LW11-110型气动机构断路器漏气故障的分析及处理

LW11-110型气动机构断路器漏气故障

的分析及处理

夏田，张勇

（湖南省电力公司株洲供电分公司，湖南株洲412000）摘要：气动机构断路器以压缩空气作为断路器分合闸的储能介质。由于高压气体回路结构复杂，密封要求高，在长时间运行后，易发生漏气等异常现象，严重影响电网设备安全稳定运行。本文通过分析一起LW11-110型断路器气动机构漏气事件，总结出造成气动机构漏气的原因以及寻找漏气点的检测方法，并归纳了运维人员在处理气动机构漏气时需要注意的事项。

关键词：断路器；气动机构；漏气；分析与处理

株洲供电公司110kV东湖变电站使用的LW11-110型气动机构断路器，以SF6作为绝缘及灭弧介质，压缩空气作为分合闸储能介质，配备一台LW11-110-C/A气动机构。该型断路器在长时间运行后出现了漏气、打压超时等异常情况，甚至导致断路器拒分，严重影响了设备的安全稳定运行。

1缺陷情况

2014-06-11 04:59东湖变开始进行“110kV团东庆线504线路由运行转检修”的操作，操作至“拉开504断路器”项目时，发生断路器无法拉开的异常事件。05:20告值班调度员：团东庆线504断路器现场拉不开，申请远方遥控拉开。随后05:24发现504断路器出现气压严重泄压，压力急剧下降至约1.43MPa，空压机动作开始打压，同时泄压现象仍然存在，即一边打压一边泄压，气压得以维持，未降至闭锁分闸压力。立即将异常情况汇报值班调度员，值班调度员告知远方遥控操作504断路器也拉不开。05:25将上述情况告检修调度，要求速派人来处理。6:00检修人员到达现场进行初步检查发现504断路器分闸控制阀空气泄漏，造成频繁打压。随后其拍下紧急分闸按钮，将504断路器拉开。07:50 值班调度员令将504断路器转检修。09:35 值班调度员令将504线路由热备用转检修。检修人员对断路器漏气异常进行了紧急处理，更换了分闸控制阀及分闸线圈，试验合格，可以投运。13:02 值班调度员令将504断路器及线路由检修转运行，至15:01操作完毕，504断路器及线路恢复正常运行。

2缺陷设备简介

发生异常的504断路器为沈阳高压开关有限责任公司生产的LW11-110型断路器，生产日期1998-02-01，投运日期1998-09-19。操作机构为气动式，额定压力 1.5MPa，启动打压压力 1.35MPa，闭锁分闸压力1.28MPa。断路器的分闸操作由压缩空气罐内额定压力为1.5MPa的压缩空气来完成。分闸操作时，压缩空气罐内的压缩空气进入气缸，推动活塞和拉杆向下运动，经机械传递元件使触头完成分闸动作，断路器分闸。分闸的同时活塞压缩合闸弹簧，使合闸弹簧储能。断路器合闸则是由合闸弹簧释能推动活塞和拉杆向上运动，完成合闸动作0。

气动机构由空气压缩机、高压空气管道、储气罐、安全阀、逆止阀、排水阀、空气压力表等部件组成，其结构复杂，零部件多，密封要求高。由于需要经常吸入外界空气，长时间运行后会出现积水、杂质淤积等情况，并且各密封件也会发生老化，密封性能下降，导致各部件都存在漏气的可能0。

3缺陷分析

检修人员现场检查发现504断路器分闸控制阀漏气，拆卸查看发现阀门中有杂质。分析认定，504断路器分闸控制阀由于运行

时间长，阀门内积聚杂质，在第一次操作拉开504断路器时，阀门卡涩，未迅速完全打开，导致压缩空气无法推动断路器分闸，断路器无法操作。而调控中心远方遥控操作时，除断路器无法操作外，还出现分闸控制阀漏气的现象。是由于阀门本身结构紧密，而在阀门开合过程中由于杂质附着在密封圈上，使密封性变差，从而导致了漏气。

另外，检修人员检查时发现504断路器分闸线圈已烧坏。这是由于在拉开504断路器时，分闸线圈有自保持功能。在下达分闸命令，分闸线圈励磁后，分闸自保持接点导通，使分闸线圈保持励磁，直至断路器分闸完成，由其分合位置辅助接点断开分闸自保持回路，分闸线圈失磁。而由于504断路器拉不开，就导致分闸线圈长时间通电励磁，进而导致分闸线圈烧损，如图3-1所示。

图1 气动机构故障点示意图

4经验归纳

4.1气动机构漏气原因

逆止阀阀门处漏气。逆止阀由于锁芯卡涩或者由于空气中杂质过多，导致转换不畅，逆止阀密封不严，压缩空气逆向通过逆止阀，发生漏气；

排水阀阀门处漏气。由于排水阀在运行中需要手动开合以排除储气罐中聚集的水分，可能存在放气后阀门未拧紧或长时间使用后阀门松动，导致高压储气罐内压缩空气的通过排水阀泄露；

