断路器的事故原因分析

djde_2000

现场多年对断路器的事故统计表明，其运行事故的主要类型如下：  
$ I6 R% f2 E4 X  J3 z. M; M（1）操动失灵；
6 a  M5 }) v( ?, X% j. n（2）绝缘故障；
（3）开断、关合性能不良；
（4）导电性能不良。
    产生事故的原因，一般可大致分为技术原因和工作原因两大类。所谓技术原因，是指产品本身或运行方式的缺陷；所谓工作原因，是指造成这些缺陷的工作者过失。本节将分析这两方面的原因。
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事故的技术原因分析
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（一）操动失灵
1 Q% i2 u7 W4 L0 B3 S: J    操动失灵表现为断路器拖动或误动。由于高压断路器最基本、最重要的功能是正确动作并迅速切除电网故障。若断路器发生拖动或误动，将对电网构成严重威胁，主要是：①）扩大事故影响范围，可能使本来只有一个回路故障扩大为整个母线，甚至全所、全厂停电；②如果延长了故障切除时间，将要影响系统的运行稳定和加重被控制设备的损坏程度；③造成非全相运行。其结果往往导致电网保护不正常动作和产生振荡现象，容易扩大为系统事故或大面积停电事故。例如。某发电厂在小号发电机停机解裂操作中，袖子SW2一220型少油断路器拉杆强度不足而折断，B相未断开，造成非全相运行，使4号主变压器中性点间隙发生火花放电，电弧波及220kV东下母线，使母线差动保护动作，2号发电机及两条线路跳闸，又由于负序电流的影响，使发电机转子磁极主绝缘几乎全部损坏。
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导致操动失灵的主要原因有：
$ u% ]. M; }0 F* }（1）操动机构缺陷；
+ ~; ^) r% Z: B（2）断路器本体机械缺陷；
0 m8 g: Q1 F0 p  s+ ?; X（3）操作（控制）电源缺陷。
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* {( g+ c$ n+ L' D: E5 p具体分析如下。
1．操动机构缺陷。
    操动机构包括电磁机构、弹簧机构和液压机构
    现场统计表明，操动机构缺陷是操动失灵的主要原因，大约占70％左右。对电磁与弹簧机构，其机构机械故障的主要原因是卡涩不灵活。此处卡涩，既可能是因为原装配调整不灵活，也可能是因为维护不良所致、造成机构机械故障的另一个原因是锁扣调整不当，运行中断路器自跳（跳闸）多半是此类原因。各连接部位松动、变位，多半是由于螺钉未拧紧、销钉未上好或原防松结构有缺陷。值得注意的是，松动、变位故障远多于零部件损坏，由此可见，防止松动的意义并不亚于防止零部件损坏。
1 K; N2 \5 Z( E6 E5 T. V    对液压机构，其机械故障主要是密封不良造成的，因此保证高油压部位密封可靠是特别重要的。
- X6 V% C  f1 \- X) @) O' R    对机构的电气缺陷所造成的事故，主要是由辅助开关、微动开关缺陷造成的。辅助开关的故障多数为不切换，由此往往造成操作线圈烧坏。除此，故障还有是由于切换后接触不良造成拒动。微动开关主要是指液压机构等上的联锁、保护开关。有SW6型断器的事故统计资料表明，其微动开关故障约占其机构电气故障的50％左右。除辅助开关、微动开关缺陷外，机构电气缺陷中比例最大的为二次回路故障。对于这些“配角的配角”也应当引起重视。
5 j( l; w$ w1 e* z6 _! {    例如：
（1）某电业局的220kV变电所，其主变压器的SW6～220断路器C相在运行中偷跳，造成非全相运行，导致严重后果。其原因是C相机构分闸线圈引出线外皮磨损，与铁轭窗口放电，构成直流系统负极接地。又由于变电所绝缘监视装置失灵，而不能及时发现，仪表班在作业中又误触正极，造成直流两点接地，使断路器C相偷跳。
（2）某变电所的SW6一220型少油断路器，在检修中，将二次线接错，以致故障时断路器拒分，扩大为全所停电。
（3）某发电厂的SW6一220Ⅰ型少油断路器，其CY3机构的F4辅助开关，因制造质量不良，触片弹力不足，似接非接。当线路故障时，断路器不能正确分闸，使断路器失灵保护动作， 220kV母线停电，少送电 15.5万 kW· h，
( {& W$ B/ n7 y, k# D少发电7.5万 kW· h。
2．断路器本体的机械缺陷
! f6 ?, ?; X& h9 n' @  x    造成断路器本体操动失灵的缺陷，皆为机械缺陷。其中包括瓷瓶损坏、连接部位松动,零部件损坏和异物卡涩等。
( F- F- `. ]& h: J  n# E    例如：某发电厂的3号发电机一变压器的SW7一220型少油断路器，在并网操作时C相拒合，造成非全相运行，使220kV母联、线路断路器跳闸，少发电40万kW·h。事故的原因是，该断路器操作已达3600次，部件磨损严重，变
3 N. l9 a" L5 e9 e/ s9 O    直机构变形，又未及时进行检修、更换，终于酿成事故。
7 i" c. |+ r) {+ l' S: G. O    对SW7一220型少油断路器具有特殊的“晚动”故障，其原因是：该型断路器灭弧室内和三角箱内的油是隔绝的。
; ~0 ^2 m; e' ~2 w! s8 h! R    为了避免运行中灭弧室的油漏进三角箱，一般都把导电杆动密封调得很紧，当夏季气温上升时，动密封往往会把导电杆抱住，当断路器接到分闸命令时，导电杆运动要克服此抱紧力，往往晚几十至几百毫米才能完成分闸动作。对这种“晚动”现象，在事故后仅检查断路器不易查出，只有看故障录波器示波图才可发现。为了避免此类事故发生，在SW7～220型少油断路器检修工艺中已对导电杆的拨出力的允许范围作了规定，只要认真执行检修工艺，运行中便不会发生“晚动”事故。
3．操作（控制）电源缺陷
    断路器的操作电源缺陷，也是造成操动失灵的三大根源之一。在操作电源缺陷中，操作电压不足是最常见的缺陷。
6 \% ~" }5 |( _5 L$ j  f( ?    其原因多半是由于电站采用交流电源经硅整流后作操作电源，在系统发生故障时，电源电压大幅度降低，或虽有蓄电池组，但操作电源至断路器处连线压降太大，使实际操作电压低于规定的下限。例如某变电所因一条配电线路发生故障，断路器在重合时爆炸；另一变电所44kV线路相位接错，合闸并网时断路器爆炸。这些都是由于硅整流器电源由本变电所供给，当线路故障时，母线电压降低所致。因此，1982年原水利电力部制订了《关于变电所操作能源的暂行规定》，要求新建变电所不得再采用硅整流作为操作电源，建议推广采用蓄电池和储能式操动机构，对已有变电所进行操作电源改造和完善，并加强管理。