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高壓斷路器故障及產(chǎn)生原因論文
論文摘要：高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制電器之一，其運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接影響系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。基于斷路器重要作用，介紹了高壓斷路器的常見故障并對(duì)各種故障的原因進(jìn)行了詳細(xì)分析，為電力系統(tǒng)的運(yùn)行和檢修人員提供參考。
論文關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；高壓斷路器；故障原因
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，保證電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行也越來(lái)越重要。高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)設(shè)備之一，在電網(wǎng)中起到控制和保護(hù)作用，即正常運(yùn)行時(shí)通過(guò)開合斷路器來(lái)投入或切除相應(yīng)的線路或電氣設(shè)備從而變換電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)線路或電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，將故障部分從電網(wǎng)中快速切除，保證電網(wǎng)無(wú)故障部分正常運(yùn)行。若斷路器不能在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)正確動(dòng)作、消除故障，就可能使事故擴(kuò)大甚至發(fā)生系統(tǒng)崩潰。因此高壓斷路器性能優(yōu)劣、工作是否可靠是電力系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要決定因素。
由于受設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)行工況、檢修與維護(hù)、電動(dòng)力及大電流沖擊等因素的影響，斷路器在系統(tǒng)中發(fā)生故障的幾率較大。下面詳細(xì)介紹高壓斷路器的故障及其產(chǎn)生原因。
一、絕緣故障
因絕緣問(wèn)題而引發(fā)高壓斷路器故障發(fā)生的次數(shù)是最多的，主要有內(nèi)、外絕緣對(duì)地閃絡(luò)擊穿，相間絕緣閃絡(luò)擊穿，雷電過(guò)電壓擊穿，瓷套管、電容套管污閃、閃絡(luò)、擊穿、爆炸，絕緣拉桿閃絡(luò)，電流互感器閃絡(luò)、擊穿、爆炸等。其中以內(nèi)絕緣故障、外絕緣和瓷套閃絡(luò)故障發(fā)生次數(shù)較多。
�。ㄒ唬﹥�(nèi)絕緣故障。在斷路器安裝或運(yùn)行過(guò)程中，斷路器內(nèi)出現(xiàn)的異物或剝落物可導(dǎo)致斷路器本體內(nèi)發(fā)生放電。此外，因觸頭及屏蔽罩安裝位置不正而引起的金屬顆粒磨損脫落也可導(dǎo)致斷路器內(nèi)部發(fā)生放電。
�。ǘ┩饨^緣和瓷套閃絡(luò)故障。主要原因是瓷套的外型尺寸和外絕緣泄露比距不符合標(biāo)準(zhǔn)要求以及瓷套的質(zhì)量有缺陷。由于斷路器與開關(guān)柜不匹配、柜內(nèi)隔板吸潮、絕緣距離不夠、爬電比距不足、無(wú)加強(qiáng)絕緣措施等原因?qū)е赂邏洪_關(guān)柜發(fā)生絕緣故障的次數(shù)也較多，主要有電流互感器閃絡(luò)、柜內(nèi)放電和相間閃絡(luò)等。此外開關(guān)柜內(nèi)元件有質(zhì)量缺陷也將導(dǎo)致相間短路故障。
二、拒動(dòng)故障
高壓斷路器的拒動(dòng)故障包括拒分和拒合故障。其中拒分故障最嚴(yán)重，可能造成越級(jí)跳閘從而導(dǎo)致系統(tǒng)故障，擴(kuò)大事故范圍。造成斷路器拒動(dòng)主要有機(jī)械原因和電氣原因。
�。ㄒ唬C(jī)械原因。機(jī)械故障主要由生產(chǎn)制造、安裝調(diào)試、檢修等環(huán)節(jié)引發(fā)。因操動(dòng)機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械故障而引發(fā)斷路器拒動(dòng)占拒動(dòng)故障65%以上，具體故障有機(jī)構(gòu)卡澀，部件變形、位移、損壞、軸銷松斷，脫扣失靈等。