安全阀阀门处漏气。安全阀的动作压力如果过低，低于额定气体压力值时，则会导致安全阀不正确开放，使气体压力达不到额定压力，致使空压机频繁启动。

分闸控制阀阀门处漏气。在断路器分闸时，分闸控制阀需要在极短时间内开放，让压缩空气推动活塞及连杆动作，从而使断路器分闸。如果因分闸控制阀中存在杂质或阀芯锈蚀等原因导致控制阀动作时卡涩或密封性能下降，也会发生控制阀漏气。

高压气路管道中各连接头处漏气。气动机构高压气路中管道连接头较多，密封要求高，随着运行时间不断增长，断路器动作带来的震动导致的连接处松动以及管道中的水汽在接缝处淤积导致的锈蚀的都可能会引发漏气现象。同时，各接头焊接处工艺不合格，出现漏焊、虚焊、氧化生锈，也可能导致漏气。

空气压力监视表连接管或表芯处漏气；空气压力表通常安装在断路器动作机构处，受到断路器动作震动的冲击大，并且结构精密，因此在断路器多次分合闸后，压力表连接管处或表芯内部可能会发生松动漏气0。

4.2检漏方法

（1）利用肥皂水检漏。具体方法为：在疑似漏气处涂抹肥皂水，如果有气泡鼓动，则说明该处存在漏气。这种方法检测的准确性高，但检测速度较慢；

（2）利用超声波检测。具体方法为：使用超声波检测仪检测疑似漏气处是否有空气流通来判断是否漏气。这种检测方法检测速度快，但是在漏气量小的时候，检测能力差。

（3）利用SF6检漏。具体方法为：在空压机打压时往空压机中注入少量SF6气体，随后使用SF6检漏仪检测气动机构各处有无SF6漏出，从而找到漏气点。这种方法能快速准确的找到漏气点，但是操作较复杂0。

4.3运维人员在处理气动机构漏气时需要注意的地方：

在空压机出现打压频繁时即应引起高

度注意。空压机打压频繁通常有两种原因：①空压机启动打压与停止打压定值设置不当；②气动机构回路中有轻微漏气。因气动机构投运时，空压机启动值与停止值都经过校验，因此情况①出现的概率非常小，情况②出现较多。运维人员在发现空压机打压频繁时（一天启动超过两次），应立即到现场检查，如果属于连接件松动，则进行适当紧固处理，如果因为元器件老化、损坏，则通知检修人员进行停电处理0。

在气动机构出现较明显漏气现象时应及时与调度部门、检修部门沟通，密切关注气动机构压力值变化趋势。争取在断路器气动机构压力值降低至分闸闭锁压力值前将断路器拉开。防止此时万一有短路故障发生，断路器因分闸闭锁而导致拒动。

（3）善于举一反三，当设备出现异常时注意对同类设备进行预防性检查。东湖变两台110lkV气动机构断路器型号相同，运行时间相同，运行工况相似，运行时间均已达16年，整体运行良好，但部分部件已存在老化现象。本次发现504断路器阀门中存有杂质，甚至发生漏气情况。那么另一台相似工况的502断路器也有发生同样异常的可能性。所以当设备出现异常时，应对相似工的设备予以加强监视，并利用停电检修的机会进行预防性处理。

（4）如果因气动机构漏气导致操作断路器时出现无法分闸，分闸线圈烧损是极为常见的现象。值班员对此类现象应有足够的警惕性。此时拉开断路器控制电源是防止分闸线圈烧损的有效方法。

（5）分闸控制阀由于正常时关闭紧密，没有开合动作，如果漏气，则通常发生于操作过程中。例如本次异常发生在504线路停电操作过程中，发生异常事件后，中断了计划操作，对504断路器异常进行处理，将504断路器转检修后，又继续完成504线路转检修的操作。这样的突发事件存在着大量的安全风险。针对这样的异常处理，应加强安全风险管控，熟悉应急预案，严格遵守异常处理的流程，在值班调度员的指挥下进行处理，并与各部门保持良好的沟通。5结束语

综上所述，气动机构断路器高压气体回路漏气是气动机构最常见的故障之一，对电网设备的安全稳定运行有着严重危害。作为运维人员，应对气动机构漏气有高度警惕性，熟悉气动机构漏气原因、漏气点查找方法，以及处理气动机构漏气时应注意的要点，为电网安全保驾护航。

参考文献

[1]李实亿，苏东青，庄严.110kV断路器气动机构频繁打压故障分析及处理[J].电工技术, 2011(05):66-67.

[2]陈家斌.电气设备运行维护及故障处理[M].北京：中国水利水电出版社.2003

[3]王强.从变电运行角度分析断路器气动机构异常[J].科学之友,2011第11期

[4]郭贤珊.预防开关设备事故措施技术解析[M].北京：中国电力出版社.2006

[5]Lissandrin, Mario.Gas insulated high-voltage circuit breaker with pneumatic operating mechanism. United States Patent .1993

作者简介

夏田（1989-），男，湖北黄冈人，助理工程师，学士，主要从事电气工程及其自动化专业，任株洲供电公司变电运维室变电运维一班技术负责人。邮箱：xiat3@https://www.wendangku.net/doc/4f14242812.html,。电话：138********。