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電氣新科技發布時間：10-2016:48媒體人，優質原創作者國網內蒙古東部電力有限公司電力科學研究院的研究人員胡全義、張陽、左秀江、張星宇、劉天奇，在2019年第10期《電氣技術》雜志上撰文指出，近些年，由于斷路器在現場安裝過程中，質量把控不嚴格，導致發生異物進入、安裝質量不良等問題，導致斷路器在投運過程中發生內部放電故障。本文通過對兩起500kV罐式斷路器的故障進行分析，得出斷路器在安裝階段，沒有嚴格按照標準作業，導致昆蟲進入、合閘電阻對中不良，在投運過程中發生內部擊穿故障。故加強對安裝階段的監督，加強斷路器設備驗收與保管、安裝質量管理、安裝環境的檢查、斷路器部件的管理以及調試階段的監督，嚴格按照標準化進行作業，對斷路器安全穩定投運具有重要意義。SF6斷路器在電網中得到了廣泛應用，其具有優異的電氣絕緣性能和滅弧性能，同時具有占地空間小、可靠性高、操作簡單等眾多優點。當系統發生故障時，通過繼電器保護裝置的作用，SF6斷路器切斷過負荷電流和短路電流，保證系統無故障部分安全運行、不受損壞，減少停電范圍，防止事故擴大。斷路器對安裝質量有很高的要求。由于斷路器在現場安裝過程中，質量把控不嚴格，導致斷路器在投運過程中發生內部放電故障。加強對安裝階段的監督，總結事故經驗，對斷路器安全穩定運行具有重要意義，進而保證整個電網安全、可靠地運行。1 典型案例分析1.1 案例12017年12月某日，在對某500kV變電站充電時，19：31 5021斷路器跳閘（外加臨時保護動作），500kVⅠ母線失電，當時50531隔離開關進行合閘操作（5053斷路器及50522隔離開關在分位），50531隔離開關C相有放電現象，5053斷路器C相內部有異響。現場檢查發現5053斷路器C相氣體壓力異常升高，二氧化硫、硫化氫、氟化氫、一氧化碳氣體含量超出正常范圍，初步判斷為該斷路器內部放電故障。2018年2月28日，在斷路器廠家對故障斷路器進行廠內拆解。打開兩側封蓋后，發現機構側靜側合閘電阻掉落在殼體內部，動側觸頭脫落；非機構側靜側合閘電阻掉落在殼體內部，動側電阻未脫落，殼體內部嚴重熏黑，如圖1所示。合閘電阻動靜觸頭圖像分別如圖2和圖3所示。經檢查，輔助斷口絕緣拉桿斷裂，合閘電阻輔助觸頭未分到位。合閘后，導致斷路器電阻斷口及合閘電阻通流約16min后合閘電阻炸裂，形成對地短路。圖1 斷路器內部圖像圖2 合閘電阻動觸頭圖像圖3 合閘電阻靜觸頭圖像經初步分析在安裝合閘電阻靜側時，按標準裝配作業要求，安裝人員應使用導向銷和止口定位，確保動靜觸頭位置對中；由于安裝人員沒有使用導向銷定位，導致對中不良，并且安裝完畢后沒有經過調整，動靜側觸頭間產生偏差，在合閘沖擊阻力和側向彎力的作用下，絕緣拉桿有折斷的可能性。為了驗證對中不良是否會引起合閘電阻拉桿斷裂，廠家在廠內裝配了合閘電阻對中不良樣機，并進行磨合驗證。樣機在進行了600次磨合后，發現分、合閘特性異常，開蓋檢查時發現，非機構側電阻絕緣拉桿斷裂。說明合閘電阻的對中不良可能會引起電阻絕緣拉桿斷裂，驗證了故障分析的結論。在安裝合閘電阻靜側時，在固定好位置后，將電阻動側操作至剛合位置，確認動靜觸頭的對中情況，調整對中后再緊固螺釘，將此操作定為專檢項目，裝配員和檢驗員簽字確認執行到位；更改工裝、卡具，確保裝配對中的準確。