500 kV断路器合闸电阻故障分析及运行维护研究

张继忠　林俊峰

摘 要：对于500 kV超高压线路，合闸电阻是其断路器最重要的组成部分之一。一旦合闸电阻出现问题，不仅断路器本身的机械性能会受到影响，还会改变电场强度，对灭弧产生不利的影响，导致断路器爆炸或是发生其他危害事故。因此，应从500 kV断路器合闸电阻的应用出发，结合实际情况研究和探讨相关应对措施，进一步研究主要故障原因，提出合理化的建议。

关键词：500 kV输电线路；合闸电阻；断路器；电路控制开关

中图分类号：TM561 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.17.072

1 应用背景介绍

1.1 500 kV断路器合闸电阻概述

随着工作的推进，高压断路器被广泛应用到了常规接通或断开电路的工作中，当发生故障时，断路器能够切断故障电流，从而降低故障造成的影响。在电力系统中，线路合闸是一种十分常见的操作，特别是在长距离超高压输电线路中，在断路器上装设并联电阻作为限制合空线过电压的主要措施。在断路器合闸的过程中，安装合闸电阻成为了控制高压输电线电压，降低安全风险的重要手段。

1.2 工作原理和运行维护工作的重要性

在实际工作中，工作人员十分重视500 kV输电线路的运行安全，而断路器合闸电阻就是实现这一目标的基础。合闸电阻的工作原理是：断路器合闸时，电阻断口与主断口在绝缘拉杆的带动下同时动作，通过机械装置改变冲动比，电阻断口比主断口提前闭合，主断口合闸到位后电阻断口自动分闸。实际上，因为断路器合闸电阻故障引发的事故不在少数，比如断路器处于热备用状态时，合闸电阻发生爆炸事故，造成了严重的后果。为了更好地维护电力系统的运行安全，也为了降低电力事故对社会和人们造成的不利影响，提高500 kV断路器的稳定性和可靠性是十分重要的。在日常工作中，必须要高度关注断路器合闸电阻的运行状况，做好检查和维修工作，降低不安全因素出现的概率，为经济社会的发展保驾护航。

2 主要故障

造成500 kV断路器合闸电阻故障的原因有很多，既有可能是装置本身的问题，也可能是受外部环境变化引发的故障，还可能是工作状态下的外力损害。但是，无论是哪种原因引发的合闸电阻故障，都应该受到重视，进行必要的维护和检修工作。

2.1 故障原因

2.1.1 环境变化对断路器合闸电阻的影响

500 kV断路器合闸电阻被配置在输电线路中，长期裸露在外，特别是在雷雨季节，阴暗潮湿的自然环境就容易导致断路器表面的瓷套堆积一定的污秽物，而且还会影响其本身的绝缘效果；再加上受其他环境的影响，比如大风、雷击等，瓷套外表面容易出现闪络现象，这就可能导致断路器合闸电阻出现故障，严重的还会引发安全事故。

2.1.2 断路器合闸电阻自身的故障

在电力工作中，要求工作人员必须具备严谨认真的态度，要求对合闸电阻进行质量检测，淘汰那些不符合使用标准的合闸电阻。但是，在实际工作中，断路器合闸电阻的工作状态是一致的，故障可能会造成一侧爆炸，另一侧则不会受到影响。虽然设计缺陷对断路器合闸电阻故障的影响比较小，但仍不能排除这种可能，合闸电阻零部件的角度、质量和装配工艺很难控制，特别是在长期使用的过程中，就会出现一些问题，导致内部通流和绝缘性变差。合闸电阻的A2拉杆断裂导致绝缘管内壁发生褶皱，进而容易引发质量缺陷，造成合闸电阻故障。

2.1.3 安装不当引发的故障

在断路器合闸电阻的运行过程中，如果合闸电阻断口断裂，很容易导致每次合闸时拉杆与绝缘管内壁摩擦产生褶皱，并长期堆积在绝缘管内。另外，它本身是动静梁段结构，静端靠外，采取的是“悬梁臂”式构造，在运输和安装过程中，如果技术水平不够，或是工作人员操作不当，就可能会产生垂直冲击，使得合闸电阻破损。如果这种损坏没被发现，就会大大增加后期的不稳定性。此外，断路器应该同时开断，否则就容易出现高过电压或是使灭弧室压力升高，进而引发故障。同时，断路器开断不符合要求也会发生故障。

2.1.4 过电压冲击引发的故障

在实际工作中，500 kV输电线路的电压状况是很难控制的，雷击可能会导致断路器合闸电阻系统内部受到较高电压的冲击，而输电线路自身的铁磁谐振也可能会引起过电压。此外，操作引起的过电压现象也是较为常见的。

