技能提升：如何处理断路器异常情况

【任务描述】

在已学习掌握了断路器的基本结构、工作原理、运行要求和工作特点的基础上,能够正确分析各种220、110、10 kV 断路器出现异常的原因,且找出异常点,并按照规定的处理步骤及时正确地对断路器各种类型异常进行处理,尽快恢复断路器的正常运行。

【任务准备】

课前预习相关知识部分。 根据杨高变电站各种220、110、10 kV 断路器的运行状况,经讨论制订断路器出现异常后的处理步骤,并独立回答下列问题。

1.断路器的作用是什么? 其中SF6 断路器的优缺点是什么?

2.高压断路器有什么基本要求? 断路器的基本结构可分为哪几个部分?

3.简述真空断路器的灭弧原理。

4.断路器的操动机构有哪几种类型? 常用的是什么类型?

【相关知识】

断路器正常运行的条件如下所述。

在电网运行中,高压断路器操作和动作较为频繁,为使断路器能安全可靠运行,保证其性能,必须做到以下几点。

①断路器工作条件必须符合制造厂规定的使用条件,如户内或户外、海拔高度、环境温度、相对湿度等。

②本体及基础架构固定牢靠,外表清洁完整,无锈蚀现象,铭牌、编号齐全、完好。

③三相瓷套完好无断裂、裂纹、损伤,瓷瓶表面清洁。

④在正常运行时,断路器的工作电流、最大工作电压和断流容量不得超过额定值。

⑤运行中的断路器及机构的接地应可靠,接触必须良好可靠,防止因接触部位过热而引起断路器事故。

⑥运行中与断路器相连接的汇流排,接触必须良好可靠,防止因接触部位过热而引起断路器事故。

⑦液压机构、气动机构无渗油、漏气现象,油箱油位、压力指示正确;弹簧机构储能正常且指示正确;机构箱内各种试验信号正确。

⑧真空灭弧室的真空度应符合产品的技术规定;SF6 气体压力表或密度表压力符合要求,密度继电器气体压力符合铭牌值;并联电阻、电容值应符合产品的技术规定。

⑨运行中断路器本体、相位油漆及分合闸机械指示等应完好无缺,机构箱及电缆孔洞使用耐火材料封堵,场地周围应清洁。

⑩断路器绝对不允许在带有工作电压时使用手动合闸,或手动就地操作按钮合闸,以避免合于故障时引起断路器爆炸和危及人身安全。

⑪为使断路器运行正常,在下述情况下,断路器严禁投入运行。

a.严禁将有拒跳或合闸不可靠的断路器投入运行。

b.严禁将严重缺油、漏气、漏油及绝缘介质不合格的断路器投入运行。

c.严禁将动作速度、同期、跳合闸时间不合格的断路器投入运行。

d.断路器合闸后,如果一相未合闸,应立即拉开断路器,查明原因,缺陷消除前,一般不可进行第二次合闸操作。

【任务实施】

1.SF6 断路器的常见故障及其处理

(1)SF6 断路器气体压力异常或本体严重漏气故障

可能的原因有密封面紧固螺栓松动;焊缝渗漏;压力表渗漏;瓷套管破损。 相应处理方法是:紧固螺栓或更换密封件;补焊、刷漆;更换压力表;更换新瓷套管。 若在运行中发现压力降低报警,应加强监视或闭锁断路器,不得操作该断路器,并及时汇报调度,申请维修部门及时处理。

(2)SF6 断路器本体绝缘不良,放电闪络故障

可能的原因有瓷套管严重污秽和瓷套管炸裂或绝缘不良。 其处理方法是清理污秽及异物,更换合格瓷套管。

(3)SF6 断路器爆炸和气体外逸故障

SF6 断路器发生意外爆炸事故或严重漏气导致气体外逸时,值班人员接近设备需要谨慎,尽量选择从上风接近设备,并立即投入全部通风装置。 在事故发生后15 min 内,人员不准进入室内,在15 min 后、4 h 内,任何人进入室内时,都必须穿防护衣、戴防毒面具。 若发生故障时有人被外逸气体侵袭,应立即清洗被侵袭部位后送医院治疗。

2.真空断路器的常见故障及其处理

(1)真空断路器灭弧室真空度降低

真空断路器是利用真空的高介质强度灭弧。 真空度必须保证在0.013 3 Pa 以上,才能可靠地运行,若低于此真空度,则不能灭弧。 由于现场测量真空度非常困难,因此,一般均以工频耐压试验合格为标准。 正常巡视检查时要注意屏蔽罩的颜色有无异常变化,特别要注意断路器分闸时的弧光颜色,真空度正常情况下弧光呈微蓝色,真空度降低则变为橙红色,这时应及时更换真空灭弧室。 造成真空断路器真空度降低的主要原因有下述几个方面。

