油断路器火灾分析

任 燕，桂 林

(河南工业职业技术学院，河南南阳 473009)

油断路器是高压断路器的一种。油断路器是用油作为灭弧介质和绝缘介质，根据绝缘结构的不同，油断路器分为多油断路器和少油断路器两种。多油断路器中灭弧和导电部分之间及导电部分与接地部分之间的绝缘都用油作介质，因此用油量大，体积也庞大。随着科学技术进步，现在我国只允许部分指定厂家生产多油断路器配件，多油断路器在电力系统中将逐渐被其他类型断路器替代。少油断路器灭弧用油，导电部分与接地部分绝缘用瓷件等其他绝缘材料，用油量少。在少油断路器中，SN10 型在运行中外壳带电(一般漆成红色)，因此使用维护中需注意安全。

1.油断路器油位异常

运行中，油断路器油位指示应正常，油位过低时应注油，过高时应放油，及时调整油位。多油和少油断路器都要充油，其作用是灭弧，散热和绝缘。它的危险性不仅是在发生故障时可能引起爆炸，而且爆炸后由于油断路器内的高温油发生喷溅，形成大面积的燃烧，引起相间短路或对地短路，破坏电力系统的正常运行，使事故扩大，甚至造成严重的人身伤亡事故。

当油面看不到并伴有严重漏油情况时，应视为严重缺陷。这时禁止将其断开，同时应设法使断路器退出运行。方法是用旁路代替或取下该断路器的操作熔断器，以防断路器突然跳闸，造成设备的更大损坏。油断路器严重缺油的主要原因如下:放油阀门严重龟裂或关闭不严引起渗漏油，特别是使用水阀的设备应更换为油阀。油位计玻璃裂纹或破损而漏油。修试人员多次放油后未作补充。气温突然下降且原来油量不足。

2.油断路器火灾的主要原因

当断路器的动触头和静触头互相分离的时候产生电弧，电弧高温使其附近的绝缘油蒸发气化和发生热分解，形成灭弧能力很强的气体(主要是氢气)和压力较高的气泡，使电弧很快熄灭。油断路器的爆炸燃烧原因有以下几个方面:

(1)断路器的油面过低。如果油断路器运行油位过低，影响其灭弧性能。当切断电弧时，由于油位过低，冷却电弧的油道路径变短，对电弧的冷却效果差，致使断弧时间延长或电弧难于熄灭，其结果可能使弧光冲出油面进入缓冲空间，油被电弧分解出的可燃气体也进入缓冲空间与空气混合，混合气体在电弧作用下可能引起燃烧爆炸。如果油位过低，则断路器的触头可能未浸泡在油中，触头断开时未能熄灭电弧，切断电弧时所产生的气体来不及冷却就冲出油面，这也会产生燃烧和爆炸。在高温下与上层空间气体混合也会发生燃烧和爆炸。有时容量很少，断路器触头没有浸在油内，断路器断开时不能熄灭电弧，也会发生燃烧和爆炸。

(2)断路器的油面过高。如果油面过高，使断路器油面以上的缓冲空间减少，当油路器开断短路电流时，由于缓冲空间减少，切断电弧产生的高压油气混合体可能冲出缓冲空间，形成断路器喷油，甚至引起火灾。另外，由于缓冲空间的减少，高压油气混合气体排入缓冲空间后，使缓冲空间的压力增高，如果此压力超过缓冲空间容器的极限强度，断路器可能发生爆炸。在发生电弧时，油热分解产生大量气体，冲不出油面，这样强大的气体压力就会剧烈地向各方面传递，传导油箱，会使油箱承受不住压力而发生爆炸。断路器外壳或瓷套管污垢或受潮，造成对地闪络、相间闪络或内部闪络，其电弧引起火灾，引起油燃烧，而且能使分解出的气体发生燃烧和爆炸。断路器额定开断电流太小，断路器抽头接触不好，灭弧介质性能受损或其他过当操作引起过电压等都可能引起火灾爆炸。

(3)断路器的断流容量不满足要求。每种型号的断路器都有额定的断流容量，断路器的断流容量必须与电力系统的短路容量相适应。如果断路器的断流容量小于电力系统的短路容量，当发生短路故障时，断路器就不能切断很大的短路电流，不能及时熄灭电弧，从而引起断路器燃烧爆炸。或者由于设计不周，断路器的断流容量太小。由于电网的发展，系统短路容量的增大，原有断路器的断流容量不能满足要求。断路器制造质量低劣，不能满足产品铭牌参数要求。由于上述原因，当发生短路时，断路器不能切断短路电流，引起断路器爆炸起火。

(4)检修质量不满足要求。如检修中随意改变分、合闸速度，随意改变断路器的燃弧距离(灭弧室至静触头间的距离)，均会使断路器的断流容量降低。

(5)液压或气压太低。采用液压操作机构的油断路器，由于操作机构的液压太低，断路器分、合闸时，会造成慢分、慢合，而慢分、慢合会使触头间产生的电弧不易熄灭，引起断路器爆炸。所以，采用液压操作机构的油断路器，气体灭弧断路器都装有液压和气体压力闭锁装置，当液压、气压过度降低时，都会将断路器闭锁在原来的位置上。

