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220kV断路器绝缘拉杆的故障诊断

220kV断路器绝缘拉杆的故障诊断

点击数:7914 次   录入时间:03-04 11:58:51   整理:http://www.55dianzi.com   电工手册
1 前言    东北某500 kV变电站的值班员在巡视220 kV侧时,偶然听到某台220 kV SF6断路器的A相支持绝缘套管内部有“吱、吱……”的异常响声,将该台SF6断路器退出运行,同时,邀请制造厂家及有关专家到现场进行会诊,分析、查找原因,以求尽快恢复正常供电。    该台220 kVSF6断路器投入运行,此种型号的产品在该站共有9台,在十多年的运行中各台状态一直良好;断路器本体从未检修过,仅液压操动机构按制造厂提供的《安装使用说明书》及《检修工艺规则》的要求,定期进行过检修,并更换过部分易损件及密封圈等。2  内部响声原因分析    从产品的内部构造入手,从机械传动、电气绝缘等方面针对可能产生响声的各种因素进行了广泛、细致的分析、论证,根据综合分析结果,决定采取2个步骤查找原因,首先对产品本体分断(或部分)进行工频耐压试验,查找声音发出的位置;然后对产品本体进行解体检查,查找产生的原因。2.1  耐压检查    该产品单极呈“T”形布置,见图1。按下面3种情况进行耐压试验。a. 接线方式:机构箱(15)接地,在传动机构室(3)处施加电压。试验结果:在电压升至90 kV时,有异常响声。
b. 接线方式:机构箱(15)接地,在2节支持绝缘套管(9)中间的过渡板(11)处施加电压。试验结果:在电压升至40 kV时,发出较大的异常响声。c. 接线方式:将2节支持绝缘套管(9)中间的过渡板(11)处接地,在传动机构室(3)处施加电压。试验结果:在电压升至80 kV时,无响声。       从上述结果中,可以断定异常响声发出的位置在支持绝缘套管(9)内。2.2  解体检测    将断路器本体解体为灭弧室单元、支持绝缘套管(9)、绝缘拉杆(10)、液压操动机构箱(15)等4部分,仔细察看,其支持绝缘套管(9)内壁、绝缘拉杆(10)外部、液压操动机构箱(15)上部等均未发现放电或击穿痕迹。但在密封座(14)上发现少量的碳化片状物和粉沫物。典型部位是在拉杆(13)的上端面上(此位置正对绝缘拉杆(10)下接头的工艺孔处),有一层碳化的粉沫物。因此怀疑绝缘拉杆(10)内部有问题,为进一步证实,单独对绝缘拉杆(10)进行了耐压试验。    制造厂在出厂时对绝缘拉杆(10)是在空气中按327 kV工频耐压5 mim做试验的。因此,将绝缘拉杆(10)置于支持绝缘套管(9)内,模仿产品的实际位置,在空气中对其进行220 kV工频耐压1 min试验。未发现任何问题。而后甩掉支持绝缘套管(9),在空气中单独对绝缘拉杆(10)采取中间加压,两端接地的方法进行工频耐压试验,当电压升至120 kV时绝缘拉杆(10)内部击穿,出现噼啪声,当电压升至140 kV时绝缘拉杆(10)一端(下接头端)内部起火。证明绝缘拉杆(10)的绝缘有问题。3  分析结果    为找出根本原因,将绝缘拉杆(10)解体,将下接头金属件锯掉,发现在绝缘杆(环氧玻璃布管)内壁上有一条长850mm,宽8~30mm,厚1~3mm的环氧树脂残留物,位置见图2。此残留物上窄下宽,下部五分之一粘贴在绝缘杆内壁上,上部五分之四与绝缘杆内壁脱离,表面已烧黑。在下接头内,环氧树脂残留物与绝缘杆内壁粘贴及脱离过渡处有碳化的粉沫物。
  从绝缘拉杆的结构和装配工艺中得知,在绝缘拉杆装配中绝缘杆与上接头、下接头是靠锯齿形螺纹连接的;装配前要先在绝缘杆两端的螺纹处手工涂抹一层环氧树脂,然后再拧紧上、下接头,并利用上、下接头的轴销孔把绝缘拉杆悬挂在零部件架上,让其保持在工作状态的铅垂位置,使环氧树脂室温固化。由于操作者没有严格按装配工艺执行,过量地涂抹环氧树脂,当悬挂绝缘拉杆时,使多余的环氧树脂流下来,形成“环氧树脂条”并粘贴在绝缘杆内壁上。      在十多年的运行中,环氧树脂残留物同绝缘拉杆一起经历了复杂、多变的温度、电磁场以及机械应力的作用。由于两种材料的理化性能不同,环氧树脂残留物与绝缘杆慢慢地从附着力薄弱的部位,即环氧树脂残留物的尖端开始脱离,逐渐扩展、延伸,直到成为一根矗立于绝缘杆内的“细长杆”,在交变电磁场力及其自身张力的作用下,以50 Hz的频率拍打着绝缘杆内壁,发出连续的异常振动声音。4  结论    对高压电器设备制造企业,要保证产品质量必须从每个生产环节抓起,牢记“质量第一”的方针,树立“质量就是企业的生命”意识,生产出性能稳定、可靠的产品。对输变电站人员要坚持巡视,密切监视设备的异常变化,确保设备的安全、正常运行。

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