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[摘 要]本文分析了拒分/合闸、误分/合闸、高压断路器N2泄漏、液压操纵机构异常等高压断路器常见故障，以及相应的处理措施，为电力系统高压断路器故障的诊断与处理提供了意见和建议。
[关键词]高压断路器 常见故障 原因分析
中图分类号：TG56 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）25-0033-01
1.概述
高压断路器在电力系统中的主要功能是接通正常工作电流和切断故障电流，是电力系统中的重要一次设备，直接影响着电网的安全运行。高压断路器通过操作方式可分为弹簧机构型、手动机构型、磁机构型、液压机构型、气动机构型和永磁机构型。按其绝缘类型分为多油型、真空型、少油型和空气型。根据电网相关资料分析，高压断路器的主要故障包括误分/合闸、拒分/合闸、N2泄漏、液压机构压力异常、弹簧机构储能异常及液压机构漏油等。
2. 拒分/合闸及误分/合闸故障
拒分闸故障。断路器拒动故障会导致越级跳闸，会使停电事故范围扩大，甚至会导致大面积的恶性停电事故。发生拒分闸故障后，要检查跳闸回路是否完好、跳闸电源的电压是否过低。如果操作电压正常但跳闸铁芯不动，一般是出现了电器故障；跳闸铁芯动作良好但断路器拒动，则可判断为机械故障；铁芯卡涩、动作无力或线圈故障且电源良好造成拒跳，则是电气和机械方面同时出现了故障。电气故障的处理主要集中在对跳闸回路各元件接触是否良好、控制回路熔断器是否熔断以及跳闸线圈有无老化等的检查。
拒合闸故障。拒合闸故障分为机械故障和电气故障。同拒分闸故障类似，首先要对合闸电源以及合闸控制回路进行检查，确定电气回路正常后再查看合闸铁芯是否动作，进而判断是否出现了机械故障。处理电气故障，要检查控制电源以及整个控制回路上的元件是否正常。机械故障的原因一般为分闸后机构未复归到预合位置、合闸铁芯卡涩导致带电后出力不足、合闸顶杆空程、行程不合适和合闸弹簧未储能等。
误分闸事故。电气方面，电流和电压互感器回路故障、保护整定不当或误动以及直流系统发生两点接地等都会造成误分闸事故；机械故障造成的误分闸则主要是由于液压机械异常所造成的。如果是由于运行人员误操作、误碰或保护盘受外力振动引起自动脱扣的误跳，在排除是开关故障的情况下可立即进行送电操作；而对于出现电气或机械故障的情况，则应停电转为检修处理。
3.高压断路器N2泄漏故障
N2泄漏故障以西门子3AQ型断路器为例，对N2泄漏故障的定位与处理进行介绍。其故障表现为油泵在液压机构压力降低后启动，液压系统压力在电机打压过程中升高至355bar，使系统发N2泄漏闭锁信号，同时机构箱内漏氮闭锁继电器动作，漏氮延时闭锁继电器经3h延时后闭锁分闸回路，导致断路器无法操作和正常使用。
4.液压操纵机构的故障分析
液压油渗漏是引起液压操纵机构故障的主要原因。其中，液压油从相对运动的部件或固定连接的部件之间渗透出来被称为渗漏；通过活塞与缸体的配合间隙从高压腔流入低压室被称为内漏；由缸盖与活塞杆的配合间隙流入大气中被称为外漏。
4.1 液压油泵频繁起动
（1）密封圈损坏。在液压系统中，密封圈起到密封液压油的作用。如果密封不良，就会增加泄漏而直接影响到系统和元件的正常工作。造成密封圈损坏的原因有：液压油工作压力过大导致密封圈被压至槽沟中受到磨损；密封圈受到液压油冲击力和粘度特性而磨损；液压油中混入的水分、空气及尘土杂质对密封件的腐蚀；密封圈由于安装不当造成的扭曲、裂缝和表面飞边；密封圈由于环境温度的剧烈变化而加速硬化和老化等。通过更换质量更好的密封圈、将缸壁或筒壁的毛刺打磨光滑以免划伤密封件、对混有杂质的液压油进行过滤处理或更换、在温差过大的地区应做好通风或及时投入加热器等措施可以有效避免对密封圈的损伤。
（2）阀体密封不良。液压油中混入的灰尘、锈蚀颗粒等杂质进入到阀体间隙造成阀体磨损；阀体加工精度不够有毛刺等都会导致阀体密封不良。通过加强对分合闸一级阀、合闸二级阀、高压放油阀及逆止阀以及液压泵出口逆止阀的日常检修，可有效处理阀体密封不良的故障。
