断路器的异常现象分解Word文档格式.docx
《断路器的异常现象分解Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《断路器的异常现象分解Word文档格式.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
泄漏电流
88.2
89.2
90.2
90.11
2d后
91.2
91.8
91.11
92.3
93.2
93.4
93.10
A相
B相
C相
10.5
6.5
不合格
换油泄漏
电流
430
190
300
7
8
2
1
6
3
4
2（160）
3（47）
2（90）
1.5
0.5
5
应当指出，改进后，1991年11月泄漏电流又超标（括号内数字）是因为在改造中，既未对T杆轴封进行清洗，也未对支柱瓷套与三角机构箱连接法兰处密封垫进行清洗，这两处水分最后又渗入瓷套内部而导致泄漏电流超标。
该改进方法工作量小，也不影响断路器的机械特性参数，所以便于在现场推广。
2）将消弧室、三角机构箱和支柱瓷套三个油室全部连通。
这是一个完美的方法，但工作量相当大，只适用于制造厂对新产品进行改进。
（二）密封不良、进水受潮。
易进水部位
进水原因分析
处理方法
灭弧室铝帽与喇叭形基座间
1．O形密封垫不耐油，检修安装时，局部
移出封口
2、密封垫老化，失去弹性
3．由于近年来的产品，灭弧室上帽取消了呼吸器，致使油面以上各密封部位稍有不佳时，在负压的作用下，外部水气被吸入灭孤室内
1．更换合格的耐油密封垫
2．建议如同老产品一样，在灭孤室的上钢帽处加装呼吸器（也可解决取油样困难和少量加油的方便）
3．加装防雨帽（这是最可靠的方法）
分闸弹簧上方口处铁罩两侧的M6螺丝丝纹处
橡胶密封垫易老化龟裂，水从M6丝纹处吸入三角腔内
改进或更换铁罩，其固定铁罩的位置改在两侧吊耳孔上
分、合指针大轴处
1981年以前的产品，指针大轴的铸铁盖无密封圈，水将沿大轴浸进三角腔内
在铸铁盖轴孔的外口处，加工一2.5×
45℃倒角，抹黄油后套上一个直径3mm的O形橡胶密封圈，再套上一个铁盖压紧在铸铁盖上。
即可达到防止进水的效果
三角腔两侧检修手孔盖板的M8螺丝处
当手孔盖板密封垫失去弹性时，或压不紧时，水将会顺M8螺丝进入三角腔内
将原M8螺孔改为丝孔，并在三角腔内将M8螺杆端部与三角腔臂焊死
立柱袖标及油枕的密封垫处
该处的密封垫多半暴露在油位以上，因密封垫畸形，压接面又小，稍有问题时难以发现，且立柱油枕无呼吸器，在负压的作用下，水气易从上述弱点处吸入立瓷套内
1．在油标，油枕上部加装防雨罩
2．将原注油塞改装为呼吸器，这样也可解决取油样困难的问题
3．立瓷套上部的将军帽与三角腔系套装，其两者之间的密封圈很易损坏，因此，不应对立瓷套进行大水冲洗工作，以防造成人为的进水
三条腔体各焊接处
三角腔体全为钢板焊制，焊缝较多，常有漏焊、假焊、砂孔等，水从该处进入三角腔内
安装前仔细检查各焊接处，发现异常进行补焊
基座油阀门，在取油样时发现有水珠（油断路器内无水）
雨水顺阀门的转杆与压紧螺帽间进入，并聚积在封垫上部，如阀门关闭较严密时，阀门堵头与转杆间即为气囊，当负压时，就会将积水吸入阀杆与堵头间
1．将阀门转杆内密封盘根沾黄油缠紧，
螺帽拧紧（不要过紧）
2．目前，油断路器多用的是蒸汽阀门，渗漏油较为普遍，在有条件时，可换为球式阀门或在原有阀门上加装防雨罩
（三）断路器内有异物
若断路器内有棉纱等异物，它们容易吸潮并形成“导电小桥”，使断路器泄漏电流超标。
