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摘要：造成断路器跳闸故障有多种因素。通过SF6气体成分测试仪，阐述了一起由于制造及安装工艺不合格造成的跳闸事故处理，及时安排检修，避免故障范围进一步扩大。
关键词：断路器;故障处理;成分测试
引言
随着电力技术的发展，各种新材料新设备被广泛应用到电力行业中。SF6气体绝缘全封闭组合电器（简称GIS设备）由于其能量空间密度大、安全可靠性高、绝缘性能优越、占地空间小等优点，在电力系统中广泛采用，有效的提高了电力系统的安全运行性能。但是，GIS设备的元器件密封在压力容器中也给故障定位和检修工作带来困难。目前对GIS设备的预防性试验的检测方法主要是利用超声波局部放电检测仪进行检测，一旦发现波形异常，再使用SF6气体成分测试仪进一步确定故障点。
1.断路器跳闸情况概述
2010年6月，深圳某220kV变电站110kV#2线786开关事故跳闸。跳闸后786保护装置显示距离I段和零序过流I段保护动作，动作时间20ms，距离保护动作电流值为92.25A（一次电流为11070A），零序保护电流动作值为64.08A（一次电流为7689.6 A），故障测距为0km，重合闸为停用状态。检修人员到达现场后，利用SF6气体成分测试仪对786间隔5个气室逐一进行了气体成分检测，结果发现7863隔离开关（G93）气室的HS及SO2气体成分严重超标，初步判断该气室有放电迹象，需联系厂家技术人员，安排停电解体检修工作。
2.故障原因分析
根据气体成分测试仪确定的故障点，厂家技术人员对7863气室进行了解体检查。在打开7863气室的盖板后发现，气室内已经布满了粉尘及绝缘材料的碎屑，并且在分闸状态下，A、C两相的触头为断开状态，而B相触头却仍然处于合闸状态。经过进一步检查发现，7863隔离开关的B相绝缘拉杆已经不知去向，因此初步判定气室内发现的绝缘材料碎屑即为被电弧烧毁的绝缘拉杆。气室内的具体情况见图1。
图2为无故障合闸状态下的隔离开关气室内部，通过和图1的对比，可以更直观地看出故障所在：气室内充满粉尘、B相绝缘拉杆损坏、气室表面有放电痕迹。
图3为拆卸下来的B相隔离开关，可以看到明显的放电痕迹。通过对现场情况的观察和分析，可以初步判定是由于B相绝缘拉杆的某个位置绝缘薄弱，在高电压的长期作用下致使其绝缘受损，而最终导致绝缘拉杆整体被击穿烧毁。为了进一步明确事故原因，公司和厂家技术人员对绝缘拉杆的碎屑进行了分析，如图4所示。可以从绝缘拉杆的碎片中看到细微的暗纹，而所有绝缘拉杆的外观在出厂前均经过了严格的检查。由此可以推断，在安装过程中，绝缘拉杆的某一点（或某一部分）的受力不均匀（如绝缘拉杆在安装的过程中没有完全插入固定槽的底部，或者安装角度出现偏差），导致这一点（或这一部分）在隔离开关的操作过程中承受了过高的力，使得受力点附近的绝缘材料表面产生了碎裂暗纹。暗纹的产生削弱了绝缘拉杆的绝缘强度，在高电压的长期作用下，高压电场对这一绝缘薄弱环节的破坏产生了积累效应，最终导致绝缘拉杆损毁。
另外，公司和厂家技术人员在绝缘拉杆的碎屑中还发现了绝缘材料中有气泡混入的痕迹。绝缘拉杆是由玻璃纤维布缠绕芯棒，并浸入环氧树脂液体浇注，固化成型后制成的。其中，环氧树脂浇注这一环节如果工艺把关不严，极易混入气泡。而且一旦制成后，混入其中的气泡很难被发现。通过碎屑中发现的气泡痕迹，基本可以确认绝缘拉杆的玻璃纤维布在与环氧树脂浇注过程中有气泡渗入，或浇合不严密产生了微小的空隙，使得绝缘拉杆某处绝缘薄弱，最终导致绝缘拉杆损毁。
