断路器内部缺陷诊断分析

刘晓华

国网甘肃省电力公司检修公司兰州730050

Xiaohua-LIU

STATEGRIDGANSUMAINTENANCECOMPANY,Lanzhou730050,China

摘要：本文通过一起110kVSF6断路器内部故障，分别通过带电测试中的红外测温方法、SF6分解产物组分分析、传统高压试验中的回路电阻测试，结合断路器分合闸操作等检修试验，对断路器内部存在的缺陷进行综合分析，并提出了以带电测试为指导，采取多种试验方法，综合分析判断断路器可能存在的缺陷，从而对运行中的断路器故障诊断起到一定的现场指导意义。

关键词：SF6断路器，内部缺陷，诊断

1引言

断路器是变电站重要的组成部分，主要用于正常电流的开合和关断以及故障电流的切断。由于SF6气体的灭弧和绝缘性能优良，目前，变电站中的断路器普遍采用SF6断路器。

随着设备制造工艺的不断进步，目前新投运的断路器有些已经免维护，但是，现场仍然有运行年数较长但还未到退役年龄的断路器，对这类断路器运行工况的掌握非常重要，尤其对一些内部缺陷，如果能及早发现、处理，会减少不必要的停电及经济损失，从而提高供电可靠性。

如果断路器存在内部故障，会通过发热等外部信息被试验人员及早发现。本文就是通过红外测温，发现断路器瓷套过热，进而通过SF6分解产物组分分析、回路电阻测试，最终确定停电处理，避免事故的发生。

2断路器红外测温情况

采用T610红外测试仪测试的红外图谱如图1所示。参数如表1所示。

图1红外图谱

3SF6气体组分测试情况

SF6气体组分分析如表2所示：

根据上表数据显示，断路器故障相的接触电阻严重超标，判断断路器动、静触头存在缺陷。

5分合闸操作测试情况

检修人员对断路器进行三次分合闸操作，发现操作机构分闸不到位，检查判断为断路器故障相灭弧室装配动静触头卡滞、本体分闸不到位，造成操作机构分闸不到位所致。

6现场解体情况

现场对断路器故障相灭弧室进行解体检查，发现灭弧装配动主触头与压气缸连接螺栓烧熔（共8个不锈钢螺栓，其中6个端部已烧融、2个松动脱离）、灭弧装配附着SF6分解物，造成动主触头脱离，喷口移位（压气缸失去分闸熄灭电弧能力），灭弧室动静主触头、弧触头严重烧毁，灭弧装配动静主触头导电接触发热的严重内部故障。现场解体检查照片如图2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12所示：

图5动主触头与压气缸连接螺栓烧熔

图9静触头引弧触头、静触头、电导体、屏蔽罩烧损严重

图10静触头装配烧损严重（1）

图12灭弧瓷套内壁SF6气体分解物粉尘

7故障原因分析

动主触头分别由喷口、导向座、主触头、压环等部件组成，并由8个不锈钢螺栓连接固定至压气缸上端面。该断路器为原沈阳高压开关厂1996年研发的SF6过渡型断路器，其动主触头连接固定结构存在隐患，断路器在分合操作一定次数后，8个不锈钢螺栓逐渐松动，导致主导电回路放电（动主触头与连接底座），形成导电回路接触性放电发热，直至连接螺栓逐渐熔焊。同时，由于连接螺栓松动造成喷口移位，分合闸过程中（刚合－合闸终，刚分－分闸终）压气缸喷口位置偏移失去SF6气体吹弧能力，进一步发展使动静触头烧损或卡滞，分合闸不到位的严重故障，造成本次灭弧室故障的直接原因为主触头结构性缺陷。

8结论及建议

断路器存在内部故障时，会在外部形成一定的特征现象，例如本次瓷套的发热，虽然肉眼看不见，但是可以通过红外测温发现。因此，在变电站大力推进带电测试工作，可以及早发现一些潜在缺陷。同时，结合多种测试手段，带电与停电相结合，传统高试与新方法、新技术相结合，从而为及时掌握设备的健康状况提供一些指导意见，为状态检修提供基础的参考资料。同时通过此次发现的一台断路器内部缺陷，可以检查同批次、同类型的在运断路器是否存在家族性缺陷，从而合理安排停电检修，防患于未然。