GIS隔離開關操作機構卡澀的分析與預防

董萬洲，任珊珊

（甘肅劉家峽水電廠，甘肅 臨夏回族自治州 731600）

某水電廠總裝機容量1 350 MW，共有大中型水輪發電機5臺，220 kV、330 kV兩個電壓等級的GIS開關站，共有輸出線路8條，其中包括330 kV系統6條出線。每年的春檢預試以及缺陷處理等工作需要進行線路停送電。GIS電氣設備以運行可靠性高、檢修維護工作量小、故障發生率低等優點在電力系統中得到廣泛應用。但GIS設備一旦發生故障，其檢修拆卸工作量大、停電時間長。因此，如何減少GIS設備的故障發生率，以及當故障發生后如何分析和處理，已成為提高GIS設備運行穩定性的重要問題。2015-02進行了3124開輝I線線路春檢預試將線路運行轉檢修時，進行拉開33136隔離開關操作時，出現33136隔離開關（3124開輝線出線隔離開關）在分閘過程中出現明顯拉弧聲音，持續時間約30 s，33136隔離開關此時處于中間位置，未分閘到位，檢查發現隔離開關SF6氣室壓力正常。同時，上位機出現隔離開關操作電機過流的光字。現地操作控制箱上也出現相同的光字。操作人員立即手動將33136隔離開關手動搖開。避免了拉弧現象的持續，保障了操作的繼續進行。

1 原因分析

1.1 隔離刀閘操作機構原理

隔離開關的分合閘原理為：當接收到分合閘指令時，由電機通過渦桿帶動渦輪轉動，由渦輪帶動傳動曲軸，再推動主輸出軸轉動，機構主輸出軸旋轉會帶動GIS隔離開關本體的主傳動拐臂傳動連桿及各相拐臂旋轉，從而帶動隔離開關動觸頭運動實現分合閘。隔離開關操作機構動作如圖1所示。

1.2 隔離刀閘分閘不到位分析

正常情況下，隔離刀閘的分合轉動力矩大于操作機構的阻尼力矩。由于當時操作時戶外設備長時間未操作，傳動機構卡澀造成阻尼力矩過大，導致隔離開關操作過程中操作電機過流，熱繼電器動作，且事后檢查發現，廠家安裝工藝存在瑕疵，冬季環境溫度過低時，橡膠密封受熱脹冷縮影響也是造成卡澀的原因。通過對比33136隔離刀閘與其他隔離刀閘發現，33136隔離刀閘傳動連桿存在傾斜，這就加大了阻尼力矩的產生，易造成連桿的扭曲變形，影響設備穩定運行。

圖1 隔離開關操作機構動作過程圖

2 危害分析

隔離開關在電動操作中，出現中途自動停止故障，如果觸頭之間距離較小，則會長時間拉弧放電。較長的燃弧時間會造成觸頭燒損，甚至可能會引起SF6氣體分解爆炸損壞設備；造成設備操作時間過長，不利于電網變電設備的調度管理。線路停電措施延遲，造成整個線路檢修的工期延長，影響電力輸送。

3 解決措施

在電動操作中，如果隔離開關出現中途自動停止故障，則應及時處理。拉開隔離開關時，如果出現中途停止，則應迅速手動將隔離開關拉開。合上隔離開關操作時，如果出現中途停止，且時間緊迫、必須操作時，則應迅速手動操作合上隔離開關；如果時間允許，則應迅速將隔離開關拉開，待故障排除后再操作。此時，如果設備缺陷沒有消除，則將設備投運，或操作前發現有可能存在機構卡澀的現象時，上位機操作前運行人員應攜帶隔離開關手動操作把手在現場定點。停電檢修后，充分潤滑隔離開關操作機構，使隔離開關拉合順暢，便于操作人員快速將其拉合到位。加強對操動機構的維護、檢查，保證操作機構箱密封良好，適時進行機械特性試驗，測試其行程曲線是否符合廠家標準。提高隔離開關機構箱內的熱工元件的定值，比如將熱繼電器動作定值由原來1.6Ie調整為1.8Ie。在保證安全的情況下，即使隔離開關的操作機構有輕微的卡澀，仍然能夠順利地將隔離開關分合到位。加強運行巡視和紅外測溫工作，盡量在積累階段發現問題和缺陷，減小事故損失。

4 結束語

綜上所述，通過認真檢查隔離開關，找到了隔離開關分閘不到位的原因。GIS隔離開關分閘不到位是由操作機構決定的，操作機構的傳動拐臂安裝與設計角度有偏差，偏離正常運行軌跡，造成阻尼力矩的加大。因此，我們要重視在運輸和安裝過程中會對設備造成誤差的影響因素，加強技術監督，完善設備管理，保證設備安全運行，從而確保電網安全運行。同時，在正常的運維工作中，加強對設備外觀的檢查，發現缺陷及時處理，確保缺陷得到根治。對于西北地區，春冬季節風沙較大、氣溫較低等都會影響到隔離開關操作機構的穩定運行。春檢預試工作又是發生在這個階段，所以操作前應提前認真對設備的外觀進行檢查，有冰雪應及時清理，有沙塵會影響潤滑，應及時在機構輸出軸、傳動連桿、相間連桿等處的軸銷、萬向軸承處均涂抹潤滑脂。

［1］黎才添.隔離開關在倒閘操作中的常見故障及處理［J］.電力建設，2009（16）.

［2］張科.220 kV GIS隔離刀閘操作機構卡阻分析與措施［J］.科技創新導報，2014（25）.