例如，某台SW7一110型少油断路器，B相泄漏电流曾达到490μA（双元件），严重超标。
在1993年6月30日彻底大修时，从断路器里清出一些异物，如橡胶碎块、漆皮、棉状物等，约有一小把，且油中有水。
泄漏电流超标是由于上述异物和水分综合作用引起的。
为消除异物的影响，在安装及大修时应认真彻底清除异物，必要时对油进行过滤。
全密封式少油断路器支柱瓷套进水现象
目前，我国电力系统使用的国产高压少油断路器断口和支柱瓷套的密封结构一般有两种型式，一种是全密封式，如SW7一220型少油断路器；
另一种是敞开式（实际是半密封，通过排气阀或其他呼吸孔与大气相通），除SW7一220型外，其他形式的少油断路器支柱瓷套和断口基本上都是敞开式的。
按理说，敞开式结构容易引起进水受潮，而全密封结构似乎无进水可能。
但是，现场运行经验表明，全密封式少油断路器因进水受潮引起事故者并不亚于敞开式的。
全密封式少油断路器支柱瓷套进水的原因
1．设计和维修工艺不良
SW7一220型少油断路器支柱瓷套上部的三角机构箱部分密封点太多，如手孔盖板、油标、导轨盖板及箱顶盖板等。
一般手孔及油标的位置大部分置于油位之下，若有密封不良能从渗漏油现象中发现，但手孔上方、油标上部、导轨盖板及箱顶盖板若出现密封不良时，如不进行耐油压试漏就不易发现，特别是箱顶盖板结构是平板式的，且是水平安装，若密封不良，雨水很容易从螺孔中进入三角机构箱。
某水力发电厂曾在现场发现因箱顶盖板螺丝太长，螺丝拧到底而密封垫未受力的情况，显然此处容易进水。
2．材料质量和制造工艺不良
在材料质量方面，常见的是钢材或铸件存在砂眼，制造中未进行检查或检查中未发现，在运行中导致进水，不少单位在试漏中发现三角机构箱有砂眼。
在制造工艺方面，没有能按照先焊接后加工的方法处理，造成变形。
例如，现场发现有些密封面变形较严重，在装配或维修中，工艺稍不注意就可能导致密封不良，从而进水。
3．支柱瓷套及三角机构箱内存在较严重的负压
由于SW7一220型少油断路器的支柱瓷套是全密封的，所以内外气路不通，致使内外压力不平衡，在温度变化较大或取油样后油体积减少而造成支柱瓷套内为负压。
有关文献计算结果表明，当支柱瓷套加油时的温度为35～40℃，而运行中温度下降至O℃时，支柱瓷套内将出现负压。
若再考虑取样5～10次，则负压还将增加。
若维修工艺稍不注意或制造工艺、材料质量稍有不良时，就可能在负压最大的某一瞬间使密封最薄弱点破坏，从而导致进气或进水。
特别是在多雨的南方，温度变化大的山区，更容易由此而引起进水受潮。
某水力发电厂在现场曾发现SW7_220型少油断路器支柱套管在安装、检修后未见进水，但在运行1～2年后，各相油中都不同程度地含有水分，甚至有的在三角机构箱顶盖加装防雨罩后仍出现进水受潮现象。
这充分说明支柱瓷套内存在负压，存在从密封薄弱部分进水受潮的可能性。
应当指出，上述进水情况往往在事后很难找到密封不良的进水部位，因为当负压降至一定值（密封压力大于负压力）时。
又恢复正常密封。
上述进水现象，有时用仪器检测也不易测出油中含水量，出现所谓无水的假象，通常称为假无水现象，造成假无水现象的原因是：
（1）水分未溶解于油中。
由于支柱瓷套内进水时间不长，水分尚未溶解于油中，而为沉积状。
取油样作水分定性分析时，一般只是把试样放在试管中用酒精灯烧，所以不易检出。
若用库仑仪作微量水分测定时，可测出油中含水量及其增长情况。
（2）负压的影响。
