断路器主回路电阻测试不合格分析及处理

毕 旭

（国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂，河北 唐山064309）

0 引言

潘家口电厂2号发电机组出口断路器，出厂日期为2015年8月，2015年10月安装完毕进行交接试验。2号机组出口断路器02DL，自2015年10月投入运行至今共动作1 331次（包含试验）。2018年6月4日，对2号机组出口断路器02DL进行电气预试，在进行主回路电阻测试时，三相主回路电阻均超过交接值的120%，试验数据不合格。

1 事件经过

2018年6月4 日，2号机组C级检修期间，进行出口开关电气预防性试验过程中，发现开关三相直阻为A相6.1μΩ，B相7.4μΩ，C相9.4μΩ，均超出《国家电网公司企业标准水电站电气设备预防性试验规程》（2014版）标准值（要求断路器主回路电阻不大于交接值的120%，2015年交接值为A相4.3μΩ，B相4.1μΩ，C相4.5μΩ，换算为120%后为A相5.16μΩ，B相4.92μΩ，C相5.4μΩ）。

2 可能原因梳理

（1）开关在运行过程中出现拉弧现象，将开关触头灼伤，导致开关主回路直阻增大；

（2）根据试验数据分析，初步判断开关触指接触面氧化，导致开关主回路直阻增大；

（3）初步判断开关运行过程中，正常分闸拉弧烧灼SF6气体产生少量粉尘与UT18导电润滑脂混合，影响导电润滑脂导电性，导致开关主回路直阻增大。

3 问题排查

（1）将开关解体检查，开关触头未发生灼伤现象，排除开关触头灼伤导致开关直阻变大的可能，如图1、2所示。

图1 动触头

图2 静触头

（2）开关解体后检查触指情况，发现开关触指未出现接触面氧化，如图3所示。

图3 清理后的开关触指

（3）开关解体后检查触指上UT18导电润滑脂，未发现发干发硬现象，但原本乳白色油脂变为黑色，如图4所示，油脂变黑原因为在开关正常分合过程中拉弧烧灼SF6气体产生少量粉尘与UT18导电润滑脂混合，导致导电润滑脂变质，影响导电润滑脂导电性，致使开关主回路直阻增大。

图4 导电润滑脂检查

4 原因分析及故障点确定

潘家口电厂为抽水蓄能电站，日均启动次数为2次，正常发电停机时GCB开断电流为180A，抽水工况停机时开断电流约1500A，机组带负荷跳机时开断电流约3400A，根据GCB厂家的维保资料，GCB的电气寿命采用以下公式计算：∑N×I2.3=100000，2号GCB投运后，机组发电636次、抽水535次，发电停机时GCB切负荷电流约200A，抽水停机切负荷电流约1.5kA，带负荷跳机3次。据此计算，剩余寿命在保证能承受1次额定三相短路故障的前提下，抽水启停超过5000次（每发生一次满负荷跳机，减10次），发电启停不受限。所以可判断电气寿命远远满足设备运行条件。断路器解体后发现，在断路器腔体内存在较多的SF6气体分解物，分解物散落在动静触头及其支座之间，与UT18导电润滑脂混合，产生污物，影响导电润滑脂导电性，导致开关主回路直阻增大。

5 处理步骤

（1）检查设备停电，接地线已加挂。

（2）检查机构状态，并进行回路电阻测试（厂家人员进行），数据为：A相6.636μΩ，B相7.961μΩ，C相9.680μΩ。

（3）机构释能。

（4）SF6气体回收（50mbar），放空气再抽真空。

（5）对断路器解体检查，检查动触头接触面的接触情况及镀银面的情况，未发现镀银层明显氧化，仅存在轻微氧化的情况，将轻微氧化的表面清洁打磨，未发现明显异常。图5也可以看出油脂发黑后在动触头与触指接触部分留下的黑色痕迹。利用酒精对动触头进行清扫，清扫后照片如图6。

图5 处理前动触头

图6 处理后动触头

（6）断路器回装，清洁动触头表面，涂抹UT18导电润滑脂；检查新表带触指的弹力、接触面、镀银面磨损及氧化情况，安装表带触指；安装表带触指固定环；手动分合10次断路器，未发现异常；清洁上部绝缘支撑并安装；清洁上部静触头，涂抹UT18导电润滑脂；手动合闸断路器，安装上部静触头；手动分合断路器5次；检测回路电阻；清洁下部传动箱内部；清洁防爆顶盖并更换吸附剂；安装防爆顶盖；将断路器抽真空；更换新的SF6气体至额定气压。

（7）进行开关机械特性试验，试验结果为：

1）合闸时间：A相104.8ms，B相 102.8ms，C相103.2ms；回路动作电压114V；

2）分闸 1时间：A相 37.4ms，B相 37.1ms，C相36.0ms；回路动作电压128V；

3）分闸 2时间：A相 37.3ms，B相 37.1ms，C相35.9ms；回路动作电压88V；

符合厂家规定，试验结论合格。

（8）进行开关主回路电阻试验，试验结果为：A相4.4μΩ，B相4.6μΩ，C相4.0μΩ，符合《国家电网公司企业标准水电站电气设备预防性试验规程》（2014版）标准，试验结论合格。

（9）进行开关SF6气体微水试验，试验结果为104μL/L，符合《国家电网公司企业标准水电站电气设备预防性试验规程》（2014版）标准（要求断路器灭弧室大修后应低于150μL/L），试验结论合格。

6 总结

现国内电厂采用的GCB多为“免维护”产品，此次为典型设备缺陷，且在设备投运不足3年的时间内出现此缺陷，为“免维护”产品使用单位敲响警钟。