1、220kV 罐式断路器内绝缘故障分析与处理摘要高压断路器的绝缘问题直接影响到断路器的安全稳定运行，尤其是内绝缘件检测难度大，常规检修和测试不易发现，一旦发生绝缘故障，将造成设备损坏和系统故障，经济损失及社会影响巨大。本文通过典型实例阐述了国产23252 型 220kv 罐式断路器消弧室内绝缘故障的原因分析和处理方法。 关键词高压断路器；绝缘；闪络；故障；铁锈；喷口； 中图分类号：U224.2+3 文章标识码：A 文章编号： 概述 陡河发电厂 220kv 变电站共安装 9 台国产 LW23-252 型高压断路器，额定电流 3150A、额定开断电流 50KA，先后于 2000 年-2003 年安装
2、，已经投运 5-8 年，未发生故障，运行稳定，西开厂家给定的大修周期为 12年。西开开关虽未达到厂家给定的大修周期，但从预防事故的角度，为全面掌握断路器内部状况，厂技术部门制定了带有针对性的 220KV 高压断路器 2222 的解体检修方案，在对其 A 相解体检修工作中，发现机构侧支持绝缘筒内下部有明显沿面爬电痕迹，表面附着铁器锈蚀金属粉末，发现此严重缺陷后陡河厂技术部立即查找原因对此缺陷进行处理，并及时安排对其余 8 台西开厂生产的断路器制定检查计划进行解体检查。 断路器解体检查工艺介绍及内绝缘闪络故障剖析 短路器解体检查工艺流程 在咨询厂家技术人员的基础上，断路器解体检查前首先制定了保障安
3、全的安全措施、组织措施及技术措施，并且确定了短路器重点检查范围：套管梅花触头有无过热、动静弧触头有无烧伤、主触头表面金属层有无脱落、绝缘支持筒内部绝缘有无缺陷。 断路器外部解体 断路器内部气体回收与置换 气体回收要保证 SF6 纯度，SF6 气体是一种比 CO2 更具危害性的温室气体，一定要回收再利用。在收集气体前首先对回收车储气罐进行抽真空至 133Pa 后保持一小时，将连接管路抽真空至 133Pa 后开启断路器气体充气阀进行气体回收。气体全部回收后对断路器本体抽真空至 133Pa，冲入高纯氮气至正压，静置半小时后将氮气排放至大气压力。 短路器本体机构控制箱拆除 在控制箱拆除前先将控制箱二次
4、电缆及与本体 CT 连接电缆，拆除机构与直动密封部分连接销轴，确认断路器在分闸位置，此时机构弹簧在储能位置，将断路器合闸线圈衔铁用木楔塞好，以防止误碰导致机构合闸弹簧释放伤人。用吊车将断路器机构控制箱吊牢加力，拆除机构控制箱与断路器本体相连螺丝及气体管路连接，吊离机构箱。 断路器内部解体 断路器静侧部分拆卸 拆除断路器静侧端盖，用专用工具将断路器静侧触头部分吊牢加力，拆除静侧触头部分与本体连接螺丝，将静侧触头部分横向移出断路器本体内部，将断路器静侧部分触头向上平放在指定位置后进行整体检查。 断路器动侧部分拆卸 拆除动侧直动密封部分连接螺丝，用胀口钳将直动密封杆与直动密封部分连接胀销拆除，取下直
5、动密封部分。 ，用专用工具将断路器动侧侧触头部分吊牢加力，拆除动侧触头部分与本体连接螺丝，将动侧触头部分横向移出断路器本体内部，拆除直动密封绝缘拉杆后将断路器静侧部分触头向上平放在指定位置后进行整体检查。 断路器内部解体检查 检查动静弧触头及主触头有无烧伤；检查主触头部分金属层有无脱落现象，将触头表面用无水乙醇擦拭干净。 拆下动侧部分压气缸，检查活塞有无磨损及是否有卡涩现象，将压气缸活动部分擦拭干净并涂抹真空润滑硅脂。 检查套管梅花触指有无过热，弹簧有无折断现象。 检查绝缘筒绝缘表面有无放电爬电现象，如有放电爬电现象应及时进行更换处理。 检查罐体内部触头正下方有无金属粉末，正常情况触头正下方都