①使用材料气密情况不良。

②金属波纹管密封质量不良。

③在调试过程中,行程超过波纹管的范围,或超程过大,受冲击力太大。

当真空灭弧室真空度降低到一定数值时将会影响其开断能力和耐压水平,因此必须定期检查真空灭弧管内的真空度是否满足要求。 《断路器检修规程》规定,在大、小修时要测量真空断路器灭弧室的真空度。

(2)真空断路器灭弧室内有异常

真空断路器跳闸、真空泡破损,或检查断路器仍有电流指示,应穿绝缘鞋和戴好绝缘手套至现场检查设备。 若真空确已损坏,应汇报调度,拉开断路器电源,将故障设备停电后方允许将故障设备退出运行,不允许直接拖出故障断路器手车。

(3)真空断路器接触电阻增大

真空断路器灭弧室的触头接触面在经过多次开断电流后会逐渐被电磨损,导致接触电阻增大,这对开断性能和导电性能都会产生不利影响,因此《断路器检修规程》规定要测量导电回路电阻。 处理方法是:对接触电阻明显增大的,除要进行触头调节外,还应检测真空灭弧室的真空度,必要时更换相应的灭弧室。

(4)真空断路器拒动现象

在真空断路器检修和运行过程中,有时会出现不能正常合闸或分闸的现象,被称为拒动现象。 当发生拒动现象时,首先要分析拒动的原因,然后针对拒动的原因进行处理。 分析的基本思路是先找控制回路,若确定控制回路无异常,再在断路器方面查找;若断定故障确实出在断路器方面,再将断路器停电下来进行检修。

(5)真空断路器其他故障

①当真空断路器灭弧室发出“丝丝”声时,可判断为内部真空损坏,此时值班人员向上汇报申请停电处理。

②发现真空管发热变色时,应加强监视,并进行负荷转移及处理。

③当真空断路器开断短路电流达到额定次数时,应解除该断路器的重合闸压板。(www.xing528.com)

3.断路器拒绝合闸故障的处理

发生“拒合”情况,基本上是在合闸操作和重合闸过程中。 原因主要有两个,一是电气方面故障;二是机械方面故障。 判断断路器“拒合”的原因及处理方法的一般步骤如下所述。

(1)判定是否由于故障线路保护后加速动作跳闸

判断依据:合闸操作时,有无短路电流引起的表计指示冲击摆动、电压表指示突然下降等。 若有这些现象,应立即停止操作,汇报调度,听候处理。 如果确定不是保护后加速动作跳闸,可用控制开关再重新合一次,以检查前一次拒合闸是否是因操作不当引起的(如控制开关复位过快或未扭到位等)。

(2)检查电气回路各部位情况,以确定电气回路是否有故障

①检查直流电源是否正常、有无电压、电压是否合格、控制回路熔断器是否完好。

②检查合闸控制回路熔丝和合闸熔断器是否良好(通过监视信号灯)。

③检查合闸接触器的触点是否正常(如电磁操动机构)

④将控制开关调至“合闸”位置,看合闸铁芯是否动作。 若合闸铁芯动作正常,则说明电气回路正常。

(3)检查确定机械方面是否故障

①检查操作把手触点、连线、端子处有无异常,操作把手与断路器是否联动。

②检查油断路器机构箱内辅助触点是否接触良好,连动机构是否起作用,电缆连接有无开脱断线的情况。

③检查断路器合闸机构是否有卡涩现象,连接杆是否有脱钩情况。

④检查液压机构油压是否低于额定值,合闸回路是否闭锁。

⑤检查弹簧储能机构合闸弹簧是否储能良好(检查牵引杆位置)和检查分闸连杆复归是否良好,分闸锁扣是否钩住。

上述问题调整处理后,可进行合闸送电。

(4)故障原因不明的处理

如果在短时间内不能查明故障原因,或者故障不能自行处理的,可以采取倒母线或旁路断路器代供的方法转移负荷。 汇报上级派员检修故障断路器。

4.断路器拒绝跳闸故障的处理

(1)根据事故现象,可判别是否属断路器“拒跳”事故

“拒跳”故障的光字牌亮,信号掉牌显示保护动作,但该回路红灯仍亮,而上一级的后备保护动作。 在个别情况下后备保护不能及时动作,元件会有短时电流表指示值剧增,电压表指示值降低,功率表指针晃动,主变压器发出沉重的“嗡嗡”异常响声,而相应断路器仍处在合闸位置。