由上所述，支柱瓷套内可能出现负压力，此时，支柱瓷套内将呈半真空状态，导致真空吸力现象。
加上进水未溶解于油中，而是沉积状，所以当水珠靠近取样口时可能水珠会被取样发现，若水珠离取样口较远时，就可能受真空吸力影响而不流向取样口，因此发现不了水分，出现了无水的假象。
直到水分较多时或进水时间校长后才能被发现。
对全密封式断路器支柱瓷套进水现象的处理方法
1．提高密封水平
首先严格要求安装、维修工艺，提高各密封面的密封水平；
其次是在安装或检修后进行油压试漏。
试漏时，要求加油压0．05～0．08MPa，以检查安装和维修工艺，发现薄弱环节及时进行处理。
2．加装防雨罩
在三角机构箱顶盖板上加装防雨罩，以防止顶盖密封不良引起的进水。
这是因为三角机构箱其他密封盖板均是垂直安装的，而顶盖盖板是水平安装的平板式盖板，若维修工艺不良，上面的积水很容易进入三角机构箱导致绝缘受潮。
加上防雨罩后，此处进水问题可得到解决。
3．加装呼吸孔道
其目的是使支柱瓷套内气路与大气相通，从而实现内外压力相等，以消除支柱瓷套内由于温度变化及取油样造成的负压导致的进水。
加装呼吸孔道的方式有三种：
（1）在三角机构箱箱顶盖板上打孔攻丝牙，然后装上直通式呼吸通道，如图6－2所示。
并在三角机构箱箱顶盖板上方加装防雨罩。
（2）在三角机构箱箱顶盖板上装一个空气过滤式的呼吸通道，如图6－3所示。
图1－2直通式呼吸通道示意图1一呼吸道；
2一防雨罩；
3一三角机构信箱顶盖板；
图1－3空气过滤式呼吸通道示意图1一空气过滤器；
3一三角机构箱箱顶盖板4一硅胶干燥剂
图1－4油封式呼吸通道示意图l一三角机构箱箱顶盖板；
2－防雨罩；
3—小型吊式吸湿器
（3）在三角机构箱上部或顶盖板上装一个小型吊式吸湿器作为呼吸通道，呼吸的空气经干燥的硅胶及油封过滤，防止潮气进入支柱瓷套，如图6－4所示。
现场运行经验表明，以上三种方式第一种简单易行，第三种效果较好。
断路器液压机构在运行中的异常现象
目前少油断路器普遍采用CY型液压操动机构。
这种机构完成分、合闸操作原理是利用液压传动能来实现的，CY3型液压操动系统示意图如图1－5所示，它的结构比较复杂。
图1－5CY3型液压操动系统示意图
1一行程压筒；
2一合闸线圈；
3-分闸线圈；
4一合闸阀；
5一分闸阀；
6一放油阀；
7一电触点压力表；
8一工作缸；
9一滤油器；
10-油泵；
12一电动机；
13一微动开关；
14一合闸线阀；
15一断路器辅助开关；
16一推杆；
19一逆止阀；
20一活塞；
21一合闸二级阀；
24一分闸球阀；
26一自保球阀，27一分闸阀推杆；
11、17、18．22、23、25、28一通道
多年来，现场运行经验表明，液压操动机构在运行和维护中有时会出现许多异常现象。
如泄压现象：
泄压现象
断路器液压操动机构在运行中经常发生频繁打压现象。
根据制造厂家规定，油泵在无操作的情况下，每天起动1次视为正常，每天超出1次均为频繁打压。
在外观无大量泄油的情况下，频繁打压称为机构内部泄压现象。
这种现象在运行中发生较多，而且直接影响设备的安全运行，造成临检。
泄压现象可以按如下3种情况分析。
1．断路器长期处于合闸位置的泄压现象
造成泄压现象的原因及其相应的处理方法如下：
（l）液压油不清洁。
自保持回路的单向逆止阀，及分合闸一级起动阀针下部的钢球均与阀座间形成金属硬线性密封，如果油中有杂质垫在钢球与阀座间的密封线上即会发生泄压，或当一级阀针冲击钢球后，钢球复位不正，线性密封没有形成或密封线上有伤痕就会发生泄压。
