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【摘 要】高压断路器是电力系统中最重要的控制电器之一，其运行状态的好坏直接影响系统的安全与稳定运行。基于断路器重要作用，介绍了高压断路器的常见故障并对各种故障的原因进行了详细分析，为电力系统的运行和检修人员提供参考。
【关键词】电力系统；高压断路器；故障原因
由于受设计、生产、运行工况、检修与维护、电动力及大电流冲击等因素的影响，断路器在系统中发生故障的几率较大。下面详细介绍高压断路器的故障及其产生原因。
1.绝缘故障
因绝缘问题而引发高压断路器故障发生的次数是最多的，主要有内、外绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压击穿，瓷套管、电容套管污闪、闪络、击穿、爆炸，绝缘拉杆闪络，电流互感器闪络、击穿、爆炸等。其中以内绝缘故障、外绝缘和瓷套闪络故障发生次数较多。
1.1内绝缘故障
在断路器安装或运行过程中，断路器内出现的异物或剥落物可导致断路器本体内发生放电。此外，因触头及屏蔽罩安装位置不正而引起的金属颗粒磨损脱落也可导致断路器内部发生放电。
1.2外绝缘和瓷套闪络故障
主要原因是瓷套的外型尺寸和外绝缘泄露比距不符合标准要求以及瓷套的质量有缺陷。由于断路器与开关柜不匹配、柜内隔板吸潮、绝缘距离不够、爬电比距不足、无加强绝缘措施等原因导致高压开关柜发生绝缘故障的次数也较多，主要有电流互感器闪络、柜内放电和相间闪络等。此外开关柜内元件有质量缺陷也将导致相间短路故障。
2.拒动故障
高压断路器的拒动故障包括拒分和拒合故障。其中拒分故障最严重，可能造成越级跳闸从而导致系统故障，扩大事故范围。造成断路器拒动主要有机械原因和电气原因。
2.1机械原因
机械故障主要由生产制造、安装调试、检修等环节引发。因操动机构及其传动系统机械故障而引发断路器拒动占拒动故障65%以上，具体故障有机构卡涩，部件变形、位移、损坏、轴销松断，脱扣失灵等。
2.2电气原因
由电气控制和辅助回路故障而引发。具体故障有分合闸线圈烧损、辅助开关故障、合闸接触器故障、二次接线故障、分闸回路电阻烧毁、操作电源故障，保险丝烧断等。其中分合闸线圈烧损一般因机械故障而引起线圈长时间带电所致；辅助开关及合闸接触器故障虽表现为二次故障，实际多为接点转换不灵或不切换等机械原因引起；二次接线故障基本是由于二次线接触不良、断线及端子松动引起。
3.误动故障
高压断路器的误动主要是由二次回路故障、液压机构故障和操动机构故障引起。
（1）二次回路。二次回路故障主要由因接线端子排受潮绝缘降低，合闸回路和分闸回路接线端子间发生放电而产生的二次回路短路引发。此外还有二次电缆破损、二次元件质量差、断路器误动、继电保护装置误动等原因。
（2）液压机构。断路器出厂时因阀体紧固不够、装配不合格、清洁度差而造成密封圈损坏，从而促发液压油泄露或机械机构泄压，最终导致断路器强跳或闭锁。
（3）弹簧操动机构。检修断路器时，因调整操动机构分（合）闸挚子使弹簧的预压缩量不当，导致弹簧机构无法保持而引起断路器自分或自合。
4.开断与关合故障
少油和真空断路器出现开断与关合故障较多，主要集中于7.2～12kV电压范围内。少油断路器发生故障主要是因为喷油短路烧损灭弧室，导致断路器开断能力不足，在关合时发生爆炸；真空断路器发生故障主要是因为真空灭弧室真空度下降，导致真空断路器开断关合能力下降，引起开断或关合失败；SF6断路器发生故障主要是由于SF6气体泄漏或者微水含量超标引起灭弧能力下降。
5.载流故障
载流故障主要是由于触头接触不良過热或者引线过热而造成。触头接触不良是由于装配过程没有使动、静触头完全对准或对准偏差过大，操作过程中灭弧室喷口与静弧触头碰撞导致喷口断裂造成开关事故。7.2-12kV电压等级开关柜发生载流故障主要是由于开关柜中触头烧融或隔离插头接触不良过热导致燃弧而引发。
6.外力和其他故障
外力和其他故障主要为泄露故障和部件损坏，主要包括：气动部分漏气、液压部分漏油、断路器本体漏油等，约占此类故障的55%以上。
6.1泄露故障
主要由气动部分漏气和液压部分漏油引发（内漏也引发打压频繁）。泄露一般由阀系统密封不严、密封圈（垫）老化损坏、压力表接口部分泄露、压力泵接头质量差和清洁度差而引起，此外安全阀动作值错误、环温升高致安全阀误动以及安全阀动作后不复位都会引发泄压。由于生产制造水平的限制，国产断路器液压机构露油现象普遍，SF6断路器本体或者气动部分泄露点主要位于表计和管路的接头处。