综上所述，很多原因都会导致系统电压迅速升高，使得断路器被烧断或其功能失效，这些都是500 kV断路器合闸电阻故障的关键原因。

2.2 断路器合闸失效的影响和主要表现

断路器合闸失效是500 kV输电系统中较为常见的问题，一旦出现断路器合闸失灵的情况，轻则会导致电气设备暂停运作，电力运输工作受到影响；重则会造成较大的经济损失，甚至还会爆炸，引发电力事故。总结目前主要的断路器合闸失效问题，主要包括2方面：①电气二次回路故障引发断路器合闸失效。在实践过程中，如果电路控制开关调到“合闸”位置，红绿灯指示并没有发生变化，绿灯依然运作而红灯不亮，合闸电流表无摆动，喇叭响，这就说明这种情况下的操作机构并没有动作，问题出现在二次回路上。二次回路引发的断路器合闸失效可能表现为保险熔断或解除不亮，也可能会造成合闸母线电压过低，还可能会表现为回路元器件解除不亮，或是接线端子松动，但是，这些都会共同引发断路器合闸失效。②开关和操作机构机械故障导致断路器合闸失效。另外一个断路器合闸失效主要表现为开关和操作机构发生机械故障。例如，当控制开关扭到“合闸”位置时，红灯灭，绿灯不亮，返回“合闸后”位置后，仍然不亮并系统报错，这就可能是开关没有合上，也可能操作保险熔断或解除不亮。如果绿灯灭后复亮或是闪光，合闸电流表有摆动，则可能是电压太低或是操作机构调整不当。因为开关和操作结构故障造成的断路器合闸失效是十分常见的。

3 500 kV断路器合闸电阻的运行维护

基于以上讨论，对500 kV断路器合闸电阻主要故障和合闸失效的表现有了基本的了解。因此，面对工作中存在的问题，工作人员要认真对待，从技术创新、环境维护、装置保护和监督管理等多个方面入手，努力提高500 kV断路器合闸电阻运行的安全性。

3.1 加强对断路器合闸电阻的检查和维修

外部气候变化、气温变化等都可能是引发断路器合闸电阻故障的原因，因此，电力工作人员应该定期检查和维修相关部件。检查工作主要包括检查断路器合闸电阻的完整性、性能等，如果发现问题合闸或断路器合闸电阻已经老化、受自然环境污秽比较严重的装置，应该及时更换，并进行必要的维修，防止后期发生安全事故。

3.2 提高断路器合闸电阻的自身性能

在实际工作中，很多故障都与断路器合闸电阻本身有密切的关系，因此，提高其自身性能是最基本的维护手段。在合闸设计上，要考虑它的功能性，结合具体地区或是行业特点进行创新，如果发现技术漏洞或是不达标产品，要坚决抵制。当进入输电线系统时，相关部门和责任人要严格控制，不能让问题装置进入电力系统。与此同时，要特别注意运输和安装过程，采取必要的技术培训，选择具有丰富经验和熟练操作技能的工作人员组织施工，避免人为原因引发的故障。

3.3 提高输电线路的整体性能

在500 kV输电线路的配置上，要根据地区实际状况选择合适的输电线路，并合理布置断路器合闸电阻。根据地形地势变化完成输电线的布局工作，结合运筹学理论缩短输电线路的长度，降低因为暴露而遭受雷击的可能。根据前期的规划设计，细致地检测断路器合闸电阻故障多发地区，定期防护，降低高位地带被雷击的可能。利用现代技术手段提高输电线本身的性能，通过模拟实验进一步探讨输电线路在实际应用中可能出现的断路器合闸电阻故障，从组织部署到具体的装置都要做好详细的规划，这样才能在实际运用时降低故障发生的概率，保证断路器合闸电阻的高效运作。

3.4 利用现代信息手段构建智能故障处理平台

随着科学技术的发展，互联网、计算机和人工智能技术日益成熟，被广泛应用到多个领域。在电力系统中，针对500 kV输电线路断路器合闸电阻故障，可以通过智能系统构建、共享系统内的数据。一旦合闸电阻出现故障就会自动报警，快速地将故障内容和原因反馈到总控制室，由总控制室检查，并作出维修判断。这样会更加专业，效率也会更高。总之，将先进技术与专业技能结合是解决500 kV断路器合闸电阻故障、保障运行维护工作的有效手段。

4 结束语

500 kV高压输电线的应用越来越广泛，已经成为了关系着经济发展和人们生活的重要因素。各种因素都可能会引发断路器合闸故障，造成合闸失效，特别是在天气条件恶劣的地区，这类故障和问题更加突出。但是，相信从地区的实际情况出发，在有关部门的领导下，通过相关的技术创新和应用，再加上电力工作者的努力，能够有效控制断路器合闸电阻故障，保证高压输电线路能够高效正常运行。

参考文献

[1]曾喜闻.500 kVGIS断路器合闸电阻故障分析[J].电工技术，2009（3）.

[2]丁振宇.浅谈输电线路防雷接地[J].江西电力，2006（01）.

〔编辑：白洁〕