这两种泄压系由液压油不清洁引起的，液压油内杂质含量高时，杂质有机会随同油流进入阀内，因钢球的行程较小（1～1．5mm），所以杂质有机会垫在钢球与阀座之间，从而破坏了线性密封，造成机构泄压。
为消除这种可能，对液压油应进行严格的过滤，以保证运行中的液压油清洁。
造成钢球不正的原因是球托导向部分较短，复位弹簧上下端面不平行，起动阀针弯曲，检修时应按实际情况针对处理，当阀座密封线上有伤痕时应更换阀座。
机构大修时对所有高压管路的内壁应进行严格的清扫，必须消除管内的油垢。
（2）毛刺和楞角刮伤密封圈。
分合闸阀体上均有￠3的泄油孔，这个小孔是制造时由外向里钻的孔，因此，在阀体的内壁上存在毛刺和楞角。
当一级阀座放入阀体时，毛刺和楞角会刮伤阀座上的O型密封圈，引起泄压。
安装时应用专用工具对￠3小孔进行光滑处理，处理后将O型密封圈装入阀座上进行试装，往复拉动阀座验证密封圈无卡伤现象为止。
（3）合模缝处有胶料。
分合闸一级阀座与阀体间，上阀体与下阀体间，工作缸活塞的密封方式，称为径向密封，在高压油的作用力下，O型圈受压，使O型圈的外沿与阀体的内壁相接触，O型圈的内沿与阀座的内壁相接触，形成内外两条密封线。
O型圈是由两块模具合在一起经过硫化而成，称为180°
开模。
而径向密封使O型圈内外的接触面正是胶圈的合模缝处。
模具老旧时会在胶圈的合模缝处不同程度地留有胶料，这些凸出的胶料会使阀座与阀体间形成许多小的孔洞，因此会造成漏油泄压，有的胶圈截面不圆，或预压缩量不足，均能引起泄压。
采用径向密封方式使用的O型圈应采用45°
开模的为好。
（4）接头螺母松动。
高压油管路的泄漏，主要是指油箱内的高压管路，以CY3一Ⅱ型机构为例，油箱内合闸阀至操作合闸测工作缸的高压管路，两侧均有胀圈密封，由于油箱内管路较多，在安装和大修时没有专用搬手，使螺母紧固力不足。
在运行中，由于强烈振动（分合闸操作）和胀圈的弹性及高压油流的冲击，这些因素会使接头螺母松动造成泄压。
因此在安装和大修中一定要保证这一螺母的紧固力，或采取在螺母上加顶丝的方法，螺母紧固后再用顶丝顶住，达到防松的目的。
图1-6180°
和45°
合模缝
2．断路器处于分闭状态的泄压现象
断路器处于分闸状态的泄压现象主要是由密封不严造成的。
密封不严的部位和处理方法如下：
（l）二级阀。
二级阀下部钢球密封不严，高压油会从二级阀排油孔流出。
（2）一级阀。
合闸一级阀钢球密封不严或一级阀座胶圈密封不严，高压油会从合闸阀体上的￠3排油孔流出。
合闸状态下也会有这一现象。
（3）工作缸活塞密封圈。
工作缸活塞密封圈不严，高压油会经过合闸管路流回合闸阀体内，由二级阀排油孔流出。
（4）释放阀。
CY5机构的慢合兼高压释放阀不严密，高压油也会由二级阀排油孔流出。
以上
（1）、
（2）两种情况与合闸位置的泄压情况相同、如前所述。
工作缸活塞密封不良的情况分析如下：
当机构在分闸位置时，工作缸的分闸侧充满了高压油，而合闸侧与油箱内的低压油区联通。
工作缸内活塞上只有一个O型圈起径向密封作用，当这一胶圈密封不良时，高压油会从工作缸的分闸侧进入合闸侧，再由合闸管路流入合闸阀，由于分闸位置时二级阀的锥面密封已打开，故高压油会从二级阀的排油孔流出。
这一现象的发生，往往是由于长时间运行没有按期大修，或没有更换O型圈所致，由于工作缸高速运动，对胶圈有一定的磨损，或胶圈质量不佳。