(2)确定断路器故障后,应立即手动拉闸

①当尚未判明故障断路器之前而主变压器电源总断路器电流表指示值很高、异常声响强烈,应先拉开电源总断路器,以防烧坏主变压器。

②当上级后备保护动作造成停电时,若查明有分路保护动作,但断路器未跳闸,应拉开拒动的断路器,恢复上级电源断路器;若查明各分路保护均未动作(也可能为保护拒掉牌),则应检查停电范围内设备有无故障,若无故障应查找到故障(“拒跳”)断路器,加以隔离。

(3)在检查出“拒跳”断路器后,应从以下几个方面检查故障原因

①检查直流回路是否良好。 直流电压是否合格,操作回路熔断器是否完好,直流回路接线是否完好。

②检查跳闸回路。 跳闸回路有无断线(以红灯监视),跳闸线圈是否烧坏或匝间是否短路,跳闸铁芯是否卡涩,行程是否正确。

③检查操作回路。 操作把手是否良好,断路器内辅助触点接触是否良好,控制电缆接头有无开、松、脱、断情况。

④检查断路器本身有无异常,断路器跳闸机构有无卡涩,触头是否熔焊在一起。

⑤检查液压机构压力是否低于规定值,断路器跳闸回路是否被闭锁。

检查出故障原因后,除属于可迅速排除的一般电气故障(如控制电源控制回路熔断器接触不良,熔丝熔断等)外,对一时难以处理的电气或机械性故障,均应联系调度,作为停用、转检修处理。

5.断路器误跳闸故障的处理

①及时、准确地记录所出现的信号、象征。 汇报调度以便听取指挥,便于在互通情况中判断故障。 若系统无异常、继电保护自动装置无动作、断路器自动跳闸,则属断路器误跳。

②对于可以立即恢复运行的,如人员误碰、误操作,或受机械外力振动,保护盘受外力振动引起自动脱扣的误跳,如果排除了开关故障的原因,应根据调度命令,按下列情况恢复断路器运行。

a.单电源馈电线路可立即合闸送电。

b.单回联络线,需检查线路无电压合闸送电(可以经检查重合闸同期鉴定继电器触点在打开、无压鉴定继电器动断触点已闭合)。 判定线路上无电压,也可以用并列装置或在线路上验电及与调度联系判定线路上无电压。

c.联络线、线路上有电压时,须经并列装置合闸或无非同期并列可能时方能合闸。

6.断路器误合闸故障的判断与处理

对“误合”的断路器,一般应按如下做法判断处理。

①经检查确认为未经合闸操作,手柄处于“分后”位置,而红灯连续闪光,表明断路器已合闸,但属“误合”,应拉开误合的断路器。

②如果拉开误合的断路器后,断路器又再误合,应取下合闸熔断器,分别检查电气方面和机械方面的原因,联系调度将断路器停用作检修处理。

【拓展提高】

断路器非全相运行异常处理的方法如下所述。

①一旦断路器非全相运行,运行人员应立即处理,避免事故扩大。

②对于220 kV 电压等级分相操作的断路器,不允许非全相运行。 开关发生非全相运行,根据断路器在运行中出现的非全相运行情况,分别采取如下措施。

a.单相跳闸,值班人员应立即合上跳闸相,若该相合不上时,立即拉开其余相。

b.两相跳闸,应立即拉开未跳闸相。

c.非全相运行断路器无法拉开时,应立即将该断路器的潮流降至最小,并尽快采取措施隔离故障断路器。 正常合闸操作中,断路器两相合上,一相未合上,应立即拉开已合上相,再重合一次;仍不成功,应立即将合上的两相拉开,并拉开断路器的控制电源快分开关(Ⅰ组直流电源开关、Ⅱ组直流电源开关),汇报调度,通知维修单位进行处理。

③正常分闸操作中,两相断路器断开,一相未拉开,应立即断开断路器的控制电源快分开关(Ⅰ组直流电源开关、Ⅱ组直流电源开关),到现场检查开关位置,确定无异常后,手动拉开拒分相断路器。

④运行中,断路器“偷跳”或人员误碰,以及线路瞬时故障,重合闸动作,断路器拒动,造成两相运行,一相断开,此时且无其他异常情况,应立即合上该断路器,以防事故扩大。