发电机非正常自动加负荷原因分析及处理[Ｊ].[５]　赵俊生.ＳＦ＿６负荷开关弹簧操动机构合闸操作打滑分[６]　赵本发.弹簧操动机构拒合故障的机械原因分析和排

除[Ｊ].机电工程技术ꎬ２００９ꎬ３８(６):１３６－１３７ꎬ１６５－１６６.

[７]　李建新.断路器线圈保护功能设计与实现[Ｊ].内蒙古电

力技术ꎬ２０１９ꎬ３７(１):６４－６７.

析[Ｊ].广东电力ꎬ２０１０ꎬ２３(１):６５－６８.广东水利水电ꎬ２０１９(２):５１－５３ꎬ６３.

器的应用[Ｊ].电工电气ꎬ２０１１(９):４１－４３ꎬ５７.５３２－５５０.

的处理方法进行检查处理ꎻ②利用万用表测量电压法ꎬ测电阻法对照图纸逐条回路进行检查操作机构内部回路是否正常及外部闭锁回路是否正常ꎮ检查发现如内部元件问题则进行更换ꎬ如闭锁回路故障则在确定故障点后ꎬ更换故障间隔的辅助开关ꎮ在测电阻时ꎬ３􀆰５　合闸后自动分闸

应避免引起回路接地ꎬ避免在有电压的回路测量ꎮ

１)表现:断路器一合即跳现象ꎮ

弹簧操动型ＳＦ６断路器在水力电力及各级供电系

２)故障原因:①分闸后ꎬ分闸半轴没有自由复位ꎬ断路器一直在发出分闸指令ꎬ导致断路器一合就跳ꎻ②油泥过重造成扇形板运动不到位不能扣住ꎬ与分闸半轴发生卡滞ꎮ

３)处理方法:上述两点原因主要是机构箱密封不

良ꎬ造成机构油泥过重ꎬ应在断路器处于检修状态下ꎬ释放弹簧能量ꎬ对机构各部件进行油泥清理ꎬ定期进３􀆰６　检修、故障处理时应注意事项行检查清扫ꎬ保持机构箱内清洁ꎮ

ｒｅｓｅａｒｃｈ[Ｊ].ＡｃａｄｅｍｙｏｆＭａｎａｇｅｍｅｎｔＲｅｖｉｅｗꎬ１９８９(１４):

１)进行操作机构二次回路检查ꎬ应先将机构的弹

簧能量释放ꎬ避免发生机械转动伤人ꎮ在使用万用表进行回路电阻测量时应提前将开关电源退出ꎬ避免产生短接电源和使电源回路接地的现象ꎬ测量电压回路应选择表针的测量挡位ꎻ

２)进行机构机械故障处理前ꎬ应先退出电源释放

弹簧能量ꎬ防止工作中发生触电危险及断路器突然动作造成人身伤害ꎮ安装时螺丝一定要按要求紧固ꎬ所有螺栓卡片均应按图纸装配不能漏装ꎬ防止螺松松动、

(本文责任编辑　王瑞兰)

ＦａｉｌｕｒｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｕｌｆｕｒＨｅｘａｆｌｕｏｒｉｄｅＣｉｒｃｕｉｔＢｒｅａｋｅｒＩｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎａｎｄＯｐｅｒａｔｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｓｍ

———ＴａｋｅＤｏｕｙａｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎｆｏｒＥｘａｍｐｌｅ

ＬＩＮＹｉｎｇｊｉａｎ

(ＧｕａｎｇｄｏｎｇＹｕａｎｔｉａｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ.ꎬＬｔｄꎬＧｕａｎｇｚｈｏｕ５１１３４０ꎬＣｈｉｎａ)

Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｔｈｅｅａｒｌｙ１９５０ｓꎬｓｕｌｆｕｒｈｅｘａｆｌｕｏｒｉｄｅｗａｓｕｓｅｄａｓｔｈｅａｒｃｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇｍｅｄｉｕｍｉｎｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓ.Ｄｕｅｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｇａｓꎬｔｈｅｓｉｎｇｌｅｆｒａｃｔｕｒｅｏｆｔｈｉｓｔｙｐｅｏｆｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｉｓｆａｒｓｕｐｅｒｉｏｒｔｏｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓｉｎｔｅｒｍｓｏｆｖｏｌｔａｇｅａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓ.ＴｈｉｓａｌｓｏｍａｄｅＳＦ６ｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅ１９６０ｓａｎｄ１９７０ｓ.ＴａｋｉｎｇｔｈｅｕｎｉｔｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎａｎｄｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆＤｏｕｙａｎＰｏｗｅｒＰｌａｎｔａｓａｎｅｘａｍｐｌｅꎬｔｈｉｓｐａｐｅｒｗｉｌｌｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｃａｕｓｅｓａｎｄｓｏｌｕｔｉｏｎｓｏｆｃｏｍｍｏｎｏｐｅｒａｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｔｈｅｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓｏｆｓｕｌｆｕｒｈｅｘａｆｌｕｏｒｉｄｅｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＳＦ６ｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓꎻｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｒｅａｋｄｏｗｎꎻｓｏｌｕｔｉｏｎ

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