高压试验中断路器故障的深入分析及处理措施

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摘 要：近年来，我国社会经济发展迅猛，科学技术日新月异，推动了电力行业的发展和进步。在电力系统中，很多高压输变电设备，如断路器、SF6互感器等，在各个领域的电网中得到了广泛的应用。一般来说，工程竣工交付验收时，都需要对高压电器设备进行交流耐压测试，一方面，可以保证用户的正常用电需求；另一方面，便于维护电网，提高用电的安全性。IEC新标准规定：110kV及其以上的电压变电器，在安装投入使用时，必须进行高压试验，但由于高压断路器操作频率较大，容易受到不利因素的影响，使其出现了一些故障，出现拒动现象，直接威胁着电力系统和工作人员的人身安全。笔者结合多年的工作经验，深入分析了高压试验中断路器出现的故障，并提出了相关处理措施，从而在电路出现故障的情况下，迅速断开短路电流，切除电流，避免电路受到损坏。

关键词：高压试验中断路器；故障分析；处理措施

中图分类号：TM561 文献标识码：A

一、引言

在电力系统正常运行过程中，高压断路器作为变电所、发电厂中重要的构件，主要作用是接通和断开电路的负荷电流，在出现故障时能及时断开短路电流，实现保护电路和整个电力系统的目标。无论在电力设备荷载、空载，还是出现短路故障时，断路器都具有一定的保护作用。但由于断路器操作十分频繁，受机械因素和电气因素的影响，时常会出现拒动现象，导致送电时间延长、越级跳闸等，扩大了事故和停电范围，可能会造成严重的设备故障和人员伤亡事故。为进一步确保电力系统的安全性和稳定性，就必须严格控制高压试验中断路器故障，并积极采取科学合理的预防和处理措施，将故障安全风险和隐患扼杀在萌芽时期，全面提高我国电力系统运行的可靠性，从而促进电力事业更好更快更稳的发展。

二、断路器概述

（1）断路器的结构和组成

断路器作为电力系统中重要的设备和构件，在断开和接通高压电流过程中起着重要的保护作用，有利于确保电力系统运行的安全性和稳定性。断路器主要由导流、绝缘、灭弧以及操作机构构成，其中包括五大部件，即开断、绝缘支撑、基座、转动以及操作机构等。断路器操作机构组成需要细分，往往由四个部分组成，即能量转换、联动，保持和释放等。另外操作机构工作时有五点要求，即接到分闸命令后第一时间分闸；分闸后各部件恢复到准备合闸的位置；手动操作机构必须具备自由脱扣的功能；避免分闸合闸故障出现跳跃；连锁装置确保操作机构动作可靠。断路器内部的结构示意图如图1所示。

（2）断路器的特性

断路器作为一种低压电器，在配电系统中的主要功能是保护线路和电源。在正常条件下，断路器工作电压为额定电压、低于电流承受部件的温度限制值为额定电流，断路器在不跳闸的情况下，如果其所承受电流出现最大电流和高故障电流，那么断路器就会以最快的速度跳闸关闭，这是断路器自动保护的特性。另外，断路器正常工作时电压最大值远远低于额定绝缘电压值，从而确保设备和系统安全运行，避免故障的发生。特定条件下额定的接通能力、运行短路分断能力有利于确保设备和断路器的安全和稳定。

（3）断路器的分类

由于用途、范围、操作方式的不同，断路器的分类标准也不尽相同。按控制和保护对象可以分为：输电断路器、发电机断路器、配电断路器、控制断路器等；按操作方式分为电动操作、储能操作以及手动操作等；按灭弧原理可以分为压塑空气、真空、多油或少油、磁吹和产气等。

三、高压试验中断路器的故障因素及出现拒动的原因和处理

（一）高压试验断路器故障因素

（1）电气因素。断路器故障电气因素包括断路器低压、辅助接点及控制等出现的问题，如回路或者控制电源中出现断线情况，操作手把返回过早，或辅助接点接触不良等，都会导致断路器出现不同程度的损坏。

（2）机械因素。机械因素涉及到断路器传动机构、高压和闸机构等问题，出现故障的主要原因是电磁铁高压过高、传动机构连杆脱落、跳闸机构脱扣、分闸合闸频繁使用等，一般可以先采取手动方式让断路器分闸，然后再进行检修。

