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DQZHAN技術訊：斷路器的事故原因分析

現場多年對斷路器的事故統計表明，其運行事故的主要類型如下；

（1）操動失靈；

（2）絕緣故障；

（3）開斷、關合性能**；

（4）導電性能**。

產生事故的原因，一般可大致分為技術原因和工作原因兩大類。所謂技術原因，是指產品本身或運行方式的缺陷；所謂工作原因，是指造成這些缺陷的工作者過失。本節將分析這兩方面的原因。

事故的技術原因分析

（一）操動失靈

操動失靈表現為斷路器拖動或誤動。由于高壓斷路器*基本、*重要的功能是正確動作并迅速切除電網故障。若斷路器發生拖動或誤動，將對電網構成嚴重威脅，主要是：①）擴大事故影響范圍，可能使本來只有一個回路故障擴大為整個母線，甚至全所、全廠停電；②如果延長了故障切除時間，將要影響系統的運行穩定和加重被控制設備的損壞程度；③造成非全相運行。其結果往往導致電網保護不正常動作和產生振蕩現象，容易擴大為系統事故或大面積停電事故。例如。某發電廠在小號發電機停機解裂操作中，袖子SW2一220型少油斷路器拉桿強度不足而折斷，B相未斷開，造成非全相運行，使4號主變壓器中性點間隙發生火花放電，電弧波及220kV東下母線，使母線差動保護動作，2號發電機及兩條線路跳閘，又由于負序電流的影響，使發電機轉子磁極主絕緣幾乎全部損壞。

導致操動失靈的主要原因有：

（1）操動機構缺陷；

（2）斷路器本體機械缺陷；

（3）操作（控制）電源缺陷。

具體分析如下。

1．操動機構缺陷。

操動機構包括電磁機構、彈簧機構和液壓機構

  現場統計表明，操動機構缺陷是操動失靈的主要原因，大約占70％左右。對電磁與彈簧機構，其機構機械故障的主要原因是卡澀不靈活。此處卡澀，既可能是因為原裝配調整不靈活，也可能是因為維護**所致、造成機構機械故障的另一個原因是鎖扣調整不當，運行中斷路器自跳（跳閘）多半是此類原因。各連接部位松動、變位，多半是由于螺釘未擰緊、銷釘未上好或原防松結構有缺陷。值得注意的是，松動、變位故障遠多于零部件損壞，由此可見，防止松動的意義并不亞于防止零部件損壞。

  對液壓機構，其機械故障主要是密封**造成的，因此保證高油壓部位密封可靠是特別重要的。

  對機構的電氣缺陷所造成的事故，主要是由輔助開關、微動開關缺陷造成的。輔助開關的故障多數為不切換，由此往往造成操作線圈燒壞。除此，故障還有是由于切換后接觸**造成拒動。微動開關主要是指液壓機構等上的聯鎖、保護開關。有SW6型斷器的事故統計資料表明，其微動開關故障約占其機構電氣故障的50％左右。除輔助開關、微動開關缺陷外，機構電氣缺陷中比例*大的為二次回路故障。對于這些“配角的配角”也應當引起重視。例如。

 （1）某電業局的220kV變電所，其主變壓器的SW6～220斷路器C相在運行中偷跳，造成非全相運行，導致嚴重后果。其原因是C相機構分閘線圈引出線外皮磨損，與鐵軛窗口放電，構成直流系統負極接地。又由于變電所絕緣監視裝置失靈，而不能及時發現，儀表班在作業中又誤觸正極，造成直流兩點接地，使斷路器C相偷跳。

 （2）某變電所的SW6一220型少油斷路器，在檢修中，將二次線接錯，以致故障時斷路器拒分，擴大為全所停電。

  （3）某發電廠的SW6一220Ⅰ型少油斷路器，其CY3機構的F4輔助開關，因制造質量**，觸片彈力不足，似接非接。當線路故障時，斷路器不能正確分閘，使斷路器失靈保護動作， 220kV母線停電，少送電 15.5萬 kW· h，少發電7.5萬 kW· h。

2．斷路器本體的機械缺陷

  造成斷路器本體操動失靈的缺陷，皆為機械缺陷。其中包括瓷瓶損壞、連接部位松動,零部件損壞和異物卡澀等。例如；某發電廠的3號發電機一變壓器的SW7一220型少油斷路器，在并網操作時C相拒合，造成非全相運行，使220kV母聯、線路斷路器跳閘，少發電40萬kW·h。事故的原因是，該斷路器操作已達3600次，部件磨損嚴重，變直機構變形，又未及時進行檢修、更換，終于釀成事故。

  對SW7一220型少油斷路器具有特殊的“晚動”故障，其原因是：該型斷路器滅弧室內和三角箱內的油是隔絕的。為了避免運行中滅弧室的油漏進三角箱，一般都把導電桿動密封調得很緊，當夏季氣溫上升時，動密封往往會把導電桿抱住，當斷路器接到分閘命令時，導電桿運動要克服此抱緊力，往往晚幾十至幾百毫米才能完成分閘動作。對這種“晚動”現象，在事故后僅檢查斷路器不易查出，只有看故障錄波器示波圖才可發現。為了避免此類事故發生，在SW7～220型少油斷路器檢修工藝中已對導電桿的撥出力的允許范圍作了規定，只要認真執行檢修工藝，運行中便不會發生“晚動”事故。