1.2 案例22017年11月16日00:51，某500kV變電站500kVⅠ母線保護動作，5011開關跳閘當天環境溫度在-15℃～-24℃。額定運行壓力下液化溫度為-27.5℃，經過現場核實故障前加熱帶工作正常，壓力為0.64MPa，正常。后臺檢查無相關低壓報警與伴熱帶異常故障報文。經過綜合分析判斷，排除因低溫液化原因導致5011開關內部放電故障。試驗人員對5011、5021、5031和5041斷路器進行微水及分解物檢測。經現場檢測，5011斷路器A相二氧化硫含量9.3mgL，硫化氫含量為11.5mgL，嚴重超過正常范圍，初步判斷為5011斷路器A相內部故障。2018年1月24日，對故障斷路器進行廠內拆解。對近機構箱側的密封蓋進行開蓋檢查，在導電桿屏蔽罩正下方的罐體內表面處發現明顯放電痕跡及放電點，且放電痕跡呈現凌亂的劃痕狀，放電痕跡如圖4所示，在導電桿屏蔽罩上也發現了大量的白色漂浮物，同時在屏蔽罩上發現了直徑約2cm的孔洞，如圖5所示。由于該屏蔽罩材料為鋁，因此懷疑大部分白色漂浮物為鋁粉。拆解過程可以發現各零部件連接緊密，無松動、脫落現象，也未發現有零件或緊固螺栓、墊圈缺失等現象，可排除由于斷路器現場操作而引起零部件脫落使設備發生絕緣故障的可能性。故障位置屏蔽罩、罐體尺寸滿足技術要求，可排除由于零部件加工超差而引起設備發生絕緣故障的可能性。圖4 罐體內表面的放電痕跡圖5 放電后在屏蔽罩上出現的孔洞為進一步分析故障原因，廠家委托某檢測公司對在故障位置收集的殘留物進行了內部元素定性及定量分析，發現檢測樣品中含有大量的C、O、Ca元素，其中罐體熔融位置C含量達到36.78%，而設備內部零部件都不含有大量以上物質，因而判斷有外來異物分布在罐體故障位置，根據元素分析最大可能為活性有機體（昆蟲）。取故障屏蔽罩前端、罐體內附著、熔融位置灰白色粉末狀物質做樣品檢測。分析結果顯示：四個檢測樣品內部主要元素為F、Al、C，少量元素為Si、Fe、Mg、O，微量元素為Ti、Ag、Cu、S、Ca等元素。由于罐體材料為ZL104合金，屏蔽罩材料為1050鋁板，通過對照相應標準和手冊，ZL104合金、1050鋁板所測少量元素含量符合標準要求。根據拆解及檢測結果，判斷本次異常問題原因為：在斷路器安裝過程中，由于現場人員防護措施不到位，使活性有機體（如昆蟲）在套管安裝時或通過手孔進入斷路器內部，一段時間后由于機械振動使該有機物跌落至故障位置，造成此處電場畸變，絕緣性能降低，最終導致絕緣擊穿發生放電故障。2 經驗總結在斷路器設備安裝過程中，因其受安裝環境、工藝流程等影響大，其安全控制因素也非常多，無形中增加了很多安全隱患。為了有效控制安裝安全隱患，應嚴格按照《斷路器全過程技術監督精益化管理實施細則》中相關要求對各個階段進行監督，同時，尤其需要加強設備安裝階段的監督。1）加強斷路器的驗收與保管SF6斷路器在運輸和裝卸過程中，不得倒置、碰撞或受劇烈震動，應安裝沖擊記錄儀。到貨開箱檢查時，驗收人員應對照裝箱清單仔細核對產品零部件，各種零部件應齊全、完好，無磕碰、損壞、丟失現象，出廠合格證、出廠報告等證件及技術資料應齊全。斷路器運到現場后，應按照原包裝置于平整、無積水、無腐蝕性氣體的場地，并做好防雨措施。