CY5机构在分闸位置时打压频繁，合闸后正常，这种现象是慢合兼高压释放阀不严密所造成的，因为当开关在分闸位置时，机构内二级阀在阀体的上部，高压油被二级阀钢球所逆止，此时合闸管路侧无高压油，当慢合兼高压释放阀密封不严时，高压油从慢合兼高压释放阀的子口处经￠6小管路流到截流阀，由截流阀经油箱内管路流入合闸阀体，分曾位置时二级阀锥面密封已打开，故高压油由阀体上的二级阀排油孔流出，给人以二级阀钢球不严的假象。
慢合慢分阀的结构如图1－6所示。
（b）
图6-7慢合慢分阀结构
（a）正常；
（b）变形后
由图6-7中可以看出阀的结构是由带径向密封的顶丝，顶住钢球压在阀体的小孔上。
这种密封方式称为金属线性密封，这种密封应有一条很好的密封线，但由于阀体的壁较薄，在外力的作用下，钢球有三分之一被压入管壁，因而破坏了线性密封条件，造成泄压。
当机构在合闸位置时，二级阀在阀体的下部，二级阀锥面将阀体的泄压孔道密封，因此合闸后机构会正常运行。
以上分析有几种情况均会由二级阀排油孔流出高压油。
区分方法如下：
CY3一Ⅱ型机构可在分闸位置时，将油压打到额定值，然后用泵抽出低压油，此时不能碰合闸阀，以免机构动作，拆开工作缸合闸侧的高压油管，观察工作缸合闸侧接头处是否有油流出，如没有油流出说明工作缸内密封良好，二级阀钢球密封不严。
否则应考虑活塞密封不良。
CY5机构的区分方法与CY3有所不同，当机构在分闸位置时将油压打到额定值，抽出低压油，然后关闭截流阀，拆开慢合兼高压释放阀上￠6小管接头，如果从￠6小管接头流出油，说明工作缸内密封有问题。
如果从慢合兼高压释放阀流出油，说明慢合兼高压释放阀不严密。
如以上两点均不流油，说明二级阀钢球密封不严。
二级阀的阀口密封不严的处理方法是：
（1）将钢球沾上研磨膏研磨阀口。
（2）用黄铜棒顶住钢球，用小榔头轻轻的敲打。
3．合闸和分闸位置均有泄压现象
造成该情况下泄压现象的原因和处理方法如下；
（1）安全阀在额定油压下动作，将高压油释放回油箱，造成频繁打压，这种现象的原因有：
1）安全阀内弹簧长期受高压油的作用力，多年后弹簧疲劳。
因此在额定油压下即动作；
2）安装或大修中，安全阀外套与安全阀接头没有紧固好，安全阀外套上的顶丝没有拧紧，在机械振动下，造成阀套与阀体连接松动，使弹簧预压力得到释放，也会造成在额定油压下动作，使油泵打压频繁，这种现象往往发生在大修后的几年中，故断路器大修时应解体检查安全阀及清扫内部油垢。
组装后应进行动作值的校验，以保证安全阀的动作值。
（2）高压放油阀密封不严密，将高压油放回油箱，这种现象在CY5机构中发生较多。
近几年来，在某局多次发生贮能器活塞杆的“V”型组合密封圈被高压油击穿，液压油大量外泄，造成断路器被迫退出运行。
经过详细的检查，发现是由微动开关或交流接触器失灵造成打高压，贮能器活塞杆下端有一横向小孔与纵向小孔相通，该小孔是贮能器产生高压时防止活塞继续上升，以致贮能器被打变形而设计的，当活塞杆缩入贮能器时，小孔将高压油放出贮能器，但是当活塞杆缩入贮能器时，横向小孔刮伤“V”型组合密封圈，高压油会在“V”型组合胶圈的伤痕处将胶圈击穿成通道，使高压油急速外泄而造成机构失压。
从目前的产品质量来看，微动开关和交流接触器是现场很难彻底解决的。
为防止机构产生高压，机构本身已设计了安全阀，活塞杆上放油小孔及电器回路的压力表异常压力接点，以CY5配SW2一60G开关为例，安全阀动作压力为22±
1MPa，压力表高压接点为20MPa，而活塞杆小孔缩入贮能器的压力远远低于安全阀的动作压力和压力表的高压接点压力。