6.2部件损坏
易损坏的部件主要有传动机构部件、密封部件、阀体及拉杆等。损坏主要是由于传动部件机械强度不足、密封部件质量差而引起，此外安装、检修水平不高，发现隐患不及时也将使断路器缺陷加剧而形成故障。密封件质量差易老化或是安装或检修中，密封件因受损、安装位置不正或紧固力过大而变形是密封件损坏的主要原因。
7.选择断路器需要考虑的一些次要因素
辅助接点（辅助开关）：它们是与主接点电隔离的接点，适用于报警和程序开关。辅助接点可用于向操作人员或控制系统告警，发出警报，或在重要应用中接通备用电源。
传动：传动器类型的选择不仅是出于美观的考虑。具有开关速度是通/断开关两倍的传动摇杆开关的断路器能够节约成本和电路板空间。推挽式传动器在遇到突发事件时最为稳定。
分流端子：传统断路器被认为是“串联跳闸”的，这是因为接点、电流感应元件和负载都是串联的。分流端子从主电路分出支路，这样可将次级负载接入。如果初级负载发生了短路或过载，断路器将跳闸并切断两个负载的电源。
与辅助接点不同，分流端子是接到位于开关接点和电流感应元件之间的断路器载流通路的，这意味着第二个负载不受过载或短路保护。可以采用一个独立的断路器来保护次级电路，否则该电路只可用于具有内置保护电路的设备。
复式控制（遥控跳闸或继电器跳闸）：复式控制断路器将两个彼此电隔离的感应元件组合起来以实现多项功能。例如，复式控制断路器可利用遥控传动器或感应器来进行传统的过流保护以及电路断接。遥控跳闸是复式控制的一个例子，通常被称为“继电器跳闸”。
低压跳闸：这是断路器中一个独立的电压敏感元件，如果电压降到预定值以下，它将使主接点开路。具有低电压跳闸的开关断路器被广泛用于有线连接电器的通/断控制。安全管理部门要求这些电器在发生掉电时必须切断电源，以避免电源恢复时电器突然重新启动的危险。
自动跳闸：一个自动跳闸的断路器在故障期间不会一直保持闭合—因为开关装置不会因强行保持传动器接通而失效。在一个完全自动跳闸的设计中，当传动器被保持在“接通”位置时，主接点在发生故障之后将始终保持开路。一些被称为“循环自动跳闸”的断路器在故障期间不能强行保持接通状态，但如果传动器一直处在“接通”的位置，则它们将周期性地接通和断开。如果断路器安装在容易够得着的地方（即未封闭），则应采用自动跳闸断路器。
自动复位：对于断路器不易够着的应用来说，在冷却期后自动复位的断路器是一个良好的选择。此时若指定使用可自动再起动的设备，则发生危险的可能性很大。
【关键词】电力系统；高压断路器；故障原因
由于受设计、生产、运行工况、检修与维护、电动力及大电流冲击等因素的影响，断路器在系统中发生故障的几率较大。下面详细介绍高压断路器的故障及其产生原因。
1.绝缘故障
因绝缘问题而引发高压断路器故障发生的次数是最多的，主要有内、外绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压击穿，瓷套管、电容套管污闪、闪络、击穿、爆炸，绝缘拉杆闪络，电流互感器闪络、击穿、爆炸等。其中以内绝缘故障、外绝缘和瓷套闪络故障发生次数较多。
1.1内绝缘故障
在断路器安装或运行过程中，断路器内出现的异物或剥落物可导致断路器本体内发生放电。此外，因触头及屏蔽罩安装位置不正而引起的金属颗粒磨损脱落也可导致断路器内部发生放电。
1.2外绝缘和瓷套闪络故障
主要原因是瓷套的外型尺寸和外绝缘泄露比距不符合标准要求以及瓷套的质量有缺陷。由于断路器与开关柜不匹配、柜内隔板吸潮、绝缘距离不够、爬电比距不足、无加强绝缘措施等原因导致高压开关柜发生绝缘故障的次数也较多，主要有电流互感器闪络、柜内放电和相间闪络等。此外开关柜内元件有质量缺陷也将导致相间短路故障。
2.拒动故障
高压断路器的拒动故障包括拒分和拒合故障。其中拒分故障最严重，可能造成越级跳闸从而导致系统故障，扩大事故范围。造成断路器拒动主要有机械原因和电气原因。
2.1机械原因
机械故障主要由生产制造、安装调试、检修等环节引发。因操动机构及其传动系统机械故障而引发断路器拒动占拒动故障65%以上，具体故障有机构卡涩，部件变形、位移、损坏、轴销松断，脱扣失灵等。
2.2电气原因
由电气控制和辅助回路故障而引发。具体故障有分合闸线圈烧损、辅助开关故障、合闸接触器故障、二次接线故障、分闸回路电阻烧毁、操作电源故障，保险丝烧断等。其中分合闸线圈烧损一般因机械故障而引起线圈长时间带电所致；辅助开关及合闸接触器故障虽表现为二次故障，实际多为接点转换不灵或不切换等机械原因引起；二次接线故障基本是由于二次线接触不良、断线及端子松动引起。