综上所述，此次故障应是制造工艺不良和安装工艺不良的双重原因导致。
3.对策及建议
确定故障部位和原因后，厂家技术人员与检修人员首先对气室内的粉
尘和碎屑进行了清理，随后又对气室内壁进行了打磨，保证表面光滑，避免尖端毛刺引起局部放电。最后，在内壁表面再刷上绝缘漆。刷漆的过程中同样也要注意平整度，避免产生毛刺。
在更换了新的绝缘拉杆并经回路电阻测试仪测试合格后，7863隔离开关及其它相关设备投入运行。随后值班员再一次进行了SF6气体成分测量，结果表明故障特征气体的SO2、H2S及HF含量均为0μL/L。一个月后，值班员又使用超声波局部放电测试仪对7863及其相邻气室的局放情况进行了复测，波形无异常。厂家人员同时书面承诺该220kV变电站内其它隔离开关绝缘拉杆没有质量问题。
可见，通过检测故障特征气体SO2、H2S的含量，能检测出SF6电气设备内部的早期故障。为了避免同类故障再次发生，建议对该厂家的同类、同时期生产的隔离开关的运行状态进行严密监视;另外，对做完耐压和局放试验、投运一周内的SF6设备以及明显遭受过电压冲击的运行设备也应检测其SO2、H2S等故障特征气体的含量，以便掌握设备状态，防止事故发生。
4.结束语
多项研究成果及资料表明，GIS设备发生故障的79%与GIS生产厂和安装施工单位有关，而隔离开关和盆型绝缘子所造成的故障就占了56.6%。因此选择产品质量好的制造厂和素质好的施工单位是减少GIS设备故障率的关键。GIS设备投入运行后，应加强超声波局部放电试验的检测力度，尤其要注意对隔离开关和盆型绝缘子所在气室的检测。如有气室经多次测量后波形仍然超标、甚至超标情况更为严重时，再用SF6气体分解物检测仪进行检测，确定故障部位。确定故障部位后应立即组织力量进行抢修，避免故障范围扩大。
参考文献：
[1]罗学琛.气体绝缘全封闭组合电器[M].北京：中国电力出版社，2007.
关键词：断路器;故障处理;成分测试
引言
随着电力技术的发展，各种新材料新设备被广泛应用到电力行业中。SF6气体绝缘全封闭组合电器（简称GIS设备）由于其能量空间密度大、安全可靠性高、绝缘性能优越、占地空间小等优点，在电力系统中广泛采用，有效的提高了电力系统的安全运行性能。但是，GIS设备的元器件密封在压力容器中也给故障定位和检修工作带来困难。目前对GIS设备的预防性试验的检测方法主要是利用超声波局部放电检测仪进行检测，一旦发现波形异常，再使用SF6气体成分测试仪进一步确定故障点。
1.断路器跳闸情况概述
2010年6月，深圳某220kV变电站110kV#2线786开关事故跳闸。跳闸后786保护装置显示距离I段和零序过流I段保护动作，动作时间20ms，距离保护动作电流值为92.25A（一次电流为11070A），零序保护电流动作值为64.08A（一次电流为7689.6 A），故障测距为0km，重合闸为停用状态。检修人员到达现场后，利用SF6气体成分测试仪对786间隔5个气室逐一进行了气体成分检测，结果发现7863隔离开关（G93）气室的HS及SO2气体成分严重超标，初步判断该气室有放电迹象，需联系厂家技术人员，安排停电解体检修工作。
2.故障原因分析
根据气体成分测试仪确定的故障点，厂家技术人员对7863气室进行了解体检查。在打开7863气室的盖板后发现，气室内已经布满了粉尘及绝缘材料的碎屑，并且在分闸状态下，A、C两相的触头为断开状态，而B相触头却仍然处于合闸状态。经过进一步检查发现，7863隔离开关的B相绝缘拉杆已经不知去向，因此初步判定气室内发现的绝缘材料碎屑即为被电弧烧毁的绝缘拉杆。气室内的具体情况见图1。