專用材料、絕緣部件、專用小型工器具及備品、備件等應裝置于干燥的室內保管；對充有SF6氣體的滅弧室和罐體，存放過程中應按技術文件要求定期檢查其預充壓力值并做好記錄，預充壓力值有異常情況時應及時采取措施；套管應水平放置，避免出現傾倒、互相碰撞或遭受外力碰撞導致受損的危害。2）加強斷路器設備安裝質量管理在斷路器安裝階段，需要健全質量管理體系，建立安裝責任制度，將每臺設備安裝過程質量控制安排到個人，在每道工序嚴格按照相關標準進行，完成由相關責任人進行確認簽字，監理和施工管理人員做好旁站監督記錄并進行簽字確認。由制造廠負責設備現場裝配和組裝工作，施工單位進行現場配合；現場應具備統一的安裝作業指導文件；應全面應用《設備安裝關鍵環節管控記錄卡》，強化責任的可追溯。3）加強對安裝環境的檢查安裝過程中，應在無風沙、無雨雪的天氣下進行；現場不允許出現土建、電氣交叉施工現象。滅弧室檢查組裝時，應在空氣相對濕度小于80%的天氣下進行，采用防塵棚或者在移動廠房內進行安裝，做好防塵、防潮措施，防止異物進入。進行抽真空處理時，應采用出口帶有電磁閥的真空處理設備，防止抽真空設備意外斷電造成真空泵油倒灌進入斷路器內部。對重要工藝環節應由技術監督人員進行旁站監督并留存記錄。4）加強對斷路器設備部件的管理斷路器絕緣部件表面、金屬罐體內應無裂縫、無破損和無雜質情況，絕緣部件連接應牢固可靠；瓷套表面應光滑、無裂紋和破損情況，外觀檢查有疑問時應探傷檢驗，金屬法蘭結合面應平整、無外傷或鑄造沙眼。密封槽面應保持整潔，不能存在劃痕、污漬等，密封墊不能重復使用，不能存在變形或有破損情況；密封槽面涂抹密封脂時，不能使密封脂流入密封墊內側，防止密封脂和SF6氣體反應。5）加強斷路器調試階段的監督完成斷路器設備安裝后，最后一項試驗也是投運前最重要的一道保障，是主回路特殊交接試驗，對斷路器的整體安裝質量及性能進行檢測。交流耐壓試驗可以檢出斷路器運輸和安裝過程中引起的機械和絕緣缺陷。老練試驗可以燒蝕設備內細小的微粒或電極上的毛刺、附著的塵埃等。局部放電測量有助于檢查斷路器內部固體顆粒、懸浮部件、絕緣子上的裂縫以及導電桿、殼體上的突出物等多種局部放電缺陷。主回路特殊交接試驗的方法及標準應按照DLT 555—2004《氣體絕緣金屬封閉開關設備現場交流耐壓及絕緣試驗導則》和GB 50150— 2016《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》中相關要求。技術監督人員要全程做好監督工作，監督試驗方案、數據記錄、試驗儀器設備、試驗人員是否滿足相關標準和預防事故措施的要求。試驗過程中，需要對試驗方法、試驗數據進行嚴格的監督記錄，確保試驗真實準確。以便提前發現各類缺陷，及時處理，為安全穩定投運奠定基礎。總結斷路器出現絕緣問題往往會造成重大設備損壞和系統停電事故。斷路器內部絕緣故障原因也不盡相同，有的是在安裝過程中異物進入導致；有的是安裝過程不到位，導致安裝缺陷；有的是在斷路器運行過程中，本體內產生剝落物，引發內部放電故障。因此，加強施工安全和質量控制顯得更為關鍵，在安裝調試過程中嚴格按照相關技術規范和質量管理體系進行，確保斷路器安裝質量，這也是保障供電系統運行安全的關鍵。相關搜索電流輔助觸頭什麼是隔離開關隔離開關和斷路器動觸頭配電箱內隔離開關

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