稳压器安全阀阀头泄漏故障分析与处理

　　摘要：文章从稳压器安全阀入手，针对秦山核电站二期和法国Saint-Laurent NPP核电站稳压器安全阀管线接头泄漏事件及多年检修中发现BANJO接头处硼结晶问题，分析了问题的原因、可能产生的后果及应采取的措施，详述了SEBIM安全阀的检修要领和方法，希望能够对核电厂SEBIM安全阀的检修工作者有所帮助。
　　关键词：稳压器；安全阀；阀头泄漏故障；SEBIM；控制管线；BANJO接头 文献标识码：A
　　中图分类号：TL364 文章编号：1009-2374（2016）11-0048-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.11.025
　　高压断路器是电力系统中重要的控制和保护电器，操作机构作为高压开关的重要组成部分，用来使开关分闸、合闸并维持合闸状态。目前使用的高压开关，其操作机构主要有电磁、弹簧、气动、液压及液压弹簧式等。乌鲁木齐电业局所管辖的变电站中，有3座变电站采用户外式LW14/15型气动机构断路器。这些气动机构断路器运行年限已久，其缺陷率是全局所有断路器中最高的。除了常见的机构打压频繁、打压电机不能正常启动与停止、操作压力异常、逆止阀、气管路及分闸阀漏气、连接气管路结冰等常规缺陷外，我们还发现了气动机构由于机构卡涩造成断路器不能合闸故障以及断路器在运行过程中本体内有异常声响的重大隐患。在下文中将进行详细的介绍与分析：
　　1 气动机构断路器简介
　　西安高压开关厂生产的LW14/15断路器所配操作机构为CQ6型气动机构，是一种以压缩空气做动力进行分闸操作，辅以合闸弹簧作为合闸储能元件的操动机构。该机构为气动-弹簧操动机构。气动机构由空压机、压缩空气罐、空气压力开关、空气压力表、安全阀、排气管、逆止阀、排水阀等组成，依靠压缩空气罐内额定压力为1.5MPa的压缩空气来实现分闸操作。
　　目前，我局使用的西安高压开关厂气动机构断路器共有32台，其中LW14-110断路器13台、LW15-220断路器19台。现将该类型断路器常见的缺陷进行简要分析，并重点针对机构卡涩造成断路器不能合闸及本体内异常声响等重大故障及隐患进行分析，提出了相应的处理对策和建议。
　　2 气动机构断路器常见缺陷简要分析
　　2.1 空压机启动频繁
　　空压机正常时1.45MPa启动，1.55MPa停泵，每天启动1 2次为正常，超过2次为启动频繁。打压频繁的原因主要有两方面：一是空气压力开关起泵与停泵之间压力差过小（正常为0.1MPa压差），造成空压机启动次数增多。但断路器在投入运行前均对空气开关压力值进行过校验，出现这种现象的几率比较小；二是压缩空气系统轻微漏气。这是空压机启动频繁的主要原因，经常会出现漏气的部位有逆止阀、分闸控制阀、连接气管路、放水阀等部位。
　　2.2 操作压力异常
　　操作压力异常表现为：
　　2.2.1 操作压力下降至起泵、报警甚至闭锁值时空压机不能正常补充操作压力。原因可能为：（1）空压机出力不足、损坏或与打压电机连接皮带断裂；（2）打压电机损坏、碳刷接触不良；（3）空气压力开关接点卡涩、冻结黏死；（4）打压电器回路元件故障，如接触器线圈烧毁、接点接触不良、打压保险熔断等。
　　2.2.2 操作压力异常升高造成安全阀启动，原因可能为空气压力开关接点卡涩、冻结黏死，在压力补充至停泵值后不能正常动作断开打压回路。
　　2.3 气管路结冰
　　此类缺陷常出现在LW15-220断路器中，因为三相断路器的压缩空气罐用Φ22铜管连通，压缩空气由B相操作机构内的空压机提供。由于压缩空气内的水分未能及时通过放水阀排出，在连接铜管中积存，冬季温度降低后就会结冰将气路堵住。由于空气压力表及打压回路的控制部分均在A相，若A、B两相间连接管路冻住，空气压力表仅指示A相操作压力，会造成B相空压机一直不停，操作压力一直升高至安全阀动作，烧坏打压电机。若B、C两相间连接管路冻住，则断路器C相操作压力无法监视，可能会降至正常操作所需压力以下，造成断路器C相拒分，甚至慢分造成断路器灭弧室爆炸。可以在连接铜管表面黏附加热带及保温设施，保证冬季管路的温度在冰点以上，防止管路结冰。
　　2.4 逆止阀、分闸阀漏气
　　逆止阀由阀座、密封垫及复位弹簧组成，长期进水会造成复位弹簧锈蚀、变形、弹力下降，造成逆止阀
　　漏气。
　　分闸阀由于阀口密封垫、活塞密封圈老化、损坏会出现漏气现象，还可能由于冬季阀口积水结冰，造成阀口密封不严导致漏气。
　　3 气动机构断路器重大缺陷及隐患分析
　　3.1 操作机构卡涩
