高压电气设备故障原因分析及处理办法

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【摘要】 文章针对组成电网的高压电气设备的主要组成部分变压器、断路器及其操作机构等故障原因进行分析，电气设备运行可靠性对电网稳定运行极其重要，变压器起到升压、降压作用；变压器油起到绝缘或降温作用；断路器起着开断负荷的作用；如何对变压器渗漏油现象进行处理，以及对断路器发生爆炸的原因进行了分析，同时针对断路器CY5型机构故障进行分析以及故障处理办法进行了说明。

【关键词】 变电站设备 渗漏油 断路器爆炸 操作机构　故障处理

引言

胜利油田变电站主变压器(单台容量超过5000kVA)大部分运行时间超过10年，胜利油田电力管理总公司现管辖150余座变电站270余台大型油浸变压器，渗漏油现象一直是油浸式变压器运行中常见问题。钟罩(大盖)密封面、瓦斯继电器、油枕、散热系统等处存在渗漏油，渗漏油问题不仅影响外观，严重者危机变压器的安全运行，事故停电检修将造成不必要的电量损失。长期的检修经验发现，变压器渗漏油多发生在绝缘套管、密封面、焊接缝等处，我们针对这些问题进行技术攻关。

1　变压器渗漏油现象的故障分析

1.1　绝缘套管处渗漏

绝缘套管是电力变压器中将高、低压绕组的出线端，通过连接导杆引至变压器外部的绝缘支持装置，它主要有保证绝缘及固定出线端子等作用，套管通常由上下瓷套及密封圈等部分组成，变压器运行中，由于绝缘套管长期通过负载电流，因此套管必须有良好的热稳定性，套管的结构应有较高的绝缘强度及足够的机械强度，以保证变压器安全稳定的长期运行。

2007年7月，胜利油田110kV东营电厂变电站型号-为SFS7-31500／110的1号主变35kV侧套管处发生漏油现象，经检修人员检查，“算盘珠”密封圈严重老化，经分析是由于母线铝排直接扣压在变压器的绝缘套管的引导螺栓上，因连接点接触面较小导致发热严重，此热量不断传至密封橡胶圈，致使密封圈老化，密封不断恶化，母排应力作用致使套管发生相对倾斜， “密封圈”处发生漏油。更换新“算盘珠”密封圈及调整铝排后解决了此问题。

要解决变压器绝缘套管渗漏油问题，应重点解决密封圈老化变形问题，应设法消除或改变瓷套上面的连结导杆的侧向应力，根据设备现场的具体实际情况，增装使用母线软连接，可减少母排对套管的热应力，为此对油田43台变压器的6kV侧加装软连接，经过三年的运行，这一技术改进起到了良好的效果。

也可采取在斜向母排下部增加一个支架的办法以平衡母排自重以消除母排附加的力矩，这些方法的实施在一些变电站实行效果良好。

1.2　焊缝处渗漏

在处理变压器渗漏油问题时，我们经常发现变压器本身的某些部件焊接部位渗漏，有些是由于存在或大或小的砂眼而造成的。在电网检修中，我们处理过某型号为SF7-10000／35的变压器油枕连通管与变压器上盖间焊缝处都存在着渗漏油现象，经仔细检查发现渗漏油处存在着不易发觉的砂眼，由于带油补焊的工作复杂，工作量较大，需主变停电，放油等工作，并且要采取防火措施。我们采取简单的用堵漏剂堵漏的办法进行解决，由于堵漏剂凝合时间快，几分钟即可凝固堵塞砂眼，虽然它总有一个有效期，但可保证2～3年不渗。从长远打算考虑，能用电焊处理的最好用电焊法，处理砂眼关键是查找渗漏点，堵漏工作要到位。

1.3　密封面渗漏

从检修现场情况来看，密封面渗漏比较复杂，法兰螺栓松动是变压器渗漏油的一个原因，但还有其他的原因，譬如密封垫的尺寸是否匹配；更换密封垫时密封槽是否平整光滑，有无杂物，密封垫有无裂纹等。1 10kV辛四变1号主变散热片下部法兰处渗漏油，检修人员开始误认为存在砂眼，后经认真检查，发现法兰密封垫螺栓处存在裂缝，加装密封圈紧固螺栓后解决了此问题。变压器由于装配或长时间运行的原因，法兰联接处发生渗漏现象，如不影响运行，达不到吊芯检修的程度，可用棉纱沾汽油对渗漏处进行擦拭，紧固螺栓后继续运行，如渗漏严重应停电大修。

2　断路器爆炸故障分析

高压充油断路器在输配电网络中，作为开断或接通电源的主要设备，在线路或设备发生短路故障时，能迅速准确地切断电源，并能在尽可能短的时间内熄灭电弧。2007年9月两台SW6-110型的少油断路器发生爆炸故障，下面对运行中的断路器可能发生爆炸的主要原因和预防措施作一些阐述。