3.误动故障
高压断路器的误动主要是由二次回路故障、液压机构故障和操动机构故障引起。
（1）二次回路。二次回路故障主要由因接线端子排受潮绝缘降低，合闸回路和分闸回路接线端子间发生放电而产生的二次回路短路引发。此外还有二次电缆破损、二次元件质量差、断路器误动、继电保护装置误动等原因。
（2）液压机构。断路器出厂时因阀体紧固不够、装配不合格、清洁度差而造成密封圈损坏，从而促发液压油泄露或机械机构泄压，最终导致断路器强跳或闭锁。
（3）弹簧操动机构。检修断路器时，因调整操动机构分（合）闸挚子使弹簧的预压缩量不当，导致弹簧机构无法保持而引起断路器自分或自合。
4.开断与关合故障
少油和真空断路器出现开断与关合故障较多，主要集中于7.2～12kV电压范围内。少油断路器发生故障主要是因为喷油短路烧损灭弧室，导致断路器开断能力不足，在关合时发生爆炸；真空断路器发生故障主要是因为真空灭弧室真空度下降，导致真空断路器开断关合能力下降，引起开断或关合失败；SF6断路器发生故障主要是由于SF6气体泄漏或者微水含量超标引起灭弧能力下降。
5.载流故障
载流故障主要是由于触头接触不良過热或者引线过热而造成。触头接触不良是由于装配过程没有使动、静触头完全对准或对准偏差过大，操作过程中灭弧室喷口与静弧触头碰撞导致喷口断裂造成开关事故。7.2-12kV电压等级开关柜发生载流故障主要是由于开关柜中触头烧融或隔离插头接触不良过热导致燃弧而引发。
6.外力和其他故障
外力和其他故障主要为泄露故障和部件损坏，主要包括：气动部分漏气、液压部分漏油、断路器本体漏油等，约占此类故障的55%以上。
6.1泄露故障
主要由气动部分漏气和液压部分漏油引发（内漏也引发打压频繁）。泄露一般由阀系统密封不严、密封圈（垫）老化损坏、压力表接口部分泄露、压力泵接头质量差和清洁度差而引起，此外安全阀动作值错误、环温升高致安全阀误动以及安全阀动作后不复位都会引发泄压。由于生产制造水平的限制，国产断路器液压机构露油现象普遍，SF6断路器本体或者气动部分泄露点主要位于表计和管路的接头处。
6.2部件损坏
易损坏的部件主要有传动机构部件、密封部件、阀体及拉杆等。损坏主要是由于传动部件机械强度不足、密封部件质量差而引起，此外安装、检修水平不高，发现隐患不及时也将使断路器缺陷加剧而形成故障。密封件质量差易老化或是安装或检修中，密封件因受损、安装位置不正或紧固力过大而变形是密封件损坏的主要原因。
7.选择断路器需要考虑的一些次要因素
辅助接点（辅助开关）：它们是与主接点电隔离的接点，适用于报警和程序开关。辅助接点可用于向操作人员或控制系统告警，发出警报，或在重要应用中接通备用电源。
传动：传动器类型的选择不仅是出于美观的考虑。具有开关速度是通/断开关两倍的传动摇杆开关的断路器能够节约成本和电路板空间。推挽式传动器在遇到突发事件时最为稳定。
分流端子：传统断路器被认为是“串联跳闸”的，这是因为接点、电流感应元件和负载都是串联的。分流端子从主电路分出支路，这样可将次级负载接入。如果初级负载发生了短路或过载，断路器将跳闸并切断两个负载的电源。
与辅助接点不同，分流端子是接到位于开关接点和电流感应元件之间的断路器载流通路的，这意味着第二个负载不受过载或短路保护。可以采用一个独立的断路器来保护次级电路，否则该电路只可用于具有内置保护电路的设备。
复式控制（遥控跳闸或继电器跳闸）：复式控制断路器将两个彼此电隔离的感应元件组合起来以实现多项功能。例如，复式控制断路器可利用遥控传动器或感应器来进行传统的过流保护以及电路断接。遥控跳闸是复式控制的一个例子，通常被称为“继电器跳闸”。
低压跳闸：这是断路器中一个独立的电压敏感元件，如果电压降到预定值以下，它将使主接点开路。具有低电压跳闸的开关断路器被广泛用于有线连接电器的通/断控制。安全管理部门要求这些电器在发生掉电时必须切断电源，以避免电源恢复时电器突然重新启动的危险。
自动跳闸：一个自动跳闸的断路器在故障期间不会一直保持闭合—因为开关装置不会因强行保持传动器接通而失效。在一个完全自动跳闸的设计中，当传动器被保持在“接通”位置时，主接点在发生故障之后将始终保持开路。一些被称为“循环自动跳闸”的断路器在故障期间不能强行保持接通状态，但如果传动器一直处在“接通”的位置，则它们将周期性地接通和断开。如果断路器安装在容易够得着的地方（即未封闭），则应采用自动跳闸断路器。
自动复位：对于断路器不易够着的应用来说，在冷却期后自动复位的断路器是一个良好的选择。此时若指定使用可自动再起动的设备，则发生危险的可能性很大。