�。ǘ╇姎庠颉Ｓ呻姎饪刂坪洼o助回路故障而引發(fā)。具體故障有分合閘線圈燒損、輔助開關(guān)故障、合閘接觸器故障、二次接線故障、分閘回路電阻燒毀、操作電源故障，保險(xiǎn)絲燒斷等。其中分合閘線圈燒損一般因機(jī)械故障而引起線圈長(zhǎng)時(shí)間帶電所致；輔助開關(guān)及合閘接觸器故障雖表現(xiàn)為二次故障，實(shí)際多為接點(diǎn)轉(zhuǎn)換不靈或不切換等機(jī)械原因引起；二次接線故障基本是由于二次線接觸不良、斷線及端子松動(dòng)引起。
三、誤動(dòng)故障
高壓斷路器的誤動(dòng)主要是由二次回路故障、液壓機(jī)構(gòu)故障和操動(dòng)機(jī)構(gòu)故障引起。
（一）二次回路。二次回路故障主要由因接線端子排受潮絕緣降低，合閘回路和分閘回路接線端子間發(fā)生放電而產(chǎn)生的二次回路短路引發(fā)。此外還有二次電纜破損、二次元件質(zhì)量差、斷路器誤動(dòng)、繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)等原因。
�。ǘ┮簤簷C(jī)構(gòu)。斷路器出廠時(shí)因閥體緊固不夠、裝配不合格、清潔度差而造成密封圈損壞，從而促發(fā)液壓油泄露或機(jī)械機(jī)構(gòu)泄壓，最終導(dǎo)致斷路器強(qiáng)跳或閉鎖。
（三）彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)。檢修斷路器時(shí)，因調(diào)整操動(dòng)機(jī)構(gòu)分(合)閘摯子使彈簧的預(yù)壓縮量不當(dāng)，導(dǎo)致彈簧機(jī)構(gòu)無(wú)法保持而引起斷路器自分或自合。
四、開斷與關(guān)合故障
少油和真空斷路器出現(xiàn)開斷與關(guān)合故障較多，主要集中于7.2~12kV電壓范圍內(nèi)。少油斷路器發(fā)生故障主要是因?yàn)閲娪投搪窡龘p滅弧室，導(dǎo)致斷路器開斷能力不足，在關(guān)合時(shí)發(fā)生爆炸；真空斷路器發(fā)生故障主要是因?yàn)檎婵諟缁∈艺婵斩认陆�，�?dǎo)致真空斷路器開斷關(guān)合能力下降，引起開斷或關(guān)合失��；SF6斷路器發(fā)生故障主要是由于SF6氣體泄漏或者微水含量超標(biāo)引起滅弧能力下降。
五、載流故障
載流故障主要是由于觸頭接觸不良過(guò)熱或者引線過(guò)熱而造成。觸頭接觸不良是由于裝配過(guò)程沒有使動(dòng)、靜觸頭完全對(duì)準(zhǔn)或?qū)?zhǔn)偏差過(guò)大，操作過(guò)程中滅弧室噴口與靜弧觸頭碰撞導(dǎo)致噴口斷裂造成開關(guān)事故。7.2-12kV電壓等級(jí)開關(guān)柜發(fā)生載流故障主要是由于開關(guān)柜中觸頭燒融或隔離插頭接觸不良過(guò)熱導(dǎo)致燃弧而引發(fā)。
六、外力和其他故障
外力和其他故障主要為泄露故障和部件損壞，主要包括：氣動(dòng)部分漏氣、液壓部分漏油、斷路器本體漏油等，約占此類故障的55%以上。
�。ㄒ唬┬孤豆收�。主要由氣動(dòng)部分漏氣和液壓部分漏油引發(fā)（內(nèi)漏也引發(fā)打壓頻繁）。泄露一般由閥系統(tǒng)密封不嚴(yán)、密封圈(墊)老化損壞、壓力表接口部分泄露、壓力泵接頭質(zhì)量差和清潔度差而引起，此外安全閥動(dòng)作值錯(cuò)誤、環(huán)溫升高致安全閥誤動(dòng)以及安全閥動(dòng)作后不復(fù)位都會(huì)引發(fā)泄壓。由于生產(chǎn)制造水平的限制，國(guó)產(chǎn)斷路器液壓機(jī)構(gòu)露油現(xiàn)象普遍，SF6斷路器本體或者氣動(dòng)部分泄露點(diǎn)主要位于表計(jì)和管路的接頭處。
�。ǘ┎考䲟p壞。易損壞的部件主要有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件、密封部件、閥體及拉桿等。損壞主要是由于傳動(dòng)部件機(jī)械強(qiáng)度不足、密封部件質(zhì)量差而引起，此外安裝、檢修水平不高，發(fā)現(xiàn)隱患不及時(shí)也將使斷路器缺陷加劇而形成故障。密封件質(zhì)量差易老化或是安裝或檢修中，密封件因受損、安裝位置不正或緊固力過(guò)大而變形是密封件損壞的主要原因。
七、結(jié)語(yǔ)
高壓斷路器是電力系統(tǒng)中重要的控制和保護(hù)器件，其可靠動(dòng)作關(guān)系到系統(tǒng)能否安全、穩(wěn)定和優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。對(duì)斷路器故障種類及原因的詳細(xì)分析可為系統(tǒng)的運(yùn)行和檢修人員提供參考，為開展斷路器的在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修工作提供依據(jù)。
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