李冠华，丁爱华，鲁旭臣

（国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006）

LW6－220型SF6断路器常见故障分析

李冠华，丁爱华，鲁旭臣

（国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006）

结合辽宁电网LW6－220型SF6断路器运行情况，对常见故障进行了分析，指出主要故障原因是由于该型断路器绝缘拉杆松动，导致断路器触头开距缩小、静触指缩短、动触指闭合圆扩张不能和静触指可靠接触、绝缘拉杆在开合过程中因强度不够产生松脱等现象，针对上述问题提出了加装导向装置、取消信号缸的改进措施，改造后运行结果证明该方法可靠。

断路器；绝缘拉杆；导向装置；信号缸

20世纪90年代生产的LW6－220型断路器作为我国早期自主研发的主流SF6断路器之一，在辽宁电网使用较多。近年来，随着电网规模不断发展，该型设备故障频发，给电网运行带来较大威胁，主要是受早期设计水平和制造工艺的局限，该型断路器已无法满足现有电网安全稳定运行的要求。按照国家电网公司资产全寿命周期管理的要求，部分该型断路器运行时间不足20年，不满足技改更换条件。因此，如何对该型断路器进行有效改造，已成为亟需解决的问题。

1 故障类型

1.1 绝缘拉杆连接松脱

近年来，国网系统已发生多起LW6－220型断路器绝缘拉杆松脱导致的设备事故。绝缘拉杆连接松脱将导致断路器开距缩小，增大了动弧触头超程，严重时静弧触头撞击到动弧触头根部，使动弧触头闭合圆扩大，失去引弧功能。当断路器开断时，主触头发生严重烧蚀，严重时可导致断路器灭弧室发生爆炸。绝缘拉杆脱出可导致断路器拒动，后果更加严重。

1.2 信号缸漏油

LW6－220型断路器经常发生信号缸漏油，辅助开关采用液压驱动是国产早期液压机构的通病之一［1］，主要原因是设计结构复杂，对加工工艺、密封选材要求较高。

1.3 单分结构分闸系统

LW6－220型断路器分闸系统为单分结构，与双套保护不适应，可靠性低，不能满足国网公司十八项反措要求，运行中出现过导电回路接触不良导致拒分故障。

2 故障原因

LW6－220型断路器绝缘拉杆与接头通过螺旋弹簧填充Y－150双组分厌氧胶作为粘接剂连接［2］。该结构弹簧共4圈，钢丝直径约4 mm。解体检查发现部分接头、连接弹簧、绝缘拉杆已松脱，连接弹簧1／4的部位已伸长变形（如图1所示），接头端口部位有粘胶的痕迹，弹簧及上连杆和绝缘拉杆丝扣部位有轻微的粘胶痕迹，绝缘拉杆端头破损（如图2所示）。

图1 旋出的绝缘拉杆

图2 旋出的连接弹簧

绝缘拉杆受力情况：液压机构额定压力为326 kg／cm2，工作缸活塞直径为46 mm，面积S1＝3.14 ×（4.6／2）×2＝16.6 cm2，工作缸活塞直径为28 mm，面积S2＝3.14×（2.8／2）×2＝6.15 cm2，分闸受力面积S＝16.6－6.15＝10.45 cm2，F分＝326×（16.5－6.15）×9.8≈34 kN，F合＝326×6.15×9.8≈20 kN，绝缘拉杆的抗拉应力不小于115 kN，极限破坏性试验拉力为160 kN，由此可见，绝缘拉杆能耐抗液压系统正常分合闸操作轴向冲击。但在分闸时高压分闸液压油在工作缸侧面喷入，活塞高速运动时产生一个逆向旋转力，使工作缸活塞高速运动时在逆时针力矩作用下旋转。

如果绝缘拉杆填充粘胶不足，粘结不牢，绝缘拉杆接头将松脱，严重时将完全松脱，导致断路器断口单相拒分，造成非全相运行，存在严重事故隐患［3］。

在合闸时由于绝缘拉杆接头在逆时针力作用下旋出，使绝缘拉杆变长，缩小了断路器的开距，增大了动弧触头的超行程，严重时静弧触头撞击到动弧触头根部，使动弧触头闭合圆扩大，失去弧触头的引弧功能。图3左侧是动、静弧触头正常插入位置，动弧触头抱紧力良好，右侧的动弧触头闭合圆已打开，静弧触头已插入到根部，动弧触头已失去功能。图4中左侧的静弧触头是良好的，右侧的静弧触头在动弧触头撞击下已变短。