（3）各高压管路连接处密封不良。当安装时卡套有灰尘、安装不对中、液压油中有杂质等情况下，就会导致高压管路连接的卡套处密封不良，有液压油渗出。对此可以用钳子将其拧紧，注意不要用过大的力度，只要不再渗油即可；如果拧紧后还渗油，就要将卡套拆下并清洗干净后再重新对准装配。
4.2 压力异常升高和降低
（1） 油泵在打压过程中，由于微动开关失灵导致活塞杆上升到最高位置时仍继续上升，导致油泵一直打压；液压油由于储压筒的筒壁或活塞密封磨损而进入N2室致使N2室的压力大大增加；油泵打压过程中压力表失灵，当达到最高压力值时却无法发出停止油泵打压的闭锁信号；机构箱内温度过高致使液压油温度异常升高等原因都会导致液压系统压力异常升高。可以通过合理装配密封件或更换储压筒的密封活塞；对接触不良和动作失灵的微动开关、接触器触点进行打磨以消除金属锈层；增加加热器和加强通风以保持机构箱内空气干燥和对机构箱进行散热等措施可以有效消除压力异常升高。
（2） 液压系统的压力会因为液压机构的大量漏油或N2泄漏而急剧下降。当单向逆止阀密封不严或储压罐活塞杆头部两个密封圈损坏就会导致N2进入液压油中，导致发出分、合闸闭锁信号，在严重时甚至会造成零压闭锁。发生这种情况就一定要进行停电检修，以防断路器拒动、误动和越级跳闸故障而扩大事故范围。
5.结语
高压断路器是电力系统中的重要一次设备，多年的运行经验表明，充分了解和掌握高压断路器的故障规律和故障原因，就能够有针对性地采取相应措施对故障进行处理，及时恢复送电，有效降低事故和故障造成的损失。
参考文献
[1]刘松成，何正旭.高压断路器常见故障原因的分析与处理[J].中国新技术新产品，2012（10）：57-58.
[2]崔猛.高压断路器常见故障的原因分析[J].河北电力技术，2007（12）：138-139.
[3]彭东炎.高压断路器常见事故及原因分析[J].硅谷，2011（9）：74-75.
[4]齐敬卫.液压型SF6断路器常见故障分析与处理[J].机电信息，2010（10）：233-234.
[关键词]高压断路器 常见故障 原因分析
中图分类号：TG56 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）25-0033-01
1.概述
高压断路器在电力系统中的主要功能是接通正常工作电流和切断故障电流，是电力系统中的重要一次设备，直接影响着电网的安全运行。高压断路器通过操作方式可分为弹簧机构型、手动机构型、磁机构型、液压机构型、气动机构型和永磁机构型。按其绝缘类型分为多油型、真空型、少油型和空气型。根据电网相关资料分析，高压断路器的主要故障包括误分/合闸、拒分/合闸、N2泄漏、液压机构压力异常、弹簧机构储能异常及液压机构漏油等。
2. 拒分/合闸及误分/合闸故障
拒分闸故障。断路器拒动故障会导致越级跳闸，会使停电事故范围扩大，甚至会导致大面积的恶性停电事故。发生拒分闸故障后，要检查跳闸回路是否完好、跳闸电源的电压是否过低。如果操作电压正常但跳闸铁芯不动，一般是出现了电器故障；跳闸铁芯动作良好但断路器拒动，则可判断为机械故障；铁芯卡涩、动作无力或线圈故障且电源良好造成拒跳，则是电气和机械方面同时出现了故障。电气故障的处理主要集中在对跳闸回路各元件接触是否良好、控制回路熔断器是否熔断以及跳闸线圈有无老化等的检查。
拒合闸故障。拒合闸故障分为机械故障和电气故障。同拒分闸故障类似，首先要对合闸电源以及合闸控制回路进行检查，确定电气回路正常后再查看合闸铁芯是否动作，进而判断是否出现了机械故障。处理电气故障，要检查控制电源以及整个控制回路上的元件是否正常。机械故障的原因一般为分闸后机构未复归到预合位置、合闸铁芯卡涩导致带电后出力不足、合闸顶杆空程、行程不合适和合闸弹簧未储能等。
