高压断路器故障及原因分析

孙烈

【摘 要】随着经济的快速发展，电能成为人们生产和生活中最重要的一种能源，由于日常生活中所需电能的数量在不断的增加，电网因荷载量的增加对安全造成威胁，因此电网进行了大量的改扩建工程来保障正常的用电需求。断路器在电力系统运行中一直起着十分重要的作用，它可能有效的接通正常工作电流和快速的切断故障电流，从而使电力设备得到有效的控制和保护。因此在电力系统运行中，高压断路器的工作质量直接影响着电网的安全运行。本文对高压断路器的常见故障及原因进行了详细分析，从而为电力系统的正常运行提供了保障。

【关键词】高压断路器；故障；原因

前言

随着电网的不断建设，电力企业的服务质量在不断的升级，对电力系统运行的安全性要求越来越高。断路器对电力系统的安全运行起着保障作用，高压断路器对电力系统的运行起着保护和控制的作用，可以有效的通过开合来變换电网的运行状态，可以在第一时间内对故障电路进行有效切断，从而保证电网无故障部分的正常运行。如果断路器发生故障，不能有效的动作，则在电网发生故障时没办法有效的切除，从而使故障范围扩大，进而影响整个电网的正常运行。因此高压断路器是保证电力系统稳定运行的重要因素之一，但在实际运行当中，高压断路器由于受多种因素的影响，在使用中发生故障的机率较大。下面详细介绍高压断路器的故障及其产生原因。

1 绝缘故障

高压断路器发生故障最为频繁的为绝缘故障，因闪络、过电压击穿、爆炸等绝缘问题造成的故障较多，其中更以内、外绝缘及瓷套闪络故障为主。

1.1 内绝缘故障。内绝缘故障即是断路器在运行当中因内部出现异物而导致断路器本体发生放电现象。

1.2 外绝缘和瓷套闪络故障。主要原因是瓷套的外型尺寸和外绝缘泄露比距不符合标准要求以及瓷套的质量有缺陷。由于断路器与开关柜不匹配、柜内隔板吸潮、绝缘距离不够、爬电比距不足、无加强绝缘措施等原因导致高压开关柜发生绝缘故障的次数也较多，主要有电流互感器闪络、柜内放电和相间闪络等。此外开关柜内元件有质量缺陷也将导致相间短路故障。

2 拒动故障

高压断路器正常情况下可以通过分合来对电流进行控制，一旦发生拒动故障则不会正常的进行分合动作，从而导致发生越级跳闸，使故障的范围扩大，通常情况下由于机械或是电气等原因会导致此故障的发生。

2.1 机械原因。机械故障主要由生产制造、安装调试、检修等环节引发。因操动机构及其传动系统机械故障而引发断路器拒动占拒动故障65%以上，具体故障有机构卡涩，部件变形、位移、损坏、轴销松断，脱扣失灵等。

2.2 电气原因。由电气控制和辅助回路故障而引发。具体故障有分合闸线圈烧损、辅助开关故障、合闸接触器故障、二次接线故障、分闸回路电阻烧毁、操作电源故障，保险丝烧断等。其中分合闸线圈烧损一般因机械故障而引起线圈长时间带电所致；辅助开关及合闸接触器故障虽表现为二次故障，实际多为接点转换不灵或不切换等机械原因引起；二次接线故障基本是由于二次线接触不良、断线及端子松动引起。

3 误动故障

3.1 二次回路。二次回路故障主要由因接线端子排受潮绝缘降低，合闸回路和分闸回路接线端子间发生放电而产生的二次回路短路引发。此外还有二次电缆破损、二次元件质量差、断路器误动、继电保护装置误动等原因。

3.2 液压机构。断路器出厂时因阀体紧固不够、装配不合格、清洁度差而造成密封圈损坏，从而促发液压油泄露或机械机构泄压，最终导致断路器强跳或闭锁。

3.3 弹簧操动机构。检修断路器时，因调整操动机构分（合）闸挚子使弹簧的预压缩量不当，导致弹簧机构无法保持而引起断路器自分或自合。

4 开断与关合故障

少油和真空断路器出现开断与关合故障较多，主要集中于7.2～12kV 电压范围内。少油断路器发生故障主要是因为喷油短路烧损灭弧室，导致断路器开断能力不足，在关合时发生爆炸；真空断路器发生故障主要是因为真空灭弧室真空度下降，导致真空断路器开断关合能力下降，引起开断或关合失败；SF6 断路器发生故障主要是由于SF6 气体泄漏或者微水含量超标引起灭弧能力下降。

5 载流故障

载流故障主要是由于触头接触不良过热或者引线过热而造成。触头接触不良是由于装配过程没有使动、静触头完全对准或对准偏差过大，操作过程中灭弧室喷口与静弧触头碰撞导致喷口断裂造成开关事故。7.2-12kV 电压等级开关柜发生载流故障主要是由于开关柜中触头烧融或隔离插头接触不良过热导致燃弧而引发。

6 外力和其他故障

外力和其他故障主要为泄露故障和部件损坏，主要包括：气动部分漏气、液压部分漏油、断路器本体漏油等，约占此类故障的55%以上。

6.1 泄露故障。主要由气动部分漏气和液压部分漏油引发（内漏也引发打压频繁）。泄露一般由阀系统密封不严、密封圈（垫）老化损坏、压力表接口部分泄露、压力泵接头质量差和清洁度差而引起，此外安全阀动作值错误、环温升高致安全阀误动以及安全阀动作后不复位都会引发泄压。

6.2 部件损坏。易损坏的部件主要有传动机构部件、密封部件、阀体及拉杆等。断路器在运行过程中由于部件质量差或是安装、检修中技术水平限制等原因会导致断路器的部件发生损坏的情况，对于这些损坏的部件如果不能及时发现，则会使损坏部件损坏程度加剧，从而导致断路器无法正常的动作及运行。

7 新技术、新工艺在高压断路器上的应用前景

随着科学技术的快速发展，新技术和新产品不断的应用到高压断路器上，从而能有效的对高压断路器故障进行有效的监测和预防。以前由于技术的欠缺，对真空断路器的真空度无法进行有效的检测，现在在科技信息日新月异的今天，可能通过新型仪器对真空断路器灭弧室的真空度进行定量分析。同时，在高压断路器上还应用到了红外线成像技术，可以有效的对高压断路器进行在线检测，对于断路器各部分运行时温度情况进行检测，从而分析出断路器的运行情况，可以快速的发现隐患，从而保证了高压断路器的正常运行，为电力系统的安全提供了保障。

8 结语

电能已成为我国国民经济生产的最重要能源之一，为确保电能的优质供应，电网的稳定运行至关重要。高压断路器是保护和控制电网安全运行的重要基础性设备之一，其安全稳定的运行对电网的正常运行有着重要的意义。因此变电运行的工作人员应在工作中充分了解和掌握高压断路器的运行情况及故障发生的规律及原因，并能采取有效的措施对高压断路器的故障进行及时的处理，从而保障电网的安全运行，为人们提供优质高效的电力能源。

参考文献：

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[2]邱生、张焰、蒋伟毅.西门子3AQ 型断路器N2 泄漏故障的定位及处理[J].高压电器，2011.

[3]周宣.高压断路器液压操动机构常见故障分析[J].电器应用，2011.

（作者单位：新东北电气集团高压开关有限公司检修分公司）