電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘故障分析及處理

黃鳳萍，劉開貴

（1.廣東電網有限責任公司惠州供電局，廣東 惠州 516001；2.廣東電網有限責任公司汕尾供電局，廣東 汕尾 516600）

0 引 言

變電站的電動刀閘多為戶外式，電動刀閘的主要作用是隔離電源和倒閘操作。倒閘操作過程中出現了刀閘不能電動分合，或者分合閘不到位的情況，將會使問題更加復雜化。電動刀閘故障主要有鐘罩式或夾桿式靜觸頭合閘不到位、卡澀，電動刀閘靜觸頭動觸頭接觸發熱或鐘罩發熱，上臂杯口內進水腐蝕導致合閘卡澀、發熱，整體銹蝕操作阻力大，連桿卡死、支柱瓷瓶斷裂、傳動系統的故障等一次故障。針對二次回路故障，專業人員需要充分掌握刀閘二次回路部分。一般刀閘的二次回路分為閉鎖回路、控制回路及電機回路。閉鎖回路實現刀閘與地刀、刀閘與開關、刀閘與刀閘之間的防誤閉鎖。控制回路實現刀閘的分合控制、信號輸出。電機回路由控制回路控制，通過電機的正反轉實現刀閘的分合。根據故障現象結合圖紙來分析、判斷故障范圍和故障原因，按可能性大小逐一列出故障，逐一排查處理。

目前，變電站特別是巡維中心倒閘操作非常多，電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘故障時有發生。因此，研究電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘故障處理措施變得十分必要而且有意義。

1 電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘動作過程原理

電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘主閘刀動作過程原理包括3個部分，即折彎動作、鉗夾動作和分閘動作。

折彎動作是指合閘時由電動機構驅動旋轉瓷瓶逆時針轉動，旋轉瓷瓶通過一對傘齒輪帶動連桿使主閘刀向合閘方向運動，操作桿與下導電桿作相對運動，齒條推動與上導電桿結合成一體的齒輪旋轉，使上導電桿向合閘方向運動，直到合閘完成。

鉗夾動作是指當刀閘在合閘過程中，快要到合閘位置時，刀閘拐臂滾輪開始與齒輪箱上的斜面接觸，并沿斜面繼續運動，與刀閘拐臂滾輪相連的頂桿便克服復位彈簧的反作用力向上推移，同時動觸頭座內的對稱式滑塊增力機構把頂桿的推移動作轉換成動觸片的相對鉗夾動作。當靜觸頭被鉗夾住后，刀閘拐臂滾輪繼續沿斜面上移，直至完全合閘。在這個過程中，由于頂桿設計成推壓柔性桿，固原已被壓縮的夾緊彈簧被第二次壓縮，并作用于端桿上，使頂桿獲得一個穩的助推力，從而使動觸片對靜觸桿保持一個穩定的鉗夾力。

分閘動作是指當刀閘開始分閘時，刀閘拐臂滾輪沿斜面朝外運動，直至脫離斜面，在復位彈簧的作用力下，頂桿帶動動觸片張開。

電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘經過一段時間動作過程后，再次進行刀閘合閘操作時出現了合閘不到位現象，甚至出現刀閘發熱、刀閘合閘三相不到位或三相不同期，倒閘操作過程中刀閘拒合拒分，由于繼電器故障造成的刀閘不能電動分合等故障[1]。

2 電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘操作方式和操作注意事項

電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘的主要操作方式有3種，包括監控操作、端子箱操作及機構箱操作。

監控操作時需將線路測控屏上相應操作的刀閘的控制壓板投入，正常情況下該壓板是不投入的。然后到監控機上實現遙控操作。一般都選擇端子箱操作隔離開關。正常運行時應將刀閘機構箱內的“遠方/就地”切換開關切至“遠方”位置，將端子箱內的“遠方/就地”切換開關切至“就地”位置。需注意，主變中性點地刀及隔直刀閘機構箱及端子箱“遠方/就地”切換開關都要切至“遠方”位置。只有在檢修狀態下才允許在刀閘機構箱進行手動操作和電動操作，正常運行時應斷開刀閘的電機電源及控制電源空氣開關。此外，還需注意，主變中性點地刀及隔直刀閘除外，操作時投入，操作完后再斷開。一般刀閘的操作都只在端子箱進行操作，主變中性點地刀及隔直刀閘允許調度操作及監控機操作。將端子箱的控制方式開關切換至端子箱，機構箱的控制方式開關切換至就地，就可實現機構箱的操作。值得一提的是刀閘的手搖操作，手搖視為解鎖操作，未經分管領導的批準，任何人任何時候都不許進行手搖操作。

