关于断路器的典型故障分析及预防措施探讨

关于断路器的典型故障分析及预防措施探讨

王一丁 马宝军

国网新疆电力有限公司昌吉供电公司 新疆 昌吉 831100

摘要：断路器是电力系统运行的重要执行元件，也是具备故障判断、故障检修和参数测量频次较多的一种重要电气设备。在社会经济的快速发展下，人们对供电质量提出了更高的要求。完善对电力设备的监测，确保断路器的稳定运行已然成为相关电力工作者需要思考和解决的问题。但是从电力系统运行发展实际情况来看，电力系统断路器在运行的时候往往会出现一些故障问题，严重制约了电力系统的稳定运行。基于此，本文对断路器的典型故障分析及预防措施进行研究，作出以下讨论仅供参考。

关键词：断路器；典型故障；预防措施

引言

SF6断路器对于电力系统运行具有重要作用，通常应用于电压等级超过110kV的电路当中。SF6断路器相关气体和一般空气相比，拥有两倍以上的绝缘能力，同时其灭弧能力也达到了近百倍，进而有效缩减了断路器大小型号，在灭弧后，也不会出现变质问题，可以进行重复利用，灭弧性能突出。

1断路器的原理

断路器用于在正常运行时接通或断开电路，故障情况在继电保护装置的作用下迅速断开电路，特殊情况下可靠地接通短路电流。断路器是电力系统稳定运行的重要控制设备，是在正常或故障情况下接通或断开电路的专用电器。在具体应用的过程中其担负着稳定电流和及时发现和解决电力系统故障的职能作用，它不仅可以切断与闭合电路中空载电流与负荷电流，而且当系统在发生故障时可以通过继电器的保护装置。断路器处于合闸状态的时候，它对地绝缘由支持绝缘子来承受，一旦断路器所连接的线路发生永久接地故障，断路器动作跳闸后，接地故障点又未被清除，则有电母线的对地绝缘亦要由该断路器断口的真空间隙承受;各种故障开断时，断口一对触子间的真空绝缘间隙要耐受各种恢复电压的作用而不发生击穿。断路器的应用作用主要体现在2个方面。1）断路器的控制作用。断路器结合电力系统运行在需要会将所有的电气设备以及部门线路投入或者退出运行。2）断路器的保护作用。在电力系统运行出现故障的时候，断路器会和保护装置、自动装置共同配合来将故障及时从系统中切除，从而减少损害，防止事故扩大。

2断路器常见故障

2.1操动机构缺陷

(1)气动机构。此类机构在上世纪90年代至2010年期间应用广泛，目前仍有大量老设备在运。此类机构往往因高压气体泄露导致频繁打压，甚至影响断路器动作。(2)弹簧机构。对弹簧机构，其机械故障的主要原因常表现为弹簧卡涩不灵活，或锁扣调整不当。此处卡涩，既可能源于装配调整不当，也可能是因为维护不良所致。(3)液压机构。断路器液压机构主要有液压氮气机构、液压弹簧机构两类，基本原理为利用液压油泵为氮气储压筒或弹簧储能，利用此能量完成断路器动作。此类机构由于可储存较大的势能，断路器动作时可提供更快的动作速度，故而常用于超高压、特高压电网设备中。但由于液压回路复杂、内部压力大，常出现液压油渗漏、压力不能保持等故障。

2.2动触头载流故障

断路器在运行时的另一种常见的故障表现在动触头方面，具体体现为动触头载流故障，从而引起弧光短路造成触头系统烧毁，导致停电事故。以目前大量使用的梅花触头为例，故障产生的原因有：①梅花触头选用材料导电率过低造成运行时发热量过大、温升过高。②梅花触头外侧的紧固弹簧张紧力过小，造成接触电阻较大，在运行中因承受过高的温度引起弹簧特性变差、使触头间的压力下降，接触不良的程度不断加大，在电流较大时过热起弧而烧毁。③梅花触头外侧的紧固弹簧生产时的热处理工艺缺陷，导致弹簧本身过脆，弹簧断裂，造成起弧而烧毁。④梅花触头外侧的紧固弹簧选材不符合要求，负荷电流在弹簧中产生涡流而发热，因发热造成弹簧逐渐退火，张紧力逐渐降低，接触电阻逐渐增大，导致发热量进一步增加，接触电阻累积到一定程度，引起弧光短路造成触头系统烧毁，引发停电事故。