图3 动、静弧触头抱紧状态

图4 静弧触头在撞击下变形

分闸时电弧在主导电回路燃烧，使主导电回路电阻增大。严重时将导致断路器爆炸。

3 结构改进

3.1 增加导向装置

该系列断路器未改进的液压机构如图5所示，为消除工作缸活塞在运动中的旋转力，在工作缸活塞杆出口加装1个导向装置，用其化解工作缸活塞分、合闸过程产生的旋转力，保证绝缘拉杆和传动系统部件不承受旋转力的作用［4］，从而解决了LW6－220断路器绝缘拉杆松脱的问题。改进后的液压机构如图6所示，工作缸内液压油通过压差变化，推动活塞向下运动，活塞带动活塞杆、传动连杆及加装在传动连杆上的导向体同步向下运动，此时导向杆随向下的作用力在销槽中水平向左运动，运动过程中导向杆另一端固定在导轨上，但可以自由转动。该结构对传动连杆进行了周向定位，使活塞带来的旋转力不会随传动杆向上传递到绝缘拉杆，保证绝缘拉杆和传动系统部件不承受旋转力的作用。

图5 未改进的液压机构

图6 改进后的液压机构

3.2 取消信号缸

在断路器机构传动连杆导向装置中，取消了液压机构信号缸，辅助开关由液压驱动改为机械传动，解决了信号缸漏油，不宜检修的问题。

上述改进措施不仅解决了LW6－220断路器绝缘拉杆松脱和信号缸漏油的问题，还使断路器机构和本体间可以在不解体的情况下进行分别检修［5］，并可测量断路器的行程及接触行程，方便断路器进行状态检修，设备优化前后如图7、图8所示。

图7 改造前（液压驱动）

图8 改造后（机械传动）

4 结束语

将传统的液压驱动方式优化为机械传动方式，并取消了信号缸，从根本上改进了该型断路器机构的工作方式。并对辽宁乃至东北地区的LW6－220型断路器进行了改造，从改造至今，设备未发生喷口及触头烧损、主导电回路电阻增大、工作缸活塞与活塞杆连接松动、机构漏油现象，设备运行可靠性显著提高。触头、回路电阻和绝缘拉杆等检修试验结果证明该方法可靠。

［1］于吉波，刘 洋，徐建源，等.换流站交流断路器重合闸开断失败分析［J］.东北电力技术，2013，34（8）：7－10.

［2］林其雄.110 kV SF6断路器爆炸事故分析［J］.高压电器，2004，46（6）：39－41.

［3］苑 舜，王季梅.真空断路器合分闸过程中的触头振动（理论分析）［J］.东北电力技术，1994，15（6）：1－5.

［4］张淑芝.HPL245B1型高压断路器在云峰发电厂中的应用［J］.东北电力技术，2005，26（2）：38－41.

［5］张少军，孟 忠.LW17－220型SF6断路器的缺陷分析与改进［J］.华北电力技术，2000，30（5）：49－51.

Common Fault Analysis of LW6－220 SF6Circuit Breaker

LI Guan⁃hua，DING Ai⁃hua，LU Xu⁃chen
（Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

Based on running conditions of LW6⁃220 SF6circuit－breaker in Liaoning power grid，common faults is analyzed.The main fault is insulated rod loose of circuit－breaker，rod loose can lead to the reduction of clearance between open contacts，the static button contact shortened，the moving contact with expanded closed circle cannot be reliable contact the fixed contact，the insulation pull rod with insufficient strength become loose in the process of opening and closing.Aimed at above problems，improvement measures of in⁃stalling guide device and dismantling signal cylinder are proposed，running conditions of renovation testifies to the effectiveness of the method.

Circuit breaker；Insulation pull rod；Guide device；Signal cylinder

TM561.3

A

1004－7913（2016）03－0026－03

李冠华（1983—），男，硕士，工程师，从事变电设备高压试验、在线监测等相关课题研究。

2016－01－05）