LW9-66型断路器常见故障分析

张郅昂，孙 佳，肖 傲，王 珏

（1.国网辽宁省电力有限公司营口供电公司，辽宁 营口115000；2.国网辽宁省电力有限公司技能培训中心，辽宁 锦州 121000；3.国网内蒙古东部电力有限公司通辽供电公司，内蒙古 通辽 028000）

0 引 言

LW9-66型断路器被广泛应用于营口地区系统变电站。该型号断路器灭弧能力强，合闸速度快，检修周期长，维护简单方便[1]。本文对LW9-66型断路器常见故障原因进行简要分析，并结合实际工作提出解决方案。

1 LW9-66型SF6断路器原理分析

1.1 LW9-66型断路器结构

断路器三级阻装在一个框架上，每极一柱单端口，配有CT15型弹簧机构。三级灭弧室的所有可动部件都机械地连接到弹簧操动机构上。分闸操作和合闸操作分别由分闸弹簧和合闸弹簧完成，而合闸弹簧的储能是由电动机通过棘轮连杆完成的。断路器有接线端子板、灭弧室、支柱瓷套、框架、控制箱、支架、电缆管等组成。LW9-66型断路器内部充有额定温度20 ℃、额定压力0.5 MPa的SF6气体。当SF6气体压力下降至额定温度20 ℃、压力小于0.45 MPa时，即发出SF6气体压力低的相关报警信号；当SF6气体压力下降至额定温度20 ℃、压力小于0.40 MPa时，断路器分、合闸闭锁信号动作[2]。

1.2 CT15弹簧操作机构工作原理

1.2.1 弹簧机构分闸操作

要进行分闸操作，需要弹簧机构在合闸位置，且要求合分闸弹簧都已储存能量状态。机构拐臂受分闸弹簧逆时针方向的力矩，被分闸保持摯子和分闸摯子阻挡[3]。分闸电磁铁的线圈接收到分闸信号后带电，带电的分闸电磁铁铁芯发生动作以触发分闸摯子，分闸摯子顺时针旋转，释放分闸保持摯子。这时机构拐臂受到分闸弹簧的推力，逆时针旋转；机构拐臂通过与其连接的水平拉杆与垂直拉杆，使动静触头快速分离，断路器分闸。

1.2.2 弹簧机构合闸操作

要进行断路器的合闸操作需要该断路器的弹簧机构处于分闸位置，且要求合闸弹簧为储能状态。机构棘轮轴承受连接在棘轮上的合闸弹簧逆时针力矩，被合闸保持摯子和合闸摯子阻挡。合闸电磁铁的线圈接收合闸信号后带电，摯子动作并触动合闸摯子，合闸摯子顺时针旋转，同时释放合闸保持摯子；合闸保持摯子逆时针旋转，凸轮推动机构拐臂顺时针方向旋转，并带动机构拐臂轴上的大拐臂顺时针旋转，压缩分闸弹簧；水平拉杆和垂直拉杆使动静触头快速合闸；合闸操作完成后的机构状态，被分闸保持摯子阻挡。

1.3 弹簧机构的合闸弹簧储能

弹簧机构合闸操作完成后，合闸弹簧处于释放状态，棘爪轴通过轮齿与电机相连。电动机启动棘爪轴旋转；偏心的棘爪轴上的两个棘爪，在棘爪轴的转动中与棘轮上的齿交替进出进行啮合，使棘轮转动；棘轮逆时针方向旋转，通过拉杆使合闸弹簧储能通过死点位置后，棘轮轴由合闸弹簧给以逆时针方向旋转动力矩。此力矩被合闸保持摯子阻挡，为合闸弹簧储能后的机构状态。

1.4 防跳跃装置

如果断路器在合闸操作完成后立即分闸，而此时合闸命令又未撤消，合闸弹簧未储能前断路器不会再次合闸。采取机械和电气、防跳跃措施后，及时合闸信号仍在保持，合闸弹簧也已完成储能，断路器已不能再次合闸[4]。闸保持摯子是为了保持合闸弹簧处于储能位置而设置的。闸保持摯子支撑在支架的轴承上。对合闸保持摯子施以逆时针方向的力矩，此力矩通过滚子被合闸摯子阻挡。当合闸信号使合闸线圈带电时，启动铁芯带动摯子并撞击摯子顺时针方向旋转而释放合闸保持摯子，合闸保持摯子逆时针方向旋转，断路器开始合闸。摯子在动铁芯的带动下，压住防跳跃销滚子沿合闸子的背面滚动，并使合闸摯子继续顺时针方向旋转。而推动摯子逆时针方向而滑离防跳跃销，并使摯子保持在倾斜位置。合闸线圈断电时，动铁芯带着摯子在弹簧的作用下复位，以备再合闸。当断路器处于合闸位置、合闸保持摯子为封闭状态、合闸保持摯子被合闸摯子阻挡时，如果断路器分闸，虽然合闸信号继续保持，但防跳跃销已使摯子倾斜，摯子动作已不可能推动合闸摯子，因此该断路器无法再次合闸操作。若想再次合闸，应切除合闸信号，当线圈断电后的动铁芯带着摯子返回原位，才能进行下一次合闸操作。