有关规程规定油断路器必须每年一次预防性试验，油断路器在频繁操作之后，可能引起本体或操作机构变位，使断路器合闸或跳闸速度过慢，增加了燃弧时间，使断路器的灭弧性能降低，当线路发生近距离短路故障(短路电流较大)时，由于大电流的冲击，断路器在跳合闸时无法完全灭弧而导致油断路器发生爆炸。

一般地，油断路器允许经过跳闸规定的次数后再进行检修，运行人员往往根据此规定来判定是否该检修换油，但是在实际中往往由于油断路器在短时间内连续多次跳、合闸；使用过程中动静触头的磨损；动静触头距离的变动；压缩行程不足等原因都会造成油断路器在线路故障时跳、合闸的情况下，绝缘油碳化严重，使油断路器易于爆炸。另外别的原因使绝缘降低(如油断路器密封造成油箱体内部受潮)，也会使油断路器在动作时爆炸。

由于油箱本身焊接工艺不良或断路器检修后连接处密封不严等原因引起渗、漏油，使油断路器内部缺油无法灭弧，如果运行人员未及时发现，一旦油断路器动作必定引起爆炸。

由于生产油断路器厂家众多，有的厂家在产品上以劣充优，以次充好，使油断路器的开断容量、额定电流等主要技术指标达不到要求，造成油断路器在运行中发生爆炸。另外，如雷击、电网谐振过电压等也会造成油断路器爆炸。

预防措施如下：对设备进行定期的预防性试验；要求厂家对断路器进行异相接地试验，并提供相应的试验数据；变电所应装设电容器组自动投切装置；制定大修计划，包括试验仪器也要定期检验；要注意技术参数的调整，使之符合规程要求；加强设备的巡视，及时发现设备存在的问题，把事故消灭在萌芽状态。3断路器液压机构故障处理

胜利油田变电站断路器配用的液压机构有CY5、CY3、CYA几种型号，断路器液压机构常见故障如下：油泵频繁启动、压力异常高、压力异常低、油泵打压时间长、油泵打不上压、拒动或拒合。上述故障现象，大多由于机构渗漏油有关，下面以油田电网中应用较多的CY5型机构多发性故障分析如下：

3.1　液压机构油泵频繁启动

在正常情况下，油泵24h启动1～2次，油泵频繁启动是由于液压系统内部泄漏引起活塞杆下降造成的。外部泄漏故障点明显，容易发现处理，内部泄漏需仔细检查。

主要检查工作要求：

油箱油面下降到安全阀以下，观察各排油孔及安全阀的渗漏，检查油箱内装配各排油孔是否渗漏。

如装配阀无漏点，应检查油泵内部有无渗漏。方法：将低压输油管拆下，观察有无油从接头处渗出，如果渗漏油，就是高压接头逆止阀密封不良，设法加以排除。

如果合闸位置不漏，仅在分闸位置泄漏，可能是二级锥阀密封不良或工作缸活塞上密封圈损坏，解决的方法是密封圈损坏加以更换，锥阀有伤害时进行研磨或更换。

3.2　压力异常高

首先检查压力表是否完好，由于储压筒活塞杆停留在油泵位置，压力日渐增高，高压油进入氮气腔。

油气混合后，须解体后更换密封圈。橡胶垫更换时要注意方向，如果活塞杆距1w微动开关较远，可考虑微动开关是否失灵，或打压接触器是否正常，不良者应进行处理。

3.3　压力异常低

如果是氮气泻压造成的，检查预压力是否合格，在用肥皂水检查充气阀和上端帽与储压筒连接螺栓处，确定漏点，对症处理。

若储压筒活塞杆在正常位置，而压力继续下降，其原因是储压筒焊缝处渗漏造成。

3.4　油泵打压时间长

油泵从零压起至1w断开止，3min以内为合格，超过3min为打压时间长，检查油泵逆止阀或高压出口逆止阀密封是否不严；油泵柱塞密封垫是否不严；油泵内部是否存有空气；油泵柱塞间隙是否过大；油泵内螺栓是否松动。依据情况进行处理。

3.5　油泵打不上压

现象是油泵一直运转而压力停在某一值上不上升，可能是高压放油阀未关闭；低压进油管路堵塞；油泵内存在气体；油泵逆止阀密封不严。密封垫或胶垫损坏须更换。

3.6　液压机构拒动或拒合

主要原因是分、合闸线圈断线或线圈接头接触不良；分合闸电磁铁阀杆卡涩、变形、弯曲；分合闸阀杆过短；操作回路或者辅助开关不良，造成分合闸回路不良。用万用表检查分合闸线圈电阻、回路或辅助开关接触情况，查找原因并进行处理。分合闸阀杆过短应进行调整；合闸一级阀逆止钢球的球托位置应放正。

4　结束语

运行中的变压器、断路器如果出现大量的渗漏油必须及时进行处理，否则油位迅速下降，将引起严重的后果。变电设备检修工作应根据具体情况，根据电力行业及各级企业标准进行检修，适时的安排变压器和断路器的检修时间。解决变压器和断路器机构的渗漏油问题一直是变电修试工作的重点，发现渗漏油必须及时处理。充油断路器要按照运行规程严格进行绝缘试验，及时检查，确保变电设备稳定运行。