　　3.1.1 活塞杆卡涩。2012年1月2日17时40分，220kV头屯河变电站220kV头东线断路器在送电过程中，断路器A相不能合闸，合闸线圈烧毁。现场检查断路器电气回路及操作压力均无异常，但现场手动无法进行合闸，初步判断为机械卡涩故障，造成合闸弹簧能量不能释放。气动机构合闸操作的动作原理为：断路器分闸后压缩合闸弹簧，为合闸储能，合闸保持掣子勾住活塞杆，使断路器保持在合位。合闸操作时，合闸电磁铁吸合使衔铁向上动作，推动合闸触发器顺时针旋转，解除对合闸保持掣子限位滚子的限制，合闸保持掣子逆时针运动释放活塞杆，合闸弹簧能量释放，断路器合闸。检修人员对合闸弹簧进行检查，其外观完好无裂痕，且用手动工装进行压缩时弹性良好，排除合闸弹簧断裂或出力不足的原因。同时对活塞缸及活塞杆进行检查，未发现偏斜卡滞现象。经过逐一排查最终找到故障原因：由于头屯河变属重污染地区，断路器机构活塞杆与活塞缸连接部位有灰尘进入，形成油泥淤积，造成活塞杆卡涩，合闸保持掣子限位滚子不能与触发器接触，断路器弹簧力量无法释放，断路器无法合闸。检修人员利用撬杠使活塞杆向上运动，再用手动工装将其向下压，同时对油泥淤积的部位进行清洁润滑。经过多次上下活动后，活塞杆卡涩现象消除，断路器分合闸灵活可靠。
　　   3.1.2 活塞片偏斜引起的卡涩。2010年6月21日19点，在220kV电炉变电站进行220kV头炉线2513断路器定检工作中，在进行远方合闸传动试验时，断路器A、B相合闸成功，C相未动作，经检查C相断路器电气回路及操作压力均无异常，合闸触发器及合闸保持掣子已动作，但机构卡在一半不能动作。检修人员在厂家技术人员的配合下现场对头炉线C相机构进行拆解分析，在解体后发现断路器不能合闸的原因为机构气缸中的传活塞杆与活塞盘连接处螺丝脱落。连接处共有四颗螺丝，有一颗未上、一颗脱落、两颗松动，从而造成气缸中活塞杆与活塞盘不垂直，导致活塞盘发生偏斜，不能在气缸中进行垂直上下运动，卡在气缸内，合闸弹簧也不能完全释放，无法完成合闸。将脱落及松动的螺丝进行紧固，保证活塞杆与活塞盘垂直后，活塞盘可正常在气缸中处置上下运动，断路器合闸灵活可靠。
　　3.2 本体内有异常声响
　　2011年3月2日，220kV三宫变电站220kV米宫线2516断路器（LW15-220型气动机构断路器）B相在运行中本体有异常响声，现场检查未发现操作机构内有金属部分振动，怀疑为声音是从本体内发出，经测量断路器本体SF6气体中SO2含量高于A相和C相的，初步判断为断路器本体内部有放电现象，最有可能部位为绝缘拉杆与活塞杆连接的轴销悬浮放电造成。
　　检修工区安排开展以下工作进行跟踪：3月3日，对220kV米宫线2516断路器B相进行红外测温，发现无异常。红外测温主要对绝缘支柱瓷瓶和灭弧室温度进行了测量。
　　通过红外测温发现，各部位的温度相间差都在1 之内，无明显故障特征。
　　3月4日，新疆电力科学研究院专家对2516断路器B相SF6气体进行成分测试（仪器未用标准SF6气体标零），发现2516断路器B相SF6气体中SO2含量高于A相和C相的，判断内部有轻微放电故障。
　　SF6气体内部发生放电时，主要产生SO2气体，如气体内微水含量较大，同时产生HF、H2S等气体。
　　3月7日，对2516断路器采用开关柜局放检测仪进行局放检测，发现B相放电量偏大。
　　B相放电量比A、C相大10db，可能存在内部微量
　　放电。
　　通过对断路器SF6气体成分检测分析，B相SO2气体含量明显高于A、C相，进行的局放检测试验，也发现B相放电量较A、C相偏大，进一步证明了断路器B相本体内确实存在局部放电缺陷，但缺陷的具体位置还不好确定，厂家人员也到现场核实，认为最有可能为绝缘拉杆与活塞杆连接的轴销磨损产生空隙，由轴销空隙造成电位差，从而引起悬浮放电，厂家证实了同类型断路器曾经出现过此类问题。
　　通过对大量资料收集显示，西安高压开关厂生产的断路器灭弧室内绝缘拉杆与传动拉杆之间的轴销磨损从而引起悬浮放电在国内已不是个例，多方资料显示该缺陷已在多家发供电企业单位出现。
　　根据现场试验数据和大量资料显示，检修工区状态检修专家组分析认定，目前三宫变米宫线断路器的缺陷可以确定为轴销处缺陷，且此缺陷被检修工区专家组评定为家族型缺陷。
　　4 结语
　　西安高压开关厂生产的LW14/15型气动机构断路器是我局缺陷率最高的断路器，除了常见的空压机启动频繁、操作压力异常、气管路结冰及控制阀、逆止阀、放水阀漏气等缺陷外，近两年出现了由于操作机构卡涩导致断路器无法合闸故障及灭弧室内绝缘拉杆与传动拉杆之间轴销磨损从而引起悬浮放电，出现本体内异常声响的重大设备隐患，严重影响着电网设备的安全可靠运行。虽然检修人员努力想办法解决这些问题，但气动操作机构本来就属于淘汰产品，内部很多重要的备品备件都已很难采购到，只有逐步进行更换，提高设备自身质量，才是根除以上问题，保证电网安全可靠运行的最终途径。
　　参考文献
　　[1] 张士成.变电检修技能培训教材[S].1998.
　　[2] 崔秉礼，查树光.高压断路器培训教材[S].1999.
　　[3] 阎士琦.常用电气设备故障诊断技术手册[M].北京：中国电力出版社，2005.
　　[4] LW14气动机构断路器使用说明书[S].1999.