1.5 电气控制系统

1.5.1 合闸

如图1所示，合闸时，闸电流欲留至合闸线圈HQ，需通过接触器ZJ3的常闭节点，再经过转换开关HK1的节点流。正常气压下，断路器合闸首先需要气体密度控制器的闭锁节点断开，ZJ4常闭接点导通，合闸线圈HQ才能通电。

图1 断路器的电气控制系统图

电阻R是为了防跳跃而设置的，需要时将R-1与HK1-35相联。因为断路器装有机械防跳跃装置，断路器合闸操作完成后，转换开关节点HK1已经切换。此时，如果合闸信号继续保持，但合闸线圈HQ和R连串，控制电压大部分加载电阻R上，而加在合闸线圈HQ上的控制电压远远小于它的最小工作电压，合闸线圈流过的只是一个维护它继续保磁的电流，以使摯子继续保持倾斜状态，从而达到机械防跳跃的目的。

ZJ3接触器是电器防跳跃设置的，可以保证合闸线圈不致因为长时间通电而烧毁。ZJ3常闭接点在合闸命令发布后0.2～0.3 s后动作。若将合闸回路切除，要想再次进行合闸，需要撤销合闸命令并重新发出合闸命令才能实现[5]。

1.5.2 分闸

断路器分闸操作。分闸需分闸电流经过HK1的接点和分闸线圈TQ得以实现。断路器的气体密度控制器会在低于0.45 MPa压力时发出报警信号；在低于0.40 MPa压力时动作，将分、合闸回路切除，此时断路器会闭锁。

2 常见故障分析

2.1 SF6断路器漏气故障

SF6密度计接入SF6压力表铜管连接头处，漏气是比较常见的故障之一。SF6压力表接头阀门开关O型密封圈变形易老化、氧化，导致SF6铜连接管漏气，较为严重的是SF6瓷式底座直动密封组件、密封橡胶圈边缘是否封好。笔者实际工作中，盖州就发生了220 kV变电站66 kV一线路断路器由于该故障而大修一次。通常，使用SF6气体泄漏检测器SF6气体的浓度，检测到漏点后用肥皂水确认。不停电时，可以通过分段和关闭阀门来处理SF6压力表来解决其连接头的漏气问题。

2.2 断路器拒绝分、合闸

首先检查断路器机构是否储能。如果合闸弹簧已储能，检查机构的换向开关位置。就地位置操作断路器一次，机构仍不动作，检查分、合闸线圈有无烧损现象。如果分、合闸线圈正常，就是分、合闸闭锁回路出现故障。先检查SF6密度控制器气压是否正常，如果气压正常，再用短路线将接触器ZJ4常闭接点（端子排22-21）短接，重新操作断路器一次。如果动作正常，说明接触器ZJ4损坏，应更换。

2.3 SF6气压误报警

针对运行中的SF6断路器开关，炎炎夏日温度高，致使SF6气体密度变高，压力表出现压力升高而报警的情况。冰天雪地温度过低，SF6气体密度减少会存在压力变低报警的情况。同时，氟化硫虽为惰性气体，也会随着温度变化引起热胀、冷缩的自身密度变化。对于SF6密度开关，SF6压力表定期进行检查、校验。压力表不准，也会导致SF6气体压力发出报警。

2.4 断路器储能电机不储能

断路器储能电机不储能原因较多。首先，按下ZJ1接触器常开触点，使电机主回路接通。这时电机启动，说明电机主回路故障或是电机烧损；电机不启动，说明电机控制回路故障。检查ZJ2接触器是否励磁，如果ZJ2接触器励磁，说明是热继电器动作或是电机储能超时，这种情况可将空气开关ZK1拉开再合上即可。此外，限位开关XK由于使用时间过长或是产品质量的原因，也能够造成储能电机不储能的问题。

3 结 论

LW9-66型断路器采用CT15弹簧机构，运行可靠性极高，运行至今尚未发生重合闸闭锁、误跳闸等事故，保障了地区地网的安全稳定性。根据多年运行经验，LW9-66型断路器只要做好定期试验，加强巡视，可有效应对故障缺陷、发现问题，并针对问题确定检修方案。结合现场工作实践，LW9-66型断路器在变电站中发挥着重要作用。

参考文献：

[1] 段志强，王宝石，唐学东.我国高压SF6断路器的现状及发展趋势[J].沈阳工程学院学报（自然科学版），2011，7（1）：50-52.

[2] 李建基.高压及超高压SF6断路器和GIS市场与技术进步[J].电力设备，2007，8（11）：108-110.

[3] 肖 辉，吴学斌，曾祥君，等.LW7-220型SF6断路器常见缺陷及处理[J].高电压技术，2006，32（2）：108-109.

[4] 李端姣，郑晓光，陈锦清.广东电力系统高压开关设备运行状况分析[J].广东电力，2004，17（3）：32-34.

[5] 刘朝阳，程学启.断路器状态检修探讨[J].电力设备，2001，2（2）：42-44.