一起LW15A-550型断路器灭弧室触头拉杆断裂事故分析.docx

一起LW15A-550型断路器灭弧室触头拉杆断裂事故分析 摘要：针对兴仁换流站发生的一起LW15A-550型 SF6断路器灭弧室触头拉杆断裂事故，根据该型号断路器的灭弧室结构、动作原理，结合灭弧室解体情况和材质分析情况，确定了该起事故的原因为灭弧室内动触头拉杆强度不足造成操作过程中拉杆断裂关键词：断路器；触头拉杆；断裂前言：断路器是变电站电气元件的重要组成部分，也是投切负荷及继电保护动作的最终执行元件，确保高压断路器安全操作，在电力系统运行中具有极其重要的意义2018年6月17日，兴仁换流站5051断路器C相在试验过程中发现开关不能正常分闸，最终经解体检查发现故障原因为灭弧室触头拉杆断裂一、事故过程2018年6月16日，检修人员对5051断路器进行机械特性（分合闸时间、速度）测试测试数据如下：5051断路器 合闸时间（ms） 合闸速度（m/s） 分闸1时间（ms） 分闸1速度（m/s） 分闸2时间（ms） 分闸2速度（m/s）A相CT侧 85.2 3.22 16.5 8.62 16.2 8.65A相母线侧 85 3.23 16.2 8.57 15.6 8.59B相CT侧 85.6 3.29 16.6 8.66 16 8.68B相母线侧 85.5 3.3 15.9 8.67 16.2 8.57C相CT侧 85.9 3.03 15.6 9.3 17.4 9.35C相母线侧 86.1 3.03 15.6 9.71 17.4 9.73C相两个分闸线圈的分闸时间相差1.8ms，分闸速度比A、B相大1m/s左右。

虽然速度测试值满足厂家给出的建议值（合闸平均速度：2.6-3.4m/s；分闸平均速度：8.4-10.7m/s），但横向比较还是有差别，为了能得到更准确的数据，检修人员决定对5051断路器CT侧灭弧室断口重新进行测量在连接好试验线后（断路器处于分位），试验仪器显示5051断路器C相在导通状态，将断路器两侧505117、505127地刀拉开，用万用表进行导通测试，结果显示其CT侧断口仍为接通状态，为了确认断路器在分闸状态时灭弧室断口是否真正分开，用回路电阻测试仪进行断路器回阻测试，测试数据如下：5051 CT侧断口阻值 母线侧断口阻值 双断口阻值分位 43.2μΩ 无穷大 无穷大合位 44.5μΩ 44.5μΩ 89.3μΩ根据现场试验结果判断，C相未能完全分闸6月18日，对5051断路器C相的SF6回收后，打开了5051三通躯壳进行检查，检查发现5051断路器C相CT侧灭弧室内的活塞杆和三通躯壳的连杆连接部分脱落二、返厂解体结果08月22日在厂内对5051断路器C相灭弧室进行了解体，解体结果如下：将灭弧室与拐臂箱分离，并取下活塞杆与拐臂之间的连接轴销，在对故障灭弧室进行拆解时发现活塞杆与拐臂连接处断裂，拐臂有摩擦痕迹（如图1）。

在动触头底部发现活塞杆的断裂部分（如图2）图1：拐臂有摩擦痕迹 图2：活塞杆的断裂部分经检查断路器拐臂、连杆零部件尺寸及相关装配尺寸无异常静触头、动触头烧蚀磨损情况也正常后续，对断裂的部分进行了材料成分、电镜扫描、金相组织、硬度、材料强度检测后发现拉杆接头抗拉强度最大仅为277.7MPa低于材质最低抗拉强度295MPa的要求，其他检测结果正常经查询该型号断路器在2011年及之前出厂的LW15A-550型断路器动触头拉杆接头材质为铝合金，材质抗拉强度为不低于295MPa根据仿真计算，断路器操作过程中动触头拉杆接头部位所受的普遍应力为160～280MPa，拉杆接头抗拉强度裕度偏小；该厂以对2012年出厂的LW15A-550型断路器动触头拉杆接头改为钢材质，抗拉强度已提升至不低于600MPa结术语：通过上述解体和材质分析可以发现，故障断路器灭弧室动触头拉杆接头由于材质抗拉强度不足，在长期的运行操作过后，接头销子孔受到拉伸和撞击作用，导致销子孔变形随着孔的变形，在断路器分合闸操作过程中销子对孔不断冲击最后断裂后续需要在公司范围内对2012年之前出厂的同型号断路器进行返厂轮修，将灭弧室动触头拉杆更换为钢材质部件。

刘伟 1988－ 男 工程师 从事超高压直流输电维护工作 E-mail：liuweiyk@-全文完-。