SF6断路器操动机构的运行可靠性和选型探讨(一)

1、SF6断路器操动机构的运行可靠性和选型探讨（一）1前言近十余年来，随着我国500kV输电线路的出现和发展，以SF6气体作为绝缘介质和灭弧介质的SF6压气式断路器得到了广泛的应用，SF6断路器的制造也得到快速发展。目前我国72.5kV及以上系统，SF6断路器已经取代了少油和压缩空气断路器。SF6断路器之所以受到运行部门的欢迎，关键在于其优异的绝缘性能和开断、关合性能，尤其是其少维护性更适合运行部门的需要。多年的运行实践表明，SF6断路器本体部分的少维护性或者免维护性确实大大超过了传统的少油和空气断路器，但是操动机构部分的运行可靠性目前还很难令人满意，甚至可以说距运行部门的要求还很远。国内外的故障

2、统计表明，压气式SF6断路器操动机构的运行可靠性一直是影响断路器整体可靠性的关键。如果说，由于少油断路器本体的多维护性使得操动机构的重要性显得还不太突出的话，那么SF6断路器要达到预期的少维护或者免维护的指标，其操动机构的运行可靠性必须要得到根本的改进。因此，如何提高SF6断路器操动机构的性能和质量，使其与本体相匹配而达到要求的少维护性已成为世界性的课题。本文对我国电力系统19891997年间110、220、330kV和500kVSF6断路器操动机构部分的故障进行了统计，分析了不同型式操动机构的特点，并介绍了SF6断路器开断原理的变化和发展过程，旨在引起SF6开关制造厂对操动机构的重视。改善和

3、提高操动机构的运行可靠性已迫在眉睫！改善和提高操动机构的运行可靠性已219891997年全国电力系统110kV及以上SF6W路器操动机构部分的故障情况19891997年全国电力系统110、220、330kV和500kVSF6断路器操动机构部分的故障统计见附表。应该说明，操动机构包括两个部分：一是机构传动部分，包括储能系统和机构传动系统；二是包括控制机械部分进行分合闸操作和机构正常运行的控制和辅助回路，如接线端子、接触器、分合闸线圈、微动开关、密度继电器、压力表、安全阀等二次元件，简称二次部分。上述的故障统计数据与国际大电网会议对19781991年投运的22个国家的66kV及以上压气式SF6断路

4、器进行的可靠性调查数据基本吻合。国际大电网会议对70708台年断路器故障的统计结果是：因操动机构故障（包括主要失效和次要失效）占全部故障的648，其中操动机构机械故障占全部故障3769次的438，二次部分故障占全部故障的21。我国统计的数据是：因操动机构故障（事故和障碍）占全部故障的664，其中机构故障（包括液压和气动机构渗漏）占全部故障的55，二次部分故障只占全部故障的1141、2。二者的主要差别是国产SF6断路器的液压机构渗漏油故障所占比重较大。比如：国际大电网会议统计的次要失效中，液压机构的渗漏油大约占30，而国产SF6断路器液压机构的渗漏油要占80%。因此，要提高SF6断路器的运行可靠

5、性，首先必须提高操动机构及其二次部分的运行可靠性，这是国内外制造厂家的共同目标，而对国产SF6断路器，重点应是尽快解决液压机构的渗漏问题。3改善和提高国产SF6断路器液压操动机构的运行可靠性是当务之急根据19881995年全国电力系统500kVSF6断路器的故障统计，因制造质量共引发37次故障，其中国产断路器为20次，占54，但国产设备的运行数量只占14%3。在对19891997年全国电力系统110kV及以上SF6断路器的故障统计中，共发生操动机构故障304次，国产断路器为249次，占82%,国产SF6断路器的平均占有量至1997年底为66。在统计的169次液压机构渗漏故障中，国产设备为147

6、次，占87；在总共70次机械传动部件故障中，国产设备为62次，占8864。实际上，国产SF6断路器的液压操动机构在安装调试中，或在运行过程中还发生过大量的渗漏油和部件损坏缺陷，但并未统计在故障中。上述一系列统计数据说明，国产SF6断路器与进口产品的质量水平还有一定的差距，尤其是在操动机构的运行可靠性上仍有较大的差距。因此，解决国产SF6断路器液压操动机构的渗漏和传动部件的质量问题是当务之急，因为它已经成为采用国产SF6断路器的最大障碍。否则除了价格优势外，将很难与进口设备进行市场竞争，对此希望国内的SF6断路器生产厂要有清醒的认识。国产SF6断路器用液压操动机构的渗漏问题始终困扰着运行部门，而

7、长期以来制造部门虽有改进但并未很好地解决这一难题，其运行可靠性很难满足SF6断路器的要求。应该承认，生产压力在30MPa左右的液压机构，要保证其在使用中不发生高压油或氮气的渗漏是很难做到的。因此，目前世界上没有不发生液压机构渗漏的产品，因为可能导致渗漏的环节和因素实在太多。例如，在我国电力系统中运行的ABB公司的ELKS侪口ELFSL西门子公司的3AS5MG公司的FA和DHR阿尔斯通公司的FX32D和富士公司的BAK等产品的液压机构均发生过渗漏故障。据华东电管局的统计，华东500kV电网中，西门子公司3AS5型断路器的液压机构发生渗漏缺陷占其故障总数的27，ABB公司ELFSL74型液压机构渗漏占其故障总数的40%,MG公司DHB型液压机构渗漏占其故障总数的44。这些数字说明，就是国际名牌大公司生产的液压机构，其主要故障仍是渗漏，但是同国产液压机构相比，无论是发生渗漏的几率、频率或程度则要低得多。造成国产液压机构频繁发生渗漏和部件损坏的主要原因，除元器件的设计、材质、加工工艺和精度、密封件质量、清洁度和装配质量等方面存在不同问题外，关键是工厂的全面质量管理和质量控制仍不够严谨，质量意识还有待提高，尤其