GIS隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)受潮引發(fā)的斷路器遙控閉鎖故障分析

劉柯 四川蜀能電力有限公司電網(wǎng)運(yùn)維分公司

一、引言

GIS因加熱器設(shè)計(jì)時(shí)的不規(guī)范，造成設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行后，常出現(xiàn)內(nèi)部元件受潮銹蝕，二次線絕緣老化，并造成運(yùn)行中設(shè)備的誤報(bào)警等現(xiàn)象。現(xiàn)以工作中一起處理GIS隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)受潮造成斷路器拒合的故障為例，說明西開GIS廠家設(shè)計(jì)上的不完善。

二、處理經(jīng)過

2017年02月12日08時(shí)00分，運(yùn) 行人員在融冰后的送電過程中，5051開關(guān)遙控合閘不成功。08時(shí)10分運(yùn)行向調(diào)度匯報(bào)停止操作，并告知檢修人員故障現(xiàn)象。

開關(guān)型號(hào)：LW13A-550/Y4000-63（G）；

廠家：西安西電高壓開關(guān)有限責(zé)任公司；

出廠編號(hào)：081；

生產(chǎn)日期：2011年7月；

隔離開關(guān)型號(hào)：GWG6-550；

廠家：西安西電高壓開關(guān)有限責(zé)任公司；

主刀操作機(jī)構(gòu)：CJG2；

出廠編號(hào)：081；

生產(chǎn)日期：2011年7月；

2017年02月12日上午10時(shí)，檢修人員抵達(dá)沐溪變電站，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)5051故障開關(guān)申請(qǐng)轉(zhuǎn)檢修檢查。

到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，檢修人員與運(yùn)維人員交流后得知開關(guān)不能遙控合閘。檢修人員對(duì)開關(guān)二次回路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)開關(guān)合閘控制回路從正電端到低油壓合閘閉鎖HL2CX末端/52B19無故障，HL2CX末端/52B19經(jīng)聯(lián)鎖回路到負(fù)電端不通，分閘控制回路正常。由此判斷是開關(guān)合閘回路中的VX閉鎖繼電器動(dòng)作將斷路器合閘回路閉鎖。

故障開關(guān)的聯(lián)鎖回路中只有一個(gè)VX中間繼電器，故障時(shí)VX中間繼電器處于吸合狀態(tài)。VX中間繼電器取電于刀閘分合操作過程信號(hào)回路末端89B1節(jié)點(diǎn)與負(fù)電4BN2之間，它的作用是當(dāng)?shù)堕l處于分合閘過程中，刀閘的控制回路帶電，VX繼電器動(dòng)作吸合，斷路器位于VX繼電器中的節(jié)點(diǎn)閉鎖斷路器控制回路，將開關(guān)的合閘控制回路閉鎖，以避免帶負(fù)荷拉刀閘的情況發(fā)生。

打開50512刀閘機(jī)構(gòu)箱，發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)凝露嚴(yán)重。在操作時(shí)得知50512刀閘A相分合時(shí)均不能進(jìn)行就地和遠(yuǎn)方操作，均通過按壓機(jī)構(gòu)內(nèi)的分合閘繼電器進(jìn)行操作。經(jīng)檢查50512刀閘在已分閘到位的情況下分閘接觸器TX線圈一直處于吸合狀態(tài)，其分合操作過程信號(hào)回路處于導(dǎo)通帶電狀態(tài)。將分閘接觸器TX拆下更換后，開關(guān)聯(lián)鎖回路中的VX中間繼電器線圈不再吸合，開關(guān)控制回路恢復(fù)正常。將拆下的分閘接觸器TX拆開后發(fā)現(xiàn)其相連的輔助開關(guān)節(jié)點(diǎn)（13-14）、TX線圈內(nèi)部彈簧已經(jīng)銹蝕，在分閘結(jié)束后無法將線圈復(fù)位。

在對(duì)50512刀閘機(jī)構(gòu)箱控制回路進(jìn)行進(jìn)一步檢查后，發(fā)現(xiàn)刀閘合閘控制回路正確，但是不能電動(dòng)操作，用萬用表進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)從正電端到合閘接觸器CX的A1、從負(fù)電端到合閘接觸器的A2皆導(dǎo)通，再對(duì)舊的合閘接觸器CX與新?lián)Q上的分閘接觸器TX及備件CX線圈的電阻進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)舊合閘接觸器CX電阻為2500Ω，分閘接觸器TX、新CX線圈電阻為5000Ω，由此判斷合閘接觸器CX出現(xiàn)故障。將合閘接觸器CX更換后，刀閘控制回路恢復(fù)正常。

當(dāng)分閘回路中所有元件、輔助接點(diǎn)、行程開關(guān)接點(diǎn)均正常的情況下，分閘控制接觸器TX的線圈A1和A2以及T1對(duì)地電壓（直流）均為-110V才表示分閘回路無異常。通過用萬用表對(duì)地量測(cè)上述三點(diǎn)，結(jié)果如下：A2對(duì)地-109V，A1、T1均無電壓。在斷電情況下用萬用表電阻檔對(duì)TX線圈進(jìn)行電阻測(cè)量顯示已開路。因此判斷為分閘控制接觸器TX已損壞。

檢查積水的刀閘機(jī)構(gòu)箱，發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)箱上部密封不嚴(yán)導(dǎo)致外部水汽進(jìn)入機(jī)構(gòu)箱，且機(jī)構(gòu)箱側(cè)面及下部排氣排水口被阻塞，無法將水汽排出，機(jī)構(gòu)內(nèi)的加熱器未啟動(dòng)，匯控箱內(nèi)的加熱器電源未投入。將箱內(nèi)積水擦干并用熱風(fēng)干燥，再將機(jī)構(gòu)箱上部用玻璃膠加強(qiáng)密封，將排水排氣口清理疏通。

