ZF4-126型SF6断路器常见故障及处理措施

赵洋

（深圳供电局有限公司，广东深圳，518000）

0 引言

高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备，正常情况下能在规定时间内承载、开断、关合正常和故障电流，因此它的正常运行是保证整个电力系统安全运行的基础，提高开关的运行、维护和技术管理水平，是保障供电可靠性的重要手段。

在输变电系统中，交流高压断路器是用来执行控制和保护的电气设备，具有十分重要的作用。断路器除了要求有可靠的绝缘和导电性能外，还要根据指令随时准确执行合分闸操作，并要具备可靠的动作性能和灭弧性能。与其他电气设备相比，发生故障的可能性更大，因此正确的高压断路器故障进行正确判断，并进行维修具有重要意义。

1 常见故障及处理描述

1.1 合闸弹簧疲劳

故障简述：检修人员对此类型开关停电检查维护，在做特性试验时析试验结果时发现：该机构合闸时间偏大，虽然未超标，但已接近标准上限，对比该同一台设备以往特性测试结果，发现合闸时间确实有增大趋势。开关特性测试结果见附件1。

处理措施：检修人员分析原因为“弹簧疲劳”，随即联系备品备件，对机构储能弹簧进行更换，为彻底消除隐患，检修人员将分、合闸弹簧都进行了更换。随后又进行了开关特性测试，开关合闸时间明显缩短。开关特性测试结果见附件2。

1.2 储能“两响”

故障简述：检修人员在对该类型开关进行分合闸测试和特性试验时，在操作过程中偶尔会发生开关机构在储能过程中出现“两次响声”（正常情况下机构响一次就完成储能）的情况，且合闸之后若不进行储能，开关无法分闸。

图1

通过对此开关机构原理图的分析，结合现场产生的此种现象，检修人员分析储能过程中出现“两响”原因如下：

由于跟合闸弹簧相连的拉杆长度是固定的，所以储能到位时，合闸弹簧的压缩量是一定的，若合闸弹簧老化疲劳，则其在相同的压缩量下所储存的弹性势能就偏小。

合闸弹簧能量不足的情况下合闸，则会出现这样的情况：开关合闸未完全到位，且分闸弹簧能量也未能储存完成，此时凸轮仍顶住拐臂上的滚轮，没有分离，分闸弹簧的回复力使拐臂滚轮顶住凸轮，凸轮经棘轮经连杆与合闸弹簧相连，使合闸弹簧有压缩趋势，此时分闸弹簧力与合闸弹簧力在拐臂滚轮和凸轮之间达到平衡。

这时候就可以解释为什么分闸后不能合闸以及储能出现“两响”了。由于合闸过程中分闸弹簧储能没有到位，因此其能量没有传递至分闸保持挚子，因此机构无法分闸。不完全合闸之后，机构进行储能，至分闸弹簧储能到位、开关完全合闸，此时机构发出第一声响，储能继续进行，当储能再次到位，行程开关断开电机电源，合闸弹簧能量保持于合闸保持挚子，此时机构发出第二响，储能完成！

处理措施：此现象的本质原因同样为“弹簧疲劳”，检修人员对机构储能弹簧进行更换。更换完后现场就地试分合十次都未再出现该现象，又对开关进行特性试验对比试验数据合格。并交代运行人员在后续的分合闸操作时现场留意此现象。从更换至今都未再出现此现象。

1.3 拒合（一合即跳）

故障简述：该型号开关发生拒合故障并非首次发生，在我公司管理的很多变电站同类设备以往都出现过同样的故障，故障原因为分闸挚子的滚轮变形，需要更换该滚轮。根据缺陷处理情况可知，该滚轮为圆柱体形状，铸铁材料，标准直径应为43mm，在机构中起到合闸保持作用。但由于加工精度以及运行过程中受力磨损、或者滚轮外侧铸件尺寸不当导致滚轮被夹死，使得运行中滚轮受力不均变形甚至断裂，因此导致机构储能后再次合闸时，滚轮不能使合闸状态保持，导致了拒合故障的发生。

处理措施：由于在以往同类型缺陷处理中，检修人员接受过该类型开关机构滚轮更换技能培训，因此在新滚轮备品落实后，检修人员立即更换了新滚轮，随后进行十次就地分合闸测试，拒合情况消失，并做了开关特性试验。

图2 更换的分闸保持挚子滚轮

1.4 分闸脱扣器偷跳

故障简述：在更换完分闸保持挚子滚轮以及分合闸弹簧后，检修人员在现场试分合过程中发现了此开关机构有时仍会出现拒合现象！经过反复试验，解开分闸线圈接线，排除电气方面原因后，检修人员认定是在更换合闸弹簧后，机构合闸能量过大，在合闸过程中机构震动剧烈，使分闸线圈铁芯在震动中向下运动，推动半轴挡板导致分闸脱扣。

处理措施：检修人员对机构固定螺栓进行紧固，并将分闸线圈铁芯头部挫短了1-2mm，从而将分闸半轴角度进行略微调整，使合闸状态下分闸保持挚子在半轴上搭接的位置更深。经此调整后又反复分合闸试验，拒合现象消失。

1.5 同类型设备运维指导

在对同类型设备进行检查维护时，应将机构外壳取掉，检查机构内部改滚轮有无明显变形或损坏，同时检查机构下方地面有无碎裂的机械部件。如下图所示。

图3 分闸线圈震动导致开关机构一合即跳

对开关进行特性试验，应注意到其分合闸时间的变化趋势，当分合闸时间接近或者超过标准值上限时，应考虑分合闸弹簧是否产生疲劳。

图4 滚轮损坏引起的机械部件变形或碎裂

倘若需要紧急送电，而新弹簧备品又没有及时到位时，可以在弹簧下方加增高垫，但是此方法不能彻底解决弹簧疲劳问题，故障可能再次出现。

有厚度不同的增高垫可选用，包括5mm/2mm/1mm等。

图5 在弹簧下方加增高垫，可增加弹簧弹力

2 结束语

综上所述，该类型开关机构故障的原因有如下几点：

（1）“弹簧疲劳”是引起开关特性试验数据的最直接因素，进而引起储能等一些列故障现象的出现；（2）从厂家角度，要求其从技术和管理角度，进一步完善滚轮选材和装配制造的工艺控制措施并提供完善后滚轮装配作业指导书、工艺质检及验证试验报告等；（3）从设备运维角度，应加强该类型开关的定期检查维护，防拒动检查工作，发现类似问题及时处理。