6、有少量金属粉末，这是由于国产触头材质工艺造成，如有大量金属粉末应分析原因。 断路解体检查后回装及注意问题 断路器解体检查后回装顺序应与解体时反顺序进行，有以下几个问题要引起注意。 各部接合面在断路器安装时由于防漏防水要求都涂有密封胶，在各部件安装时一定要将原密封胶清除干净后重新涂抹密封胶再进行回装，清除密封胶时注意一定不要用铁质器械，以防将密封接合面划伤引起 SF6气体泄漏。 在安装静侧触头部分时，连接螺丝先不要紧固，吊车也不能松劲，检查静弧触头正对动弧触头中心时（见图 1）才能紧固连接螺丝，如中心偏离比较多依靠调解静弧触头不能保证正对中心，从而导致断路器合闸过程中发生合闸弹跳。 在对断路器整
7、体抽真空是要保证本体内部压力 133Pa 后保持 3 小时，以保证冲入 SF6 后微水达到最小，规程规定断路器 SF6 微水大修后不能大于 150PPm，如果真空保持时间达到三小时，可将微水控制在 50PPm 以下。在往本体冲入 SF6 时要先将管路抽真空以保证本体 SF6 纯度，纯度和微水是检验 SF6 电气性能的重要指标。 2.2.5.回装完毕后断路器按照出厂标准进行整体机械特性试验及耐压试验。 陡河厂 2222 断路器 A 相内部解体检查发现重大缺陷 在对断路器动侧绝缘筒内部检查时发现，绝缘筒内部有严重的爬电现象，并形成了两条贯通性通道（见图 2） 。 在拆下绝缘筒后在绝缘筒法兰口处发现
8、大量铁锈（见图 3） ，在法兰连接螺丝孔中同样有大量铁锈。 绝缘筒损伤原因及处理方案 绝缘筒内部爬电损伤原因 发现绝缘筒内部爬电损伤后，陡河厂技术部立刻组织对另外两相进行解体检查，发现断路器机构侧支持绝缘筒内下部仍有大量铁器锈蚀金属粉末。一旦绝缘筒在高压下被击穿，断路器将发生接地短路事故，变电站母线差动保护动作，与此断路器相连母线的所有机组及外线将会全部断开，严重时可导致全站停电而直接影响到电网的安全稳定运行。面对如此严重的设备缺陷，陡河厂技术部一方面组织仔细查找原因，另一方面联系西安高压断路器厂家到厂进行分析处理，并将此情况上报大唐国际有关部门。经过对机构各部件的认真拆解检查，发现断路器机构
9、直动密封杆中空部分有大量铁锈，经大唐国际领导、电科院专家、西安高压断路器厂及陡河厂技术部相关技术人员认真分析确定了此次设备缺陷原因： 断路器内部铁锈在断路器安装运行后生成的可能性几乎没有，因为在断路器内部冲入的是高纯度 SF6，没有铁锈生成的必要条件即氧气，断路器中 SF6 微水含量非常低，在历年微水检测中，此断路器微水含量最大不超过 50PPm，因此断路器内部不具备铁锈生成条件，铁锈是在断路器安装运行前已经生成的，此分析结果得到厂家技术人员认可。 断路器动侧绝缘筒连接法兰螺丝孔中铁锈，是由于在安装前没有严格执行安装工艺，认真检查螺丝孔导致内部铁锈没有及时清理，但此铁锈由于安装后螺丝紧固被封住
10、，铁锈进入断路器本体内部几率非常小。 断路器动侧直动密封杆由于是外协厂加工，加工后没有作防腐处理，在仓库中保管时直动密封杆中空部分（见图 4）氧化腐蚀生锈，断路器在厂家安装过程中，没有认真执行安装工艺检查直动密封杆中空部分。断路器在试验及运行分合操作过程中，直动密封杆中空部分铁锈由于振动和惯性进入绝缘筒，是导致绝缘筒内下部沿面放电的主要原因，分析结果得到厂家技术人员认可。 总结 陡河厂安排的断路器提前检修周期解体的检查，及时发现了断路器内部绝缘故障，分析清楚了事故原因，避免了 220kv 系统母线接地造成的设备损害和大系统停电事故，同时为确保断路器安全稳定运行，也提出了一个值得生产厂家和使用单位思考的问题，厂家如何树立细节决定成败的理念，控制断路器质量；用户如何根据现场实际情况确定合理的检修周期，不要一味的机械遵循厂家的说明书。 刘爱成：1997 年毕业于北京电力高等专科学校，毕业分配河北唐山陡河发电厂工作，2005 年至今在设备部电气点检员岗位上从事技术管理工作。