(6)其他方面。生产油断路器厂家众多，鱼龙混杂，有的厂家在产品上以劣充优，以次充好，使油断路器的开断容量、额定电流等主要技术指标达不到要求，造成油断路器在运行中发生爆炸。另外，如雷击、电网谐振过电压等也会造成油断路器爆炸。

3.试验及调整方面的原因

(1)没有定期的试验。有关规程规定油断路器必须每年进行一次预防性试验。油断路器在频繁操作之后，可能引起本体或操作机构变位，使断路器合闸或跳闸速度过慢，增加了燃弧时间，使断路器的灭弧性能降低，当线路发生近距离短路故障(短路电流较大)时，由于大电流的冲击，断路器在合闸时无法完全灭弧而导致油断路器发生爆炸。

(2)出厂时没有进行异相接地短路试验。在我国，及以下的电力网都采用不直接接地系统。所谓异相接地短路，则指在中性点不直接接地系统中，发生在相异两相，一个接地点在一相断路器的内侧，而另一个接地点在另一相断路器外侧的两点接地所构成法电流故障，断路器承受的这种开断叫异相接地短路开断。异相接地短路开断后的工频恢复电压是相电压的倍，对断路器灭弧室的介质恢复强度要求较高，否则将会增大电弧电流过零开断后的击穿相重燃的概率，也能导致开断的失败甚至引起断路器发生爆炸。

(3)调整不当。工作人员的粗心大意和试验仪器的不完善，都会使油断路器在跳闸、合闸的时间和速度的调整上发生误差，或者灭弧室喷口距离、静动触头距离等关键部位的调整不符合要求，致使断路器在大电流冲击下发生爆炸。

4.运行方面的原因

(1)运行电压过高。变电所都有无功功率补偿装置，下半夜负荷较低，由于没有及时地退出部分电容器组，区域电网系统电压升高。在系统中的某一部分发生短路故障时，流过断路器的电流值极大，并且系统的电压升高。保护动作分闸时，对断路器灭弧室的介质恢复强度要求较高，可能导致断路器不能在瞬间内熄灭电弧而发生爆炸。

(2)运行操作及维护不当。如断路器多次切断短路电流后，按规定未及时安排检修。断路器自动跳闸后，运行人员不正确的多次强行送电，使断路器多次受短路电流冲击。这些均使断路器断流能力降低，并由此造成断路器爆炸起火。

(3)绝缘油炭化、不纯或不足。一般地，油断路器允许经过跳闸规定的次数后再进行检修(如DW5型油断路器允许跳闸8 次)，运行人员往往根据此规定来判断是否该检修换油。但是在实际中往往由于油断路器在短时间内连续多次跳闸及合闸，使用过程中动静触头的磨损，动静触头的变动，压缩行程不足等原因都会造成油断路器在线路故障时跳合闸的情况下，绝缘油炭化严重，使油断路器易于爆炸。另外其他原因会使绝缘性能降低(如油断路器密封不良造成油箱体内部受潮)，也会使油断路器在动作时爆炸。

绝缘油不纯。油断路器的油大量游离碳化、大量老化、油内进潮、进水，由于油质不纯，使断路器内部发生闪络并导致爆炸。

绝缘油不足。油箱本身焊接工艺不良或断路器检修后连接处密封不严等原因引起渗漏油，使油断路器内部缺油无法灭火。如果运行人员未及时发现，一旦油断路器动作必定引起爆炸。

5.结束语

断路器在安装前应严格检查，是否符合制造厂的技术要求。断路器的遮断容量必须大于装设该断路器回路的短路容量。检修时，应进行操作试验，保证机件灵活可靠，并且调整好三相动作的同期性。断路器与电气回路的连接要紧密，并可用试温蜡片观察温度，触头损坏应调换。检修完毕应进行绝缘测试，并有专人负责清点工具，以防工具掉入油箱内发生事故。投入运行前，还应检查绝缘套管和油箱盖的密封性能，以防油箱进水受潮，造成断路器爆炸燃烧。断路器切断严重短路故障后，即应进行检查触点损坏情况和油质情况。

在运行时应经常检查油面高度，油面必须严格控制在油位指示器范围之内。发现异常，如漏油、渗油、有不正常声音等时，应采取措施，必要时须立即降低负载或停电检修。当故障跳闸重复合闸不良，而且电流变化很大，断路器喷油有瓦斯气味时，必须停止运行，严禁强行送电，以免发生爆炸。

［1］ 芮静康.常见电气故障快速诊断与维修［M］.机械工业出版社，2010.

［2］ 陈家斌.变电运行与管理技术［M］.中国电力出版社，2004.

［3］ 陆荣华.电气安全技术手册［M］.中国建筑工业出版社，1999.