SN10—10I型少油断路器在遮断过程中烧毁的原因及处理.doc

SN1010I型少油断路器在遮断过程中烧毁的原因及处理,fSN1O一10型少油断路器在遮断过程中烧毁的原因及处理巾地区电业局崔秉礼1O10型少油断路器从1981年以来,日臻完善并在全国范围内广泛生产,大量使用,现已成为电力系统断路器选型的主要产品.从多年的运行表明,其基本性能是稳定婚,但尚存在问题:即断路器在遮断过程中烧毁.据了解我省已发生多狄,其中晋中电业局北郊变电站前后发生两台次.一,断路器烧毁简况1.断路器故障榆次北郊变电站,1O出线较多,母线短路容量为158L.伏安(88年前).85年5月11日21时20分,室外小雨伴有雷声,强光中1O主断路器掉闸.经检查,891断路器烧毁10K主断路器掉闸.891速断保护,重合闸装最均有动作信号断路器为分断位置.87年4月20日4点20分,室外阴天zl,T4iloK配电室发生巨响强光,主变侧开关掉闸.经检查是866开关烧毁越级.866速断保护及重台闸装置均有信号,断路器为分闸位置.2.断路嚣烧毁前运行情况两台烧毁的断路器皆为柳州开关厂产品.分别于80年82年投入运行.84年根据柳开大排气改小排气方案与该厂订购改造件,并派员赴柳开技术培训后于11月严格按照部颁导则及主机厂技术要求和工艺进行了完善化.主要调试数据,速度特性,电气绝缘试验均在合格范围.烧毁前,两台开关皆无缺陷.遮断故障累计次数为8911次(j流),8863次(过流两次速断一次).5.开关烧毁后外观和解体检查两台次开关烧毁从时问相隔近两年,但故障原因,性质,部位,程度皆为一个模式.(1)外观油位不见,三相帽盖不同程度均被烧毁.帽盖上的排气孔盖有的被电孤熔化,有的半熔化掉落.油气分离器烧毁.三相绝缘筒程度不同的烧焦变黑.个别托架绝缘子炸裂.(2)解体检查绝缘油不同程度下降,油巾有游离碳呈黑色.断路器上帽内壁均保持银本色无任何痕迹和脏污.动静触头正常遮断烧伤轻微.灭孤室隔板以及其它另部件除有沉积的游离碳外无烧伤,变形,开裂等不正常迹象.其它都正常.导电杆行程均在144一l45毫米.灭弧室上端面距绝缘筒上端尺寸均在62.5-63毫米.刚分速度均在3.O一3.1米/秒.刚台速度均在3.73.8米/秒.二,故障原因分析两台断路器烧毁时室外均为阴天小雨并伴有雷声,由雷击和接地引起的故障启动速断保护动作掉闸jo.5秒后重台闸启动重台复掉.根据外观和解体检查判断,断路器的烧毁发生于外部.上帽排气孔大量向外喷射高温油气在相间形成游离,空气绝缘被击穿产生电弧,相间弧光短路导致断路器从外部烧毁上帽o1.开断过程存在的特征(1)北郊1IoKV变电站IoKV母线短路容鼍当时为158J,伏安.故障断路器的遮断容量?43?为30O兆伏安.也就是IoKV母线最大短路容量仪是断路器遮断容量的50%.在此情况下故障遮断,出现在触头间的瞬态恢复电压及上升率较断路器满容量开断时为高(见下表).以两参数法表示的标准瞬态恢复电压由此可见这种情况下的故障开断对断路器是比较苛封的.图1近距故障单相等值电路(2)两次故障点与断路器的距离都较近,在0.58公里之内可能类似于近距故障开断性质.如图2所示的B点发生短路故障,这时线路侧的电感虽起着限制短路电流的作用,但在开断过程中当电流过零后,线路上的残留电荷圈2近距故障断路器立即会在故障段产生行波,断路器线路侧出现上升速度很高的锯齿形电压,影响到恢复电压的起始波形使断的恢复电压曲线路器触头间瞬态恢复电压的起始速度较快.给断路器灭弧形成了苛刻的工作条件(见图2).2.断硌蕾断中太向外排油气的原因经对烧毁断路器外观和解体检查后,确认大量油气是由排气孔排出.根据有关资料介绍ISl0一l0型少油断路器在改为小排气后,开断满容量时仅有微量灰白色气体从排气孔排出.油面下降约1毫米,无油迹,外观效应很轻.而今大量油气向外排jqJ,原因何在呢?44?首先还得从铝帽结构和工作原理米了解.铝帽结构见图3.断路器在正常运行中,铝帽的缓冲空间经犯.3毫米的小孔与惯性膨胀式油气分离器相通.回油逆止阀处在开启位置,当断路器分断时油气掘合物在断路器内部迅速形成压力.回油逆止阀开启的钢压迅兰.注.上帼装配.螺钉.闭阀rrl.在灭孤室i:2,.5tR.