刀閘機(jī)構(gòu)內(nèi)部已出現(xiàn)明顯嚴(yán)重的凝露，其位置信號(hào)節(jié)點(diǎn)只剩余兩對(duì)滿足運(yùn)行要求。

對(duì)50512刀閘進(jìn)行手動(dòng)、電動(dòng)分合閘操作，分合閘順暢、行程正常。進(jìn)行后臺(tái)遙控操作，刀閘可靠分合，后臺(tái)信號(hào)位置正確。對(duì)5051開關(guān)進(jìn)行就地及遠(yuǎn)方分合操作各3次，確認(rèn)開關(guān)分合可靠，后臺(tái)信號(hào)位置正確。

三、結(jié)論

此次500kV城沐二線5051開關(guān)合閘、50512刀閘的缺陷主要原因如下：

1. 500kV城沐二線50512刀閘機(jī)構(gòu)箱上部密封不嚴(yán)，側(cè)面及下部通風(fēng)口排水孔阻塞，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)箱內(nèi)進(jìn)入大量水汽且無法排出。

2. 500kV城沐二線50512刀閘控制回路中的分閘接觸器TX的彈簧在潮濕環(huán)境下銹蝕失去彈力，導(dǎo)致分閘操作完成后吸合的線圈無法復(fù)位，分閘控制回路雖已由SL1行程限位開關(guān)斷開，但分合操作過程信號(hào)回路仍然導(dǎo)通帶電，使5051開關(guān)聯(lián)鎖回路中的VX中間繼電器動(dòng)作將開關(guān)合閘回路閉鎖。

3.在檢修過程中，發(fā)現(xiàn)50512刀閘的合閘接觸器CX因在潮濕環(huán)境中內(nèi)部線圈發(fā)生匝間短路，導(dǎo)致電阻降低至正常值的一半，無法吸合，使刀閘無法電動(dòng)合閘。

4.西開同批次的GIS組合電器設(shè)備除間隔內(nèi)斷路器機(jī)構(gòu)箱的常加熱加熱器在啟用，其余加熱器均通過匯控箱內(nèi)唯一的加熱器電源空開控制。刀閘機(jī)構(gòu)箱內(nèi)未加裝獨(dú)立的溫濕度控制裝置，而由匯控箱內(nèi)的兩個(gè)溫濕度控制裝置來提供啟動(dòng)條件。隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)空間比匯控箱小很多，當(dāng)機(jī)構(gòu)內(nèi)受潮進(jìn)水后，迅速形成凝露，由于溫濕度控制器安裝位置的限定，使匯控箱內(nèi)溫濕度控制器并不能感知隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)的情況，且變電站處于低洼地帶，濕度較大，極易造成機(jī)構(gòu)元件的損壞，并造成回路故障。

5.該機(jī)構(gòu)內(nèi)采用的加熱器為一個(gè)加熱電阻，其安裝位置在刀閘輔助開關(guān)下方，其控制邏輯由該間隔內(nèi)總加熱器控制空開控制。由于沐溪變電站所處位置在常年濕度較大的低洼地帶，為保證其排水性，在電纜走槽下方鉆有排水孔，而電纜到刀閘機(jī)構(gòu)內(nèi)未進(jìn)行封堵，機(jī)構(gòu)側(cè)門只設(shè)計(jì)有一個(gè)排氣孔洞。當(dāng)灰塵堵塞排水排氣口后，遇到冷熱交替，其內(nèi)部易形成受潮。當(dāng)正常投切加熱器電源空開時(shí)，由于匯控箱內(nèi)除濕機(jī)一直處于工作狀態(tài)，溫濕度控制器未到達(dá)啟動(dòng)設(shè)定值，其感應(yīng)不到遠(yuǎn)端刀閘機(jī)構(gòu)內(nèi)濕度已超出設(shè)定。當(dāng)機(jī)構(gòu)內(nèi)部逐漸凝露形成水滴的過程中，先期造成機(jī)構(gòu)內(nèi)部原器件的銹蝕，達(dá)到水珠凝結(jié)后，造成內(nèi)部分合閘線圈的燒毀。

在今后的工作中，應(yīng)做好以下防范措施：

1.結(jié)合停電檢修，加強(qiáng)對(duì)開關(guān)、刀閘機(jī)構(gòu)箱的密封膠條狀態(tài)的檢查和整改，并檢查機(jī)構(gòu)內(nèi)封堵情況，對(duì)電纜槽盒底部重新鉆孔加強(qiáng)排水效果，對(duì)電纜穿孔處進(jìn)行封堵，檢查機(jī)構(gòu)排氣孔是否暢通。

2.對(duì)隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)加熱器控制回路進(jìn)行改造，在隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)重新加裝溫濕度控制裝置，并將匯控箱的加熱器電源空開由一個(gè)改為兩個(gè)，斷路器與隔離開關(guān)分開，并注意空開的極差配合。

3.加強(qiáng)停電檢修期間對(duì)二次回路中的各類元器件和端子排的檢查，及時(shí)找出有問題的元器件，可通過回路絕緣的檢測(cè)、后臺(tái)位置信號(hào)的核對(duì)，提前發(fā)現(xiàn)問題，不讓隱患留到送電時(shí)。

4.在變電站巡視監(jiān)控時(shí)，出現(xiàn)后臺(tái)位置信號(hào)不定態(tài)時(shí)，應(yīng)引起重視，說明刀閘機(jī)構(gòu)內(nèi)部已受潮，元件已出現(xiàn)故障，及時(shí)安排檢修人員檢查處理。