3．操作（控制）電源缺陷

  斷路器的操作電源缺陷，也是造成操動失靈的三大根源之一。在操作電源缺陷中，操作電壓不足是*常見的缺陷。其原因多半是由于電站采用交流電源經硅整流后作操作電源，在系統發生故障時，電源電壓大幅度降低，或雖有蓄電池組，但操作電源至斷路器處連線壓降太大，使實際操作電壓低于規定的下限。例如某變電所因一條配電線路發生故障，斷路器在重合時爆炸；另一變電所44kV線路相位接錯，合閘并網時斷路器爆炸。這些都是由于硅整流器電源由本變電所供給，當線路故障時，母線電壓降低所致。因此，1982年原水利電力部制訂了《關于變電所操作能源的暫行規定》，要求新建變電所不得再采用硅整流作為操作電源，建議推廣采用蓄電池和儲能式操動機構，對已有變電所進行操作電源改造和完善，并加強管理。

（二）絕緣事故

  斷路器絕緣事故，可分為內絕緣事故與外絕緣事故。內絕緣事故造成的危害，通常比外絕緣更大。

1．內絕緣事故

  內絕緣事故主要有套管和電流互感器事故，其原因主要是進水受潮；其次是油質劣化和油量不足。也有是由于某些主絕緣件絕緣質量有問題造成的。例如：

 （1）某變電所的 SW6一220型少油斷路器，其B相北柱在運行電壓下發生爆炸，造成3個大型變電所全停， 28個中型變電所停電，少送電量達6萬kW·h。事故原因是鋁帽進水，絕緣拉桿受潮。實際上，在預防性試驗中，已發現油耐壓值低（只有18．8kV／2．5mm），但未及時安排停運處理，以致釀成內絕緣閃絡，斷路器爆炸。

 （2）某變電所的一臺SW3一110G型少油斷路器，檢修時放出約20kg水。由于進水使絕緣部件受潮閃絡甚至爆炸者不少。該省僅1年就發生了4次爆炸事故。進水的原因主要是；鋁帽與帽蓋結構不合理或有砂眼氣孔；安裝工藝不嚴。進水的路徑一般是從螺絲沿面進入滅弧室或沿噴口頂部開孔銷滲入。

 （3）某水電站的SW7一220型少油斷路器，在運行中B相突然爆炸。引起事故的主要原因是由于開關油中有水分，使絕緣拉桿受潮，絕緣強度降低，以致在正常電壓下，絕緣拉桿發生沿面閃絡而釀成事故。

 （4）多次發生SW2一35型少油斷路器內附環氧樹脂絕緣電流互感器絕緣擊穿、引起斷路器爆炸事故。其主要原因是環氧樹脂澆注質量**，內部存在氣泡，引起局部放電。其次是電流互感器頸部均壓結構不合理，使其頸部電場比較集中。

  順便指出，斷路器進水，不僅會影響其絕緣性能，也可能導致拒動。例如，安徽某臺SW4一110型少油斷路器，由于三角箱大量進水，結果在冬季結成冰，導致斷路器拒動。

2．外絕緣事故

  外絕緣事故主要是由于污閃和雷擊引起斷路器閃絡、爆炸事故。污閃的原因主要是瓷瓶泄漏距離校小，不適于污穢地區使用；其次是斷路器滲油、漏油，使其瓷裙上容易積聚污穢而引起閃絡。例如：

（1）某電廠的SW4一220型少油斷路器，因滲油套管積塵，在小雨時發生了污穢閃絡，造成220kV變電所全部停電事故。

（2）某水電廠的DW8��35型多油斷路器因雷電過電壓造成外絕緣閃絡事故。

（三）開斷、關合性能事放

 開斷、關合任務是對斷路器*嚴酷的考驗。現場統計表明，由于嚴重的開斷、關合條件，在運行中出現的機率較小，故一般斷路器開斷、關合性能事故的比例不大。絕大多數開斷、關合事故的主要原因是由于斷路器有明顯的機械缺陷，其次是缺油或油質不符要求。也有是由于斷路器斷流能力不足。但前者較多，因為有相當數量的事故發生于分、合小容量，甚至是分、合負荷電流。例如，某變電所1號主變壓器的二次例斷路器SW2一60G型，當時63kV母線發生帶地線合閘事故，斷路器跳閘重合時，B、C兩相瓷套爆裂，井噴油著火。經核算，**次開斷的短路容量為、1500MVA，4.5s重合后，開斷容量僅為600MVA，遠低于銘牌容量2500MVA，故不屬于開斷容量不足事故。該型斷路器本來存在著正常操作時上帽噴油的缺陷。這臺斷路器原先是由運行單位自己加工完善化，排氣孔的大小和位置是否正確，裝配后是否被堵塞都值得懷疑。

（四）導電性能**事故

  導電性能**的事故，在斷路器事故中占的比例較小，其原因是：①多數斷路器的實際負荷電流遠小于其額定值；②靜止狀態下的導電性能容易得到保證。

  現場事故統計資料分析表明，導電性能**故障主要是由機械缺陷引起的。其中有：①接觸**。包括接觸面不清潔，接觸大小及接觸壓力不足；②脫落、卡阻。如銅鎢觸頭脫落等；③接觸處螺釘松動；④軟連接折斷等。