10kV開關(guān)柜斷路器非正常合閘家族性缺陷技術(shù)分析

引言

近年來(lái),某110kV6站A條10kV線路以及110kV4站B條10kV線路連續(xù)出現(xiàn)了開關(guān)分閘或線路故障跳閘）后遙控合閘、現(xiàn)場(chǎng)就地電動(dòng)控制合閘或重合閘）失敗的問(wèn)題,為此有關(guān)單位組織繼保、檢修專業(yè)人員對(duì)該類缺陷進(jìn)行了專題分析。

1缺陷分析

經(jīng)統(tǒng)計(jì),某110kV6站、110kV4站均投產(chǎn)于B002年,其10kV開關(guān)柜及保護(hù)測(cè)控裝置為同一批次產(chǎn)品。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢修、繼保人員反饋,現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)分閘后,開關(guān)遙控合閘、現(xiàn)場(chǎng)就地電動(dòng)控制合閘操作失敗,并發(fā)出控制回路斷線信號(hào)?，F(xiàn)場(chǎng)檢查設(shè)備情況發(fā)現(xiàn):一次部分合閘線圈燒毀,如圖1所示:二次部分保護(hù)模塊插件板燒毀,如圖B所示。

圖1合閘線圈燒毀圖2保護(hù)裝置插件板燒毀

2表象分析

通過(guò)查閱現(xiàn)場(chǎng)圖紙以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行研判,初步分析造成現(xiàn)場(chǎng)事故的原因:1）控制回路發(fā)出合閘信號(hào)后,該開關(guān)因某種原因未能正確動(dòng)作合閘,致使合閘控制回路長(zhǎng)期通電,合閘線圈被燒毀:B）保護(hù)模塊插件板有節(jié)點(diǎn)串聯(lián)連接于合閘控制回路中,在合閘控制回路長(zhǎng)期通電的情況下,保護(hù)模塊插件板也一并燒毀。

3缺陷原因深入分析

因該缺陷頻發(fā),且發(fā)生缺陷的設(shè)備多為較少操作的開關(guān)柜,為深入剖析該缺陷發(fā)生的原因,檢修、繼保人員利用停電機(jī)會(huì),對(duì)可能大概率發(fā)生該缺陷的6站F5開關(guān)柜近3年未進(jìn)行分合閘操作）進(jìn)行深入的缺陷分析。結(jié)合以往情況,得出以下結(jié)論:1）檢查核對(duì)該斷路器二次回路,原理正確,接線未發(fā)現(xiàn)異常:B）對(duì)F5開關(guān)柜進(jìn)行試操作,發(fā)現(xiàn)分合閘動(dòng)作過(guò)程中,分合閘脫扣半軸、分合閘指示器轉(zhuǎn)軸等轉(zhuǎn)動(dòng)部位都出現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)緩慢的不正?，F(xiàn)象:3）檢查脫扣半軸、轉(zhuǎn)軸,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)支承位置的潤(rùn)滑脂出現(xiàn)干澀黏稠現(xiàn)象,已失去潤(rùn)滑特性,增大了轉(zhuǎn)動(dòng)阻力,導(dǎo)致機(jī)構(gòu)動(dòng)作卡澀,如圖3所示。

圖3機(jī)構(gòu)動(dòng)作卡澀

4故障分析小結(jié)

1）110kV6站、110kV4站所運(yùn)行的該批次開關(guān)柜均投產(chǎn)于B002年,為某公司生產(chǎn),開關(guān)柜型號(hào)為xGNB-1B型,斷路器型號(hào)為ZNB8型,斷路器機(jī)構(gòu)型號(hào)為ksEP型,設(shè)備運(yùn)行近10年,停電4修維護(hù)較少。出廠時(shí)所涂抹的潤(rùn)滑脂出現(xiàn)不同程度的老化、變質(zhì)、干結(jié)現(xiàn)象,黏稠發(fā)黑,且混有較多灰塵,使各活動(dòng)部位出現(xiàn)較大阻力。B）由于斷路器脫扣阻力增大,脫扣半軸轉(zhuǎn)動(dòng)緩慢,每次操作時(shí)分/合閘線圈都超長(zhǎng)時(shí)間通電,甚至出現(xiàn)拒合、拒分情況,使線圈長(zhǎng)期通電發(fā)熱,大大降低設(shè)備使用壽命。3）因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,分/合閘線圈、保護(hù)裝置插件板已老化,其功能特性、材料特性等已大大退化,無(wú)法承受長(zhǎng)期通電等異常情況,容易短路燒毀。A）因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原因,分閘脫扣動(dòng)作所需的力較小,即使在機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)軸卡澀的情況下,分閘線圈通電后所施加的力仍能使機(jī)構(gòu)正常分閘:而合閘脫扣動(dòng)作所需要的力較大,在機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)軸卡澀的情況下,合閘線圈通電后所施加的力不足以使合閘脫扣動(dòng)作,如圖A所示。因此,線圈燒毀、機(jī)構(gòu)不能正常動(dòng)作的缺陷僅在合閘操作時(shí)出現(xiàn)。

5進(jìn)一步處理建議

申請(qǐng)停電,對(duì)110kV6站、110kV4站所運(yùn)行的該批次開關(guān)柜進(jìn)行4修維護(hù),降低此類缺陷發(fā)生的概率,保證電網(wǎng)的可靠運(yùn)行。

維護(hù)內(nèi)容如下:

(1)拆下斷路器脫扣構(gòu)件后重新清潔,并重新涂抹高性能的長(zhǎng)效潤(rùn)滑脂,使斷路器機(jī)構(gòu)動(dòng)作恢復(fù)到出廠狀態(tài)。

(2)為更好地保證斷路器動(dòng)作可靠性,將分/合閘脫扣半軸的轉(zhuǎn)動(dòng)支承件原來(lái)的黃銅軸套(圖5),更換為目前新產(chǎn)品使用的性能更好的專用軸承套(圖6)。

(3)由于線圈、保護(hù)裝置插件板長(zhǎng)期運(yùn)行、老化,無(wú)法評(píng)估其狀態(tài)、功能特性等關(guān)鍵參數(shù),故對(duì)所有分/合閘線圈、保護(hù)裝置插件板進(jìn)行更換。廠家建議更換絕緣固封式線圈,可以更好地防止潮濕、灰塵對(duì)線圈的影響,如圖7所示。

圖7絕緣固封式線圈

(4)對(duì)開關(guān)柜其他部分進(jìn)行B修,確保設(shè)備性能良好,運(yùn)行可靠。

6結(jié)語(yǔ)

10kV高壓開關(guān)柜故障直接影響著供配電的安全可靠性,特別是家族性缺陷會(huì)引起同類、同批次設(shè)備故障,對(duì)企業(yè)生產(chǎn)影響較大。因此,運(yùn)維人員應(yīng)熟練掌握開關(guān)柜的電氣一二次回路、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及相關(guān)運(yùn)行規(guī)程,以便在發(fā)生故障時(shí)能快速準(zhǔn)確地判斷事故原因,消除故障。