该机构预充压力为8．8MPa，预充压力在下线，即8．5MPa，那么，当活塞杆小孔进入贮能器时，压力表接点还不能闭合切断交流接触器励磁回路那位切断励磁回路，当交流接触器卡涩时，还是不能使油泵停止工作，还会发生打高压现象。
安全阀的动作几率很小，只有在活塞杆上小孔严密堵塞，交流接触器卡涩住的情况下动作。
也就是说液压机构的高压保护的最后一个保护，实际上在运行中几乎没有发挥作用。
根据以上现象的分析，建议采用如下方法处理。
（1）在油泵停止的微动开关位置上再装一个微动开关，并与原微动开关串联。
（2）将起动电机的交流接触器再串联一个交流接触器，并吊装在机构内。
（3）将安全阀的动作压力值降低到活塞小孔刚接触“V”型组合密封圈下沿时的压力，并保证在高于额定油压1MPa时恢复。
（4）在油泵停止的微动开关上方约1cm处，再装一个微动开关，用该微动开关控制一台交流接触器，并将交流接触器串入电动机电源回路，当原交流接触器卡涩时，贮能器活塞杆会继续上升，越过油泵停止开关后，后装的微动开关断开，使交流接触器也断开，切断电动机电源。
使机构不产生高压。
（5）在液压操作机构的高压管路中安装一个压力传感器，并通过电缆将电信号传人主控室内的控制屏上，在屏上安装一块压力表，直接反应出机构内的压力值，使运行人员在室内即可直观机构的压力情况。
（6）压力继电器是把油液的压力变化转变为电信号的一种信号转换元件，在高压油管路上安装一块压力继电器，其接点串联在交流接触器的励磁线圈回路中，当液压系统中的压力升高到预定值时，自动断开接触器，切断电机电源，同时发出信号。
断路器液压操动机构在运行中的压力异常现象
保持液压操动机构正常的工作压力，是保证断路器可靠动作的前提之一。
在机构的调试和运行维护中，经常会遇到压力异常高和压力异常低的现象。
分析如下。
1．压力异常高
液压机构压力异常高是指其压力随时间的增长而增高。
造成压力异常高的原因及相应的处理方法如下：
（1）高压油进入氮气室。
例如，某大型变电所2号主变压器的SW2一220Ⅰ型少油断路器，配用CY3一Ⅱ型机构，由于高压油进人氮气室，造成油、氮混合。
使其压力从额定压力22MPa上升到26MPa。
高压油进入氮气室的常见原因如下：
1）贮气筒活塞密封圈的预压紧力不够。
由于CY3型液压机构的贮压筒活塞静止在工作位置时，油压仅比气压高4%，压差很小，活塞的V型密封圈除预压缩以外受到油压的压缩较少，因此在组装时要注意保证V型密封圈有适当的预压缩。
有的单位曾多次发现厂家组装的贮压筒洁塞密封圈的轴向预压为0．5mm，运行2年左右，由于密封圈老化，预压缩不起作用，高压油从密封圈处进入氮气腔出现压力异常。
现场长期运行经验证明，预压缩量在1～1．5mm较为合适。
2）贮压筒活塞杆与筒不同心。
贮压筒、贮压筒洁塞上与活塞杆螺纹连接的孔及端盖孔应同心。
某供电局解体发现几起由于两者不同心造成活塞与筒间隙不均匀，使一侧划破（集中在圆周的一段内），密封圈损坏，高压油进入氮气腔，引起压力异常的现象。
尤其是完善化前的产品，由于活塞杆与活塞间有一M16弹簧垫圈，当活塞杆装入活塞时，有时将弹簧垫压不平，使得活塞杆倾斜，造成筒与活塞一侧被研磨。
对此，应按厂家完善化方案及时进行改进，取消M16弹簧垫圈，改装成￠22×
3的O型圈作端面密封。
但根本的办法应当是制造厂提高产品质量，保证零件加工的同心度。
3）贮压器装配不清洁。
贮压器装配时要求有较高的清洁度，尤其是不得有铁屑、毛刺，等杂物混入。
现场曾发现贮压器氮气室进油约100mm高，筒内壁有严重划伤（集中在圆周一侧）。
经
升级会员 