電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘操作注意事項有如下8點。（1）操作電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘前應先檢查該間隔斷路器、該間隔接地刀閘確已斷開并分閘到位，確認送電范圍的所有接地線均已拆除。（2）電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘電動操作電壓應在額定電壓的85%～110%。（3）刀閘倒閘操作原則為停電操作次序必須按照先切開關后拉負荷側刀閘，再拉母線側刀閘的順序依次操作；送電操作次序必須按照先合母線側刀閘，后合負荷側刀閘，再合開關的順序依次操作；雙母線接線熱倒換方式，必須先檢查母聯開關在合位，然后投母差保護屏的投單母壓板和失靈屏的互聯壓板（220 kV才有）并退出母聯開關控制電源，采取先合后拉刀閘的方式進行；雙母線接線冷倒換方式，必須先斷開本身開關，后采用先拉后合母線刀閘，再合本身開關的操作順序。（4）電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘的主閘刀和接地刀閘之間應有可靠的機械聯鎖，并應具有實現電氣聯鎖的條件，即主閘刀合上而接地刀閘不能合，接地刀閘合上而主閘刀不能合。（5）檢查電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘操作機構箱箱體無變形，箱門密封良好，無受潮進水、起霉變色痕跡，箱內電氣元件接線頭及端子排編號清晰，接線頭布局合理，接線緊固，各轉動部分應涂以潤滑脂，分、合閘位置指示清晰正確。（6）定位螺絲是防止電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘分合閘過度最直接的措施，分閘與合閘狀態下的定位螺釘距擋板應有1～3 mm的間隙，否則可能出現分合閘不到位或超出行程。（7）進行倒母線操作以后應立即檢查線路保護屏電壓是否切換正確，檢查母線保護裝置刀閘位置切換是否正確并復歸刀閘變位信號。（8）操作帶有閉鎖裝置的電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘時，應按相關使用規定進行，不得隨意破壞閉鎖裝置或挪用解鎖鑰匙。

3 電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘的故障處理

電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘動靜觸頭及其附屬的接觸部分是其安全運行的關鍵部分。因為在運行中，經常的分合操作、觸頭的氧化銹蝕、合閘位置不正等各種原因均會導致接觸不良使刀閘的導流接觸部位發熱[2]，如圖1所示。

特別是旁路接線方式中，如果某一母線刀閘發熱，可將用旁路代替線路運行，替代后應進行紅外測溫工作。運行人員應注意母線的型式，是軟母線還是硬母線，如果是220 kV軟母線，母線刀閘在回路斷路器檢修時可帶電拆頭而管型母線不能，因為母線的型式不同而造成旁路替代的方式不同。

圖1 GW16型刀閘導流接觸部位發熱圖

對電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘在合閘操作中發生的三相不到位或三相不同期的情況，運行人員必須高度重視，否則刀閘會因接觸不良而發熱發生觸頭燒熔或燒損等事故[3]。圖2為GW16型刀閘動觸頭觸指鉗夾靜觸桿合閘到位的情況。若運行人員在操作刀閘合閘后發現，三相不能完全合閘到位或三相不同期，應拉開重新再合閘。如果重復操作后，刀閘的這種情況依然存在，則應帶好絕緣手套并使用絕緣棒，將刀閘的三相觸頭頂到位[4]，缺陷可在下次計劃停電時處理。如果重復操作仍不到位，則應匯報調度及上級主管部門安排停電檢修。

圖2 GW16型刀閘動觸頭觸指鉗夾靜觸桿

在操作正確時，電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘拒合拒分的原因主要是機械和電氣兩個方面的故障。機械方面的故障有機械轉動、傳動部位的卡死，相關軸銷的脫銷，也有轉動、傳動連桿焊接脫裂，甚至是刀閘觸頭燒熔的情況；電氣方面的故障有操作電源消失、接觸器動作但卡澀或接觸不良、接觸器不動作回路不通、電動機轉動機構機械卡澀及電動機缺相故障等[5]。

電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘大多數故障都是不能電動分合，而進一步可以發現不能電動分合的原因是相關繼電器及其輔助節點出現問題，有可能是老化或者損壞。電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘基本可分為5個處理環節，分別是更換繼電器、查圖分析故障、組織協調分工、匯報上級、處理后調試。其中更換繼電器消耗時間過長，主要原因是運行人員培訓和實際動手實踐機會少、運行人員對不同繼電器的接線方式不熟悉、站內缺少專門的開箱工具。可利用刀閘大修及其年度特維的機會，讓年輕員工主動參與繼電器更換過程，系統地整合和利用好繼電器更換培訓資源，對繼電器不同接線方式進行歸類和學習，提高專業技能水平。可向部門申請發放更換繼電器所需的開箱工具扳手和螺絲刀，彌補空缺，以極大縮短電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘故障處理時間。

4 結 論

通過分析電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘動作過程原理，從而總結電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘操作方式和操作注意事項，最后得出電動GW16垂直單臂伸縮型刀閘故障處理措施。