油气的吹弧过程中,大6.回油逆止婀.量油气顺着吹弧道冲出到缓冲空间膨胀后又经2.3毫米小孔进入油气分离器.并引导成切线方向,油气混合体梧圆周壁旋转在惯性力的作用下油雾被甩在圆周壁上与气体分离.由于嘭胀和接触金属壁而降温凝聚成油滴沿壁流下.待逆止阀钢球向下返回后回至灭弧室.只有少量经冷却的气体从定向排气孔排出.在遮断过程中,大量油气无阻地经排气孔向外排出是造成断路器从外部烧毁的根本原因.从上帽的结构可知,能造成大量排气的通道唯有回油逆阀止关闭不严.图4回油道止阀装配.同油逆止阀解体检赉分析.-ll;i75O03一45根据图纸设计要求,回油逆止阀开启行程应为0.5一l毫米.而故障断路器的回油逆止阀开启行程是23毫米,超过技术要求的23倍.因此断路器遮断过程中,由于球阀行程增大I阀门关闭时间相应增长,高速的气流迅速通过球阀和阔口之间形成流动.这时,在球阎上将产生与作用力方向相反的反作用力(气流力),造成逆止阀关闭困难,大量油气未经分离而直接从逆止阀无阻地向外喷出.斗图6球阀上的作用力回油逆止阀钢球行程增大的原因,主要是加工粗糙,累计公差所致.制造加工图纸见图4.根据其标称尺寸测得,除个别少数外,都在允许范围之内.而最后的行程都在2毫米,也有个别达3毫米.测量结果分析如下:(1)根据图5所示的标称尺寸,计算得钢球的行程为;KE=8.73/2一oK0,(=(8.73/2)一(7/2)=2.61E=8.73/22.61=1.76l3+KE一(4+1+8.73)=1.03毫米即按图上的标称尺寸加工后的逆止阀,铜球的行程巳达1.03毫米,已不满足0.51毫米的要求.(2)252粗糙.解体发现,钢球密封面是同10毫米钻孔一次加工而成.平面(阀座密封口)带有一定的弧度.实测孔的内外边差约0.3毫米.钢球的标称是8.73毫米,实测均在8.6毫米左右.最大的为8.7毫米.同时还带有一定量的不国度.锕球的定位铆钉有弯曲变形,两侧孔不等距,个别最大差迭0.5毫米.这些也是造成行程增大的另一个主要原因.综上解体分析,进一步明确了喷油的途径.(3)油气的各通道截面如下;a.经上铝帽2.3毫米小孔与油气分离器连通,沿切线方向旋转冷却,油气分离后排出.截面为2.3./4=4.15ramb.经钢球与阀壁之间空隙截面为:(108.78)/4=18.68ramc.钢球行程为1毫米时的阀口通气截面为:71=21.99ram此截面随行程增大而正比增大截面,但通气量受钢球与阀壁的截面所限止所以从截面看,钢球与阅壁的截面为孔2.3毫米的4.5倍.而实测钢球直径都不足.73,进一步加大间隙截面.球阀行程都在2毫米左右.开启位置时,球f副孺在阅口一边.严重时有可能如前所述,在开断故障电流时将带有压力的油气从逆止阀中直接喷射到分离小室内(钢球并不向上关闭)再经排气孔大量向外排射i卣气.三,处理方法1.更换逆止阀晋中局在阳泉电器厂订购一批符台图纸要求,公差配合确当球阀行程为0.51毫米的逆止阀.在北郊变电站进行了逆止阀更换.至今已有两年之久.各出线断路器故障遮断频繁,但再未发生类似故障.2.科甩原阀体针对不同1I掘进行处理a.适当加大钢球直径(可选用9毫_米的(下转第62页)?45?各国对锅炉热效率试验的试验负荷,准备时1日,试验时间,测量时间间隔,被测值的允许波动范围等,有不同具体规定,需要时查阅有关资料.8.关手热效率的修正和误差分析近年来国际上对误差分析及试验误差日趋重视,各国误差分析方法繁筒不一,进行实际工作时还需对实际使用的标准进行推敲.五,对保证值测量工作的看法保证值测量工作是一项艰苦细致的工作,它具有重要意义.(上接第45页)钢球),能在改变行程的同时义碱小钢球与壁间隙.b.将铆肖杆直径加大或移位重新配钻铆肖孔,减小球阎行程.四建议1.通过两次断路器事故的发生,处理,事故分析,产品的质量必须引起用户和制造厂高度的重视.尤其翩造厂,因忽略一个小小的回油逆止阎,给国家造成巨大的损失.关键是?82?我个人认为,对新机组保证值测量应该进行,但在选择测点,和测量系统时,在双方能迭成协议的前提下,注意宜简不宜繁,不要事事搞得那么繁锁,难以应付.参考文献1.神头发电厂捷克2OOMW机组保证值测量试验报告,锅炉部分,山西电力试验研究所2.电站锅炉性能试验规