2.3SF6气体泄漏

SF6作为优良的绝缘气体，近年来已取代绝缘油，成为断路器领域最主要的绝缘和灭弧介质。然而，相较于绝缘油，气体更易泄漏，且由于SF6无色、无味的特性，当其泄漏时隐蔽性较高，往往当发现时设备内压力已出现明显下降，影响断路器绝缘及灭弧性能。

3断路器的典型故障处理及预防措施

3.1断路器中气体的维护管理

SF6断路器具有的作用主要是通过其中的气体实现的。断路器投入使用一段时间后，其中的气体出现泄漏的情况是较为常见的，如果这个问题未能及时发现，那么断路器所具有的使用寿命就会大幅缩短，而且还会对相关人员的安全产生危害。在确定出现泄漏后，相关人员必须和现场保持安全的距离，继而通过专业技术寻找到泄漏的具体位置，并通过可行的措施进行处理。对气体泄漏的进行分析可知，导致泄漏出现的原因是密封未能做到位，或是具体位置的焊接出现了问题。在展开维护管理的过程中，如果发现了泄漏，并将具体位置予以确定后，先要保证防护设备落实到位，相关人员能在安全状态下进入泄漏区域，进而高质量完成抢修工作。

3.2防止操作机构故障

各运行、维护单位应根据可能出现的系统最大运行方式及可能采用的各种运行方式，每年定期核算开关设备开断的短路电流，并采取以下机构反事故措施:(1)保证机构箱内加热器、温控器、除湿器良好，使机构箱在潮湿季节或气温突变时保持干燥和恒温。(2)经常注意监视机构压力及油位，发现油位过低或渗漏油时应及时处理。(3)为保持液压油的清洁，防止漏压，在运行中每隔2年将油过滤一次。阀体解体检修必须在室内，并用海绵控拭零部件。

3.3动触头载流故障的具体预防措施

动触头载流故障严重影响断路器开断过电流的能力，甚至会造成断路器爆炸。动触头载流故障的具体预防措施有：①日常维护时加强对触头的检查，对有爬弧、烧灼痕迹的触头重点关注，必要时及时更换。②日常维护时对弹簧进行仔细检查，对有过热变色及变形现象的弹簧及时更换。③日常操作时推入断路器时调整好位置，避免位置不当造成弹簧断裂；在检修时可以抽查一部分弹簧，进行张力试验，若发现有脆性断裂的则要对同批设备加强检查，必要时予以更换。④对已投运断路器在检修时进行弹簧导磁性检查，若是导磁性材料应尽快更换为非导磁性材料。在新采购时，明确要求断路器厂家的紧固弹簧必须选用非导磁性材料。

3.4加强对断路器故障的维护管理

导致断路器出现故障的原因有很多，在故障发生后，必须第一时间展开维护，使得故障能得到有效处理，切不可出现故障扩大的状况。一般来说，环境因素对断路器产生的影响是较大的，也是导致故障出现的主要原因。比方说，在出现机械卡顿时，若想使得断路器得到有效的保护，则要立即对故障进行排除。具体来说，技术人员必须先将发生故障的具体位置位置予以确定，进而完成好清理工作。这里需要提醒的是，要针对导致卡顿出现的具体原因选择最为适合的清理材料。在完成清理工作后，还要对故障位置予以润滑处理，这样方可使得故障处理的质量有切实提升。

结束语

综上所述，断路器故障后可能造成的危害是极为严重的，不仅有可能会对电网造成巨大的危害，而且有可能会对人身产生威胁，引发较为严重的安全事故。在上述文章中，笔者对断路器常见故障进行了列举，并探讨了预防这些故障的方案。 参考文献

[1]张亮杰.断路器故障分析和预防措施[J].电力安全技术,2018,20(07):60-62.

[2]陈祁.断路器典型故障分析及预防措施[J].电世界,2017,58(11):8-11.

[3]滕军,朱宁.断路器故障与预防措施探析[J].江苏科技信息,2017(30):47-48.

[4]郭建华.SF6断路器故障原因分析与预防措施[J].石化技术,2017,24(07):262.

[5]倪江楠,焦欣欣,吕俊霞.预防断路器常见故障的技术措施[J].精密制造与自动化,2017(01):59-62.