SF6断路器密度继电器接点绝缘低故障分析

阮剑坤

摘  要：高压断路器使用的SF6密度继电器是电力系统中重要的保护和控制元件，如果断路器发生故障，将会造成很大的经济损失，要保证断路器运行的可靠性，就必须经常监视断路器的各项指标，特别是SF6气体，必须到达有关标准的规定，使SF6断路器长期保持良好的工作状态。然而，当密度继电器出现接点绝缘低的问题时，可能造成报警或闭锁端误动作，或者报警信号联动闭锁信号，出现同时报警和闭锁。在高电压环境中也可能出现电击穿现象，使得表计丧失某种功能，危及断路器乃至电网安全。本文对阿海珐（AREVA）断路器使用的威卡（WIKA）密度继电器出现接点绝缘低问题进行了分析，制定了解决方法及防范措施，确保电网安全稳定运行。

关键词：断路器;密度继电器;绝缘低;防范措施

0  前言

2018年某日，我局变电所继保班验收220kV某站的220kV线路2259开关二次接入安稳、220kV备自投，在传动开关时只合上操作电源I，发现操作电源II回路带有-40多伏直流存在;只合上2259开关测控遥信电源，断开两路操作电源后，测量操作电源I、操作电源II回路仍带有-40多伏的寄生电压，断开2259开关测控遥信电源后测量操作回路电压消失，确认遥信回路与操作回路之间也存在串供电现象。经检查，断开三相密度继电器接点后测量操作回路与遥信回路之间无串供现象。该断路器生产厂家为苏州AREVA高压电气开关有限公司，密度继电器生产厂家为苏州WIKA仪表有限公司（见图1），我们须找到该密度继电器问题的解决方法及防范措施，确保电网安全。

1  密度继电器问题现场核查方法

首先对断路器使用的威卡密度继电器（以下简称WIKA）进行摇绝缘检查，发现在WIKA的电气接口处，2、4、6接点的绝缘严重降低，且伴有铜绿现象（见图2），1、3、5接点的绝缘电阻较大。其中以4接点铜绿较为严重，测量1，4接点的绝缘电阻只有0.39MΩ，远低于机械工业标准规定的标准值20MΩ;而测量1，2接点之间的绝缘电阻值，为8.6G欧，绝缘性能良好。

为了验证绝缘电阻与铜绿之间的关系，将接线柱上的铜绿通过喷砂机除去，测得接点1，4绝缘电阻值为0.39MΩ，由此得出，绝缘电阻值不合格与表面铜绿没有关系。

为了进一步探求绝缘电阻的形成原因，将表拆开，将电接点上的电线与电接点分开，单独测量电接点之间的绝缘电阻值，经实验，6个节点两两之间绝缘电阻值均为>50G欧（见图3），由此得到结论，绝缘电阻值不合格与电接点没有关系。

之后测量电线之间的绝缘电阻值，可得电线之间的绝缘电阻阻值为27.2M欧（见图4），略大于机械工业标准规定的标准值20M欧，进一步将表拆开，将电线以及接线柱单独拿出，继续将表拆开，把电线、接线柱单独拆开（见图5），电线锡焊处有大量水分以及硅油，等放干后再进行测量，绝缘电阻值达到了36G欧（见图6），远远超出了20M欧的工业标准。（由于放干后铜绿无水不成离子态，不会导电，故绝缘强度提高为36G欧。）由以上分析以及实验，可以得出结论，绝缘电阻值的不合格是由存在于潮湿环境下的铜绿引起的。

针对上述的实验分析，为验证接线盒和绝缘电阻值的关系，将带有铜绿的密度表进行实验，分别测量更换接线盒前后的绝缘电阻值，由之前实验得到1，4节点之间绝缘电阻偏低，将选取1，4节点作样进行测量，更换前和更换后分别是4.9MΩ和6.1MΩ（见图7），绝缘电阻值没有显著的变化，均明显低于工业行业标准要求的20MΩ。由此得出绝缘电阻值大小与接线盒没有关系。

经分析判断，WIKA连接电接点与接线盒之间这段线应导致绝缘低的主要原因。

2  接点绝缘低原因分析

旧式WIKA接线端经由一颗螺丝固定，通过密封圈封闭（见图8），只是内盖有部分细微硬质凸出胶柱，并不是新式的O型密封圈，此硬式密封圈无收缩密封性，防水效果基本不起作用，经过长时间风吹日晒雨淋，密封圈出现老化现象，且质量较差已破损，从而水汽通过间隙渗入接线端子，腐蚀了触点位置金属，从而造成绝缘降低，发生感应电流。因此，雨水渗入长时间侵蚀作用下，对带负电接点化学反应生成了铜绿。根据GB22065-2008标准，密度表接线端部分需要通过2kV高压击穿测试包括接点与外壳体，接点对接点，所以铜绿现象降低了绝缘强度，可能造成报警或闭锁端误动作，或者报警信号联动闭锁信号，出现同时报警和闭锁。在高电压环境中也可能出现电击穿现象。使得表计丧失某种功能。

3  防范措施及改进建议

经统计，我所管辖的变电站共有相同型号的WIKA有124台，必须结合停电对WIKA进行专项检查维护。要检查接线盒（接点与外壳体;接点对接点）的绝缘强度，对低于机械行业标准JBT 9273-1999中规定的20M欧的最低值的WIKA更换或送厂维修;对旧式的WIKA加装新式O型密封圈;对WIKA接线部分安装防雨罩。根据威卡公司的经验，加装防雨罩后可有效防止雨水侵蚀和阳光直射对密度表产生的影响。所以防雨罩不仅是辅助措施，而是可以延长户外用密度表使用寿命的主要措施。除以上防范措施外，還需加强对密度继电器（压力表）投运前验收把关，应认真落实相关措施。

4  结束语

高压断路器是否能够可靠的运行，直接关系到整个电网的安全，对电网的安全稳定运行具有十分重要的意义。监视断路器SF6气体指标的密度继电器出现接点绝缘低的问题时，可能造成报警或闭锁端误动作，或者报警信号联动闭锁信号，出现同时报警和闭锁。在高电压环境中也可能出现电击穿现象，使得表计丧失某种功能，危及断路器乃至电网安全。本文通过对WIKA密度继电器接点绝缘低问题采用科学合理的现场核查方法，理清WIKA连接电接点与接线盒之间的线是导致绝缘低的主要原因，及时提出结合停电进行WIKA密度继电器专项检查维护、加装防雨罩、投运前验收把关等防范措施及改进建议，以确保电力系统的安全稳定运行。

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