电阻片性能对超高压 SF₆罐式断路器内闪影响研究【摘录】

摘要：合闸电阻的核心部件为电阻片，其性能直接决定合闸电阻工作水平；500 kV SF₆断路器所用陶瓷电阻片热容量、通流能力优异，但多次通流后性能会劣化。目前缺少电阻片专用标准与检测手段，内部隐患难以被运维及时发现。文中结合一起电阻片碎裂移位引发放电故障，通过解体、SF₆气体检测，分析电阻片机械缺陷对断路器性能的影响，提出质量管控与防范措施，为设备及电网安全运行提供参考。
0 引言
 330 kV 及以上超特高压线路空载合闸会产生操作过电压，合闸电阻提前接入回路消耗能量、削弱电磁振荡，实现过电压抑制。本文研究 LW₅6‑550 罐式断路器因合闸电阻片碎裂移位造成放电的故障案例。
1 事故概况
 设备结构参数：故障断路器合闸电阻采用串联堆叠陶瓷电阻片，单片阻值约 5.75 Ω，74 片串联，总阻值 425±21.25 Ω；陶瓷电阻具备比热容、抗压强度、短时体积热容量等关键指标，但存在负温度系数。
1.1 故障经过：2024‑03‑10，断路器 A 相合闸时合闸电阻片击穿，引发母线对地短路，母差保护动作切除故障。现场 SF₆检测 A 相气体劣化，B 相 SO₂分解产物严重超标，开盖发现电阻片断裂破碎，罐体内存在大量放电粉尘。
1.2 解体及返厂试验现象：多相电阻片出现碎裂、裂纹；带微裂纹电阻片绝缘电阻大幅下降；同批次完好电阻片经冷热循环试验后出现开裂，证明电阻片存在机械性能缺陷、材质分散性问题。仿真表明故障时刻断口电压未超过设备正常耐受水平，故障由电阻片本体缺陷诱发。
2 故障原因分析
2.1. 电阻片预先开裂、碎裂移位，造成电场畸变；合闸投入后部分电阻片被短接，剩余电阻承受大电流发生爆裂，碎片引发罐体对地放电，爆裂应力造成机构法兰断裂。
2.2. 陶瓷电阻制造分散性，材质、几何均匀性、电场、电动力会加剧性能差异；多次分合闸操作、电动力作用加速电阻片开裂、绝缘失效，最终击穿放电。
2.3. 该线路跳闸频次高，合闸电阻操作次数多，加速电阻片机械性能劣化，放大设备隐患。
3 改进措施：
3.1. 优化导电杆绝缘涂覆工艺，改善电场分布，降低电场畸变放电风险；
3.2. 开展同型号断路器开盖检查、SF₆分解产物带电检测；
3.3. 完善电阻片质量控制、检测手段，建立寿命评价方法；
3.4. 运维增加射线检测、停电测试合闸电阻阻值与预投入时间；
3.5. 结合系统参数仿真合闸电流波形，比对录波，提前识别隐患。
4 缺陷产生的主要来源：
4.1. 安装前损坏：运输、安装冲击，悬梁式结构易受冲击损伤；
4.2. 安装过程损毁：装配杂质、零部件工艺缺陷造成电阻损坏；
4.3. 运行中劣化：电动力、电磁力长期作用，造成电阻片皲裂破损，畸变电场，降低绝缘耐压性能。
5 结语
 陶瓷合闸电阻热容量大、通流能力强，但制造分散性易带来机械缺陷，随操作次数增加性能劣化。必须做好电阻片质量管控和全生命周期管理，保障超高压断路器与电网安全稳定运行。

来源：张宏伟. 电阻片性能对超高压SF6罐式断路器内闪影响研究[J]. 青海电力,2025,44(3):56-62.