图2为无故障合闸状态下的隔离开关气室内部，通过和图1的对比，可以更直观地看出故障所在：气室内充满粉尘、B相绝缘拉杆损坏、气室表面有放电痕迹。
图3为拆卸下来的B相隔离开关，可以看到明显的放电痕迹。通过对现场情况的观察和分析，可以初步判定是由于B相绝缘拉杆的某个位置绝缘薄弱，在高电压的长期作用下致使其绝缘受损，而最终导致绝缘拉杆整体被击穿烧毁。为了进一步明确事故原因，公司和厂家技术人员对绝缘拉杆的碎屑进行了分析，如图4所示。可以从绝缘拉杆的碎片中看到细微的暗纹，而所有绝缘拉杆的外观在出厂前均经过了严格的检查。由此可以推断，在安装过程中，绝缘拉杆的某一点（或某一部分）的受力不均匀（如绝缘拉杆在安装的过程中没有完全插入固定槽的底部，或者安装角度出现偏差），导致这一点（或这一部分）在隔离开关的操作过程中承受了过高的力，使得受力点附近的绝缘材料表面产生了碎裂暗纹。暗纹的产生削弱了绝缘拉杆的绝缘强度，在高电压的长期作用下，高压电场对这一绝缘薄弱环节的破坏产生了积累效应，最终导致绝缘拉杆损毁。
另外，公司和厂家技术人员在绝缘拉杆的碎屑中还发现了绝缘材料中有气泡混入的痕迹。绝缘拉杆是由玻璃纤维布缠绕芯棒，并浸入环氧树脂液体浇注，固化成型后制成的。其中，环氧树脂浇注这一环节如果工艺把关不严，极易混入气泡。而且一旦制成后，混入其中的气泡很难被发现。通过碎屑中发现的气泡痕迹，基本可以确认绝缘拉杆的玻璃纤维布在与环氧树脂浇注过程中有气泡渗入，或浇合不严密产生了微小的空隙，使得绝缘拉杆某处绝缘薄弱，最终导致绝缘拉杆损毁。
综上所述，此次故障应是制造工艺不良和安装工艺不良的双重原因导致。
3.对策及建议
确定故障部位和原因后，厂家技术人员与检修人员首先对气室内的粉
尘和碎屑进行了清理，随后又对气室内壁进行了打磨，保证表面光滑，避免尖端毛刺引起局部放电。最后，在内壁表面再刷上绝缘漆。刷漆的过程中同样也要注意平整度，避免产生毛刺。
在更换了新的绝缘拉杆并经回路电阻测试仪测试合格后，7863隔离开关及其它相关设备投入运行。随后值班员再一次进行了SF6气体成分测量，结果表明故障特征气体的SO2、H2S及HF含量均为0μL/L。一个月后，值班员又使用超声波局部放电测试仪对7863及其相邻气室的局放情况进行了复测，波形无异常。厂家人员同时书面承诺该220kV变电站内其它隔离开关绝缘拉杆没有质量问题。
可见，通过检测故障特征气体SO2、H2S的含量，能检测出SF6电气设备内部的早期故障。为了避免同类故障再次发生，建议对该厂家的同类、同时期生产的隔离开关的运行状态进行严密监视;另外，对做完耐压和局放试验、投运一周内的SF6设备以及明显遭受过电压冲击的运行设备也应检测其SO2、H2S等故障特征气体的含量，以便掌握设备状态，防止事故发生。
4.结束语
多项研究成果及资料表明，GIS设备发生故障的79%与GIS生产厂和安装施工单位有关，而隔离开关和盆型绝缘子所造成的故障就占了56.6%。因此选择产品质量好的制造厂和素质好的施工单位是减少GIS设备故障率的关键。GIS设备投入运行后，应加强超声波局部放电试验的检测力度，尤其要注意对隔离开关和盆型绝缘子所在气室的检测。如有气室经多次测量后波形仍然超标、甚至超标情况更为严重时，再用SF6气体分解物检测仪进行检测，确定故障部位。确定故障部位后应立即组织力量进行抢修，避免故障范围扩大。
参考文献：
[1]罗学琛.气体绝缘全封闭组合电器[M].北京：中国电力出版社，2007.