误分闸事故。电气方面，电流和电压互感器回路故障、保护整定不当或误动以及直流系统发生两点接地等都会造成误分闸事故；机械故障造成的误分闸则主要是由于液压机械异常所造成的。如果是由于运行人员误操作、误碰或保护盘受外力振动引起自动脱扣的误跳，在排除是开关故障的情况下可立即进行送电操作；而对于出现电气或机械故障的情况，则应停电转为检修处理。
3.高压断路器N2泄漏故障
N2泄漏故障以西门子3AQ型断路器为例，对N2泄漏故障的定位与处理进行介绍。其故障表现为油泵在液压机构压力降低后启动，液压系统压力在电机打压过程中升高至355bar，使系统发N2泄漏闭锁信号，同时机构箱内漏氮闭锁继电器动作，漏氮延时闭锁继电器经3h延时后闭锁分闸回路，导致断路器无法操作和正常使用。
4.液压操纵机构的故障分析
液压油渗漏是引起液压操纵机构故障的主要原因。其中，液压油从相对运动的部件或固定连接的部件之间渗透出来被称为渗漏；通过活塞与缸体的配合间隙从高压腔流入低压室被称为内漏；由缸盖与活塞杆的配合间隙流入大气中被称为外漏。
4.1 液压油泵频繁起动
（1）密封圈损坏。在液压系统中，密封圈起到密封液压油的作用。如果密封不良，就会增加泄漏而直接影响到系统和元件的正常工作。造成密封圈损坏的原因有：液压油工作压力过大导致密封圈被压至槽沟中受到磨损；密封圈受到液压油冲击力和粘度特性而磨损；液压油中混入的水分、空气及尘土杂质对密封件的腐蚀；密封圈由于安装不当造成的扭曲、裂缝和表面飞边；密封圈由于环境温度的剧烈变化而加速硬化和老化等。通过更换质量更好的密封圈、将缸壁或筒壁的毛刺打磨光滑以免划伤密封件、对混有杂质的液压油进行过滤处理或更换、在温差过大的地区应做好通风或及时投入加热器等措施可以有效避免对密封圈的损伤。
（2）阀体密封不良。液压油中混入的灰尘、锈蚀颗粒等杂质进入到阀体间隙造成阀体磨损；阀体加工精度不够有毛刺等都会导致阀体密封不良。通过加强对分合闸一级阀、合闸二级阀、高压放油阀及逆止阀以及液压泵出口逆止阀的日常检修，可有效处理阀体密封不良的故障。
（3）各高压管路连接处密封不良。当安装时卡套有灰尘、安装不对中、液压油中有杂质等情况下，就会导致高压管路连接的卡套处密封不良，有液压油渗出。对此可以用钳子将其拧紧，注意不要用过大的力度，只要不再渗油即可；如果拧紧后还渗油，就要将卡套拆下并清洗干净后再重新对准装配。
4.2 压力异常升高和降低
（1） 油泵在打压过程中，由于微动开关失灵导致活塞杆上升到最高位置时仍继续上升，导致油泵一直打压；液压油由于储压筒的筒壁或活塞密封磨损而进入N2室致使N2室的压力大大增加；油泵打压过程中压力表失灵，当达到最高压力值时却无法发出停止油泵打压的闭锁信号；机构箱内温度过高致使液压油温度异常升高等原因都会导致液压系统压力异常升高。可以通过合理装配密封件或更换储压筒的密封活塞；对接触不良和动作失灵的微动开关、接触器触点进行打磨以消除金属锈层；增加加热器和加强通风以保持机构箱内空气干燥和对机构箱进行散热等措施可以有效消除压力异常升高。
（2） 液压系统的压力会因为液压机构的大量漏油或N2泄漏而急剧下降。当单向逆止阀密封不严或储压罐活塞杆头部两个密封圈损坏就会导致N2进入液压油中，导致发出分、合闸闭锁信号，在严重时甚至会造成零压闭锁。发生这种情况就一定要进行停电检修，以防断路器拒动、误动和越级跳闸故障而扩大事故范围。
5.结语
高压断路器是电力系统中的重要一次设备，多年的运行经验表明，充分了解和掌握高压断路器的故障规律和故障原因，就能够有针对性地采取相应措施对故障进行处理，及时恢复送电，有效降低事故和故障造成的损失。
参考文献
[1]刘松成，何正旭.高压断路器常见故障原因的分析与处理[J].中国新技术新产品，2012（10）：57-58.
[2]崔猛.高压断路器常见故障的原因分析[J].河北电力技术，2007（12）：138-139.
[3]彭东炎.高压断路器常见事故及原因分析[J].硅谷，2011（9）：74-75.
[4]齐敬卫.液压型SF6断路器常见故障分析与处理[J].机电信息，2010（10）：233-234.