（二）高压试验中断路器拒动原因和处理措施分析

（1）“拒分”产生的拒动现象和处理措施

在高压试验中，由于跳闸电源电压较低，跳闸回路存在不足，铁芯动作无力或者线圈故障等原因，会导致断路器“拒分”现象，从而使其产生拒动现象。在拒动现象中，电气设备会被烧毁，同时越级跳闸引起电源断路跳闸，导致变配电所母线电压消失，造成大范围停电。一旦发生这种状况，必须及时手动拉闸，拉开电源总断路器，避免主变压器被损坏。若断路器没有跳闸，则表明其属于上级后备分路保护，需要拉开断路器进行恢复。

（2）“拒合”产生的拒动现象和处理措施

与“拒分”现象相比，“拒合”所产生的拒动危害较大，“拒合”现象发生时，如果投入的备用电源不能启动合闸，后果会更加严重。不同情况下导致“拒合”现象的原因不同，比如电气出现操作电压不正常，熔断器熔断，电压和电流线圈运行不正常，断路器辅助接点接触不良，操作电压较低等因素。而机械方面出现合闸铁芯被卡住，传动连杆脱落，设备分闸后没有回到预合位置等因素。针对上述两方面的原因，都需要检查电气回路，并闭合控制开关进行运行检测。在断路器平时运行过程中，未出现“拒合”现象前，需要及时观察会导致“拒合”现象的电气因素和机械因素，将“拒合”风险扼杀在萌芽时期，做到早预防早解决。

（3）“误合”产生的拒动现象和处理措施

高压试验中断路器出现“误合”现象的原因主要有以下几个：合闸控制回路及直流回路的正负两点接地接通；合闸接触器起动电压低、线圈阻值小；内部元件故障导致回路接通等。在上述情况下，必须迅速卸下合闸熔断器，进一步检查和排除电气因素和机械因素，并中止断路器运行。一旦断路器出现拒动，工作人员可以根据信号指示灯进行分析和判断，在检查跳闸回路时，红灯亮表示跳闸回路不通，需要对故障进行检查和排除，检查项目包括转换开关接触不良、操作回路断线、熔丝断开、辅助接点接触不良等。若发现操作电源无异常，跳闸铁芯动作无力，说明跳闸线圈的动作电压存在问题，可能出现电压过高的情况。

（4）“误分”产生的据动现象和处理措施

“误分”拒动现象出现的原因是由于断路器跳闸前信号灯和表数正常，但跳闸后断路器回路电流表、有功和无功表指示为零所致的。通常情况下，人为误操作或受机械外力振动，电压和电流的互感器回路出现故障，继电保护二次回路不绝缘，跳闸无法脱扣以及滚轮的损坏等都可能出现“误分”现象，从而导致断路器拒动。针对这种情况的问题，可以先启动备用断路器，通过相关的方法排除“误分”因素，使其恢复正常运行。

四、预防和处理断路器拒动现象的措施分析

（1）断路器拒动预防措施

在电力系统运行中，尽可能采用低压断路器，有利于削减短路电流给设备系统带来的损害，在减少线缆等导体发热的同时，保护设备延缓开关设备的老化，延长设备使用寿命，减少机械设备变形、破裂、触电发热等潜在风险。针对不同承载能力的设备来讲，往往需要结合电力系统发展特点和自身需求，严格按照国家相关规范和标准，科学合理地选择断路器，避免断路器出现拒动现象。在分析和判断断路器故障时，首先需要分析机械因素，再分析电气因素，在平时运行过程中，需要对断路器周围的环境、构件情况等进行检查，一旦出现绝缘油泄漏、响声异常、接触发热等情况，就必须对其进行检查，并中止使用，避免给电力系统造成严重的危害，导致经济损失和人员伤亡损失。

（2）断路器拒动处理措施

为确保断路器正常运行，其安装、调试、检修工作必须到位，对断路器开断能力进行核定，重视断路器的选型、合分闸速度及特性的调整等。断路器绝缘体设计和制造质量必须严格按照相关技术标准，遵守并执行断路器工艺流程、环境温度、清洁度以及必备的检测手段，从而确保整个电力系统运行的安全性和稳定性。

结语

断路器作为电力系统中重要的构件，担负着控制和保护设备器件的重任，其运行稳定和安全与否关系到人们用电安全，只有加强断路器安装、调试和检修工作，才能保证社会生产生活用电安全，降低故障的发生率。在科学技术不断发展的今天，断路器新技术、新产品层出不穷，从根源上预防和处理电气和机械因素带来的设备故障，为系统运行和检修人员提供参考，避免拒动现象的产生，从而确保整个电力系统可靠运行，实现电力企业最大化经济效益和社会效益。

参考文献

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