周承启

摘 要：断路器是保证电力系统安全运行、可靠供电，提高电力系统稳定性的一种有效电力开关装置，保障其正常工作具有重要的现实意义。结合一起500 kV断路器合分闸异常故障，根据工作实践经验，通过录波数据探讨了故障的原因及应对措施。

关键词：断路器；重合闸；合分闸异常；分闸时间延长

中图分类号：TM561.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.14.097

电力系统输电线路的故障大多数是暂时性的。当继电保护动作切断电源之后，利用自动重合闸保护装置，能经短时间延时后重新自动闭合断路器，使系统故障跳闸后很快恢复正常运行，提高供电的可靠性，减少停电损失，而且有利于暂态稳定，增加线路的送电容量。但是，任何装置设备在投入使用的过程中都不可避免地出现故障，断路器也不例外。有效提高断路器的正确动作率，提高设备安全、可靠运行水平是保障电力系统正常运行的紧迫需求。

1 500 kV断路器重合闸合分闸异常情况介绍

500 kV系统为3/2接线方式，由4个完整串和4个不完整串构成，接入8条线路和4台机组，有SF6断路器共计20台。断路器液压机构为LW10B-550/CYT型，2012年出厂产品。2014-07-11T18：55，某线路发生B相接地，2套主保护正确动作，两开关B相跳闸，中开关先重合，重合于故障后，2套主保护动作加速跳开两开关三相。对于此次故障而言，本侧保护动作全部正确，但通过录波分析发现，中开关B相断路器在“分—合—分”过程中第一次跳闸后“合—分”阶段用时141 ms，时间偏长于其他两相，属不正常现象。

2 500 kV断路器重合闸合分闸异常

2.1 断路器不正常现象初步分析

2.1.1 故障时原始录波数据资料

故障录波器捕获到的电压、电流波形如图1所示。

经分析研究，从图1中可发现，B相电流未及时切除，故障录波图显示切除故障时间比A，C相延长了约141 ms。直接原因是中开关B相断路器在“分—合—分”重合闸过程中“合—分”阶段用时过长。由于中开关B相断路器重合于永久性故障，每套保护出口为同一继电器加速三跳，两套主保护同时出口，因此，排除保护装置引起B相分闸比其他两相分闸慢。

2.1.2 断路器技术参数及分闸操作过程原理

断路器技术参数如下：

设备型号：LW10B-550/CYT（SF6断路器）；

额定操作顺序：分—0.3 s—合分—180 s—合分；

断路器合—分时间：（55±5）ms。

分闸电磁铁接受命令后，打开分闸一级阀的阀口，分闸放大阀阀杆右端的高压油通过分闸一级阀泄放到油箱。此时，高压油经φ0.8 mm节流孔来不及补充。分闸放大阀右端失压后，在左端高压油的作用下向右运动。打开阀口，主阀右端的高压油被泄放进油箱。此时，主阀只有左端受高压油作用，使得主阀阀杆向右运动，封住合闸阀口，打开分闸阀口。工作缸下部原有的高压油与低压油连通，压力降为0. 这样，工作缸活塞在上部高压作用下向下运动，实现分闸。工作缸活塞下部压力降为0的同时，信号缸活塞左端压力也降为0，活塞在右端常高压推动下向左运动，带动辅助开关转换，切断分闸命令，合闸回路接通。主控室内的分闸指示信号接通。分闸电磁铁断电后，分闸一级阀阀杆在复位弹簧的作用下复位，阀口关闭。此时，分闸一级阀的高压端和分闸放大阀的右端在与高压油相连的φ0.8 mm节流孔持续不断的高压油补充下，重新建立起高压，分闸放大阀在右高压的作用下向左运动，复位封住阀口。控制阀主阀阀杆右端通过主阀阀杆上φ0.8 mm节流孔与代压边通，保持此端为低压状态，进而使主阀杆在左端高压的作用下封住合闸阀口，确保主阀处在分闸位置。其中多次提到φ0.8 mm节流孔，由于液压机构采用信号缸作为辅助开关的信号转换驱动元件，辅助开关是由信号缸带动实现转换的，而信号缸转换的快慢可以通过节流孔的调整实施控制，因此，断路器的合—分时间可以调节。

2.1.3 第二次分闸时间延长的原因

第二次分闸时间延长的主要原因有以下3点：①线路B相接地产生的故障电流较大。如果断路器灭弧室内SF6气体灭弧压力建立时间较长，则会导致第二次分闸时间长。②由于断路器的操作机构采用的是液压机构，因此，液压油压力降低也可引起分闸时间较长。③断路器液压机构回油油路不畅，引起断路器第二次分闸时间延长。

2.2 进一步排查原因

对于以上可能的原因，第一种可能性不大且现场不具备观测条件，可排除；对于第二种原因的可能性，将现场断路器B相液压机构的参数与A，C相对比，液压操作机构液压油压力约为32.8 MPa，属正常范围，而且通过对故障录波数据进行分析比较，发现B相断路器在“单次分闸”时，与A，C两相比并无异常，第二种原因也可排除。因此，断路器出现的重合后分闸时间不正常现象基本可断定为液压机构回油油路不畅所致。

2.3 原因的确认及处理

为了进行更专业和更科学的验证，2014-07-17，工作人员在中开关退出运行并做好安全措施后，准备使用DTF-2228断路器特性综合分析仪对A，B，C三相断路器进行开合特性试验。试验时按照“分闸—300 ms后合闸—20 ms后分闸”的动作顺序。

试验前，对断路器A，B，C三相液压机构进行了查看，发现信号缸外侧面定径孔顶丝杆螺栓、外露丝扣数量有差别。经仔细查看，B相外露丝扣明显少于其他2相。为了比较，将未调整之前A，B，C三相断路器的合、分时间特性进行了记录，如表1所示。由表1可知，按以上动作顺序，A，B，C三相第二次分闸时间分别约为55.6 ms、171.6 ms和55.8 ms。相比之下，B相存在明显延迟。

经分析研究，由于液压机构中信号缸的节流孔径偏小，在“分—合—分”中短暂的“合—分”阶段，液压油回油量不足导致回油量恢复不正常。对B相断路器液压操作机构信号缸外侧面定径孔螺杆逆时针旋出，外露扣数与其他2相相近，即增大了B相节流孔径后（相当于对信号缸的节流孔径进行了调节），再按同样的顺序试验，对A，B，C三相断路器的合、分时间特性进行了记录，如表2所示。此时，A，B，C三相第二次分闸时间分别约为55.1 ms、54.5 ms和54.4 ms。三相偏差处于正常范围，B相断路器合—分时间慢这一不正常现象消失。

3 处理措施

对其余断路器液压机构信号缸外侧定径孔调节螺杆丝扣外露尺寸进行对比检查，发现同一开关三相该部件尺寸差别较大时，应优先安排停电，试验、调整。

在今后的断路器定期维护试验工作中，断路器动特性试验项目增加断路器“分—合—分”时间测试。

4 结束语

综上所述，提高断路器安全、可靠运行水平有利于提高电力系统暂态稳定水平，增大线路送电容量，改善继电保护的效能。目前，我国正处于工业高速发展的好时代，各行各业对用电的安全性和可靠性等综合需求越来越高。因此，每一个电力电气工作者都应该肩负起加强掌握专业技能、拓宽设备维护面、对断路器装置进行深入研究，探讨、研究如何提高供电的安全性、稳定性和可靠性的责任。

参考文献

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[3]白东青.某220 kV线路单相瞬时故障后重合闸未动事件分析[J].贵州电力技术，2015（06）.

〔编辑：刘晓芳〕