一起 750千伏断路器内部故障跳闸的研究分析

一起 750千伏断路器内部故障跳闸的研究分析

李振 王康伟

国网新疆电力有限公司检修公司 新疆乌鲁木齐 830002

摘要：本文主要概述了一起750千伏断路器内部故障跳闸的情况，通过现场检测分析找到故障发生原因，并对设备检修有了新的启示。

关键词：750千伏；断路器；故障

一、设备概况

2020年05月08日，750千伏某变在750千伏线路首检后恢复送电过程中，合上75522隔离开关时（母线侧隔离开关，不在检修范围内），750千伏II母母线、线路差动保护动作，750千伏Ⅱ母失压。

二、现场检测情况

（1）外观检查：750千伏线路7552断路器C相外观无异常，断路器本体及套管压力气室压力正常。

（2）SF6气体分解产物、微水、纯度试验：测试结果显示，7552断路器C相灭弧室SF6气体分解产物、微水含量严重超出《输变电设备状态检修试验规程》中SO2≤1μL/L，H2S≤1μL/L，微水≤300μL/L的要求，A、B相断路器气室测试结果无异常。

（3）断路器主绝缘电阻检查：对7552断路器绝缘电阻进行测试。通过测试发现，C相断路器对地绝缘整体偏小，且断路器Ⅱ母侧断口绝缘明显偏小。

（4）由研究线路光纤差动保护及750千伏II母母线差动保护动作时序及故障录波图得到：从母差保护和线路保护故障电流及动作情况分析，当75522隔离开关合闸时（系统电压平稳，无过电压现象），750千伏Ⅱ母向故障点提供故障电流，7512、7520、7542断路器C相感受到故障电流，7552断路器母差用CT7、CT8无故障电流流过，判断故障点位于断路器CT7至母线之间，同时750千伏线路保护用CT1、CT2有故障电流流过（一次电流4.5千安培），因此判断故障点位于7552断路器CT2至断路器Ⅱ母侧断口之间。

三、断路器解体情况

现场对7552断路器C相气体回收开盖内检，发现靠Ⅱ母侧合闸电阻击穿，并有黑色电阻片碎块散落在罐体底部，一个合闸电阻聚四氟乙烯护套断裂后脱落在罐底。

图1 断路器内部故障图

图2 故障位置示意图

解体发现断路器罐体内部机构侧散落有合闸电阻碎片、电阻保护套；断路器机构侧与主断口并联的第四柱合闸电阻部分电阻片炸裂，两个电阻保护套破裂；电阻端部屏蔽A(第一柱和第二柱电阻使用的端部屏蔽）对罐体内壁存在明显的放电烧蚀点；电阻端部屏蔽B（第三柱和第四柱电阻使用的端部屏蔽）对电阻端部屏蔽A存在放电烧蚀点。

放电途径：1.电阻端部屏蔽A首先对罐体内壁放电，造成第四、第三、第二柱合闸电阻流过故障电流（红色标注）；2.后因电阻端部屏蔽B对电阻端部屏蔽A发生放电，第二、第三柱电阻被短路，电流仅作用于第四柱合闸电阻，引起第四柱合闸电阻片温度急剧升高炸裂，进而导致电阻保护套断裂脱落,放电伴随着高温电弧，使绝缘支撑杆被熏黑（绿色标注）。

图3 放电路线 图4 电阻端部屏蔽B对A放电

图5 R1合闸和分闸时电阻 图6 R4合闸和分闸时电阻

图7 R2、R3合闸和分闸时电阻 图8 R1炸裂的电阻片

四、故障原因分析

推测合闸电阻正下方可能存在金属碎屑等异物，当隔离开关由冷备转热备时，隔离开关操作至快到位时，电弧产生造成高频电压，在合闸电阻下方的异物场强瞬间增大并击穿，产生放电通道，合闸电阻由于流经单相短路电流热崩溃而炸裂。

五、启示

1.设备厂家应对合闸电阻位置的场强分布进行核算，避免合闸电阻周围存在局部场强过大。

2.新设备出厂前应经过200次的操作，保证动静触头充分磨合，避免投运后设备多次动作后产生金属碎屑等异物。