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隔离开关二次回路故障处理方法探讨

发表时间：2021/9/6 来源：《中国科技信息》2021年9月下作者：鞠卫东

[导读] 目前在高压场所中对断路器机台设备的检修一般使用万用表对每个触点的通路检测及其导通性，电机以及磁性吸合线圈检测烦琐，无法标准判定其工作情况。本研究产品可全自动检测断路器机台设备性能，其利用高集成电路系统模拟断路器主控机柜和高压触点自动检测各个线路的电性能特性。

国网烟台供电公司鞠卫东山东省烟台市 264000

摘要：目前在高压场所中对断路器机台设备的检修一般使用万用表对每个触点的通路检测及其导通性，电机以及磁性吸合线圈检测烦琐，无法标准判定其工作情况。本研究产品可全自动检测断路器机台设备性能，其利用高集成电路系统模拟断路器主控机柜和高压触点自动检测各个线路的电性能特性。本研究产品充分简化了断路器停电检修时间以及提高检修效率和可靠性要求，在配合不同的断路器的航空头的情况下可多图纸多功能的扩展，高度集成检测模块并且方便携带。
关键词：隔离开关回路故障
中图分类号： TM564.3    文献标识码：A
        引言
        随着经济技术的迅速发展，GIS组合电器的使用量每年都在增加。GIS是由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线端组成的组合电器的简称。GIS设备具有非常多优点，占地面积小，安装方便，维护简单，检修周期长等。但对于户外GIS变电站，由于长期遭受日晒雨淋，导致一些设备的机构出现卡涩问题。
        1隔离开关电操作机构箱常见故障
        1.1热继电器跳闸
        热继电器跳闸一般是电机过载运行造成内部热元件受热弯曲所致，出现过隧道潮湿导致电机刹车部位严重生锈、刹车烧坏以及刹车紧固力矩过紧而引起的跳闸。当热继电器跳闸时，开关无法进行远方及就地电动操作。
        1.2电机制动器故障
        电机制动器线圈本身制造工艺不达标、线圈匝间绝缘层老化、过电压、运行温度过高等原因造成匝间线圈短路烧断，导致电机制动器在接通电源时不动作。此类故障将造成隔离开关电机过载运行，缩短电机使用寿命，严重时甚至会直接造成热继电器跳闸，导致隔离开关无法电动操作。因此，要做好隔离开关的日常检修维护工作，按周期对电操作机构箱体器件进行检查，发现故障及时处理。
        1.3电机制动器与电机转轴间严重锈蚀
        受隧道潮湿影响，若隔离开关电操作机构箱防潮措施落实不当，将造成电机制动器与电机转轴间严重锈蚀，进而导致电机运行卡滞，引起热继电器跳闸。
        1.4继电器故障
        继电器常见故障为线圈烧坏，导致线圈通电时触点未接通；或某一对触点被氧化，导致与接线端子接触电阻过大，造成控制回路不导通。此外，继电器续流二极管因承受过高的反向电压被击穿时，也可能造成继电器通电后不动作。
        1.51D端子排接线端子松脱或氧化
        1D端子排接线松脱的原因可能是线路施工时接线未紧固或施工质量差，电操作机构箱长期运行振动导致接线松脱；而外部环境潮湿则将导致1D端子出现氧化现象。当1D端子排接线端子出现松脱或氧化时，都将影响隔离开关正常的电动操作。
        1.6HK辅助开关故障
        HK辅助开关主要用于反馈开关分合闸位置信息以及越区开关与相邻变电所的联锁关系。HK辅助开关主要的故障原因为内部旋转触点动作不到位，造成辅助开关反馈分合闸位置端子未及时导通，导致开关刀闸位置反馈信号异常。
        1.7闭锁回路故障
        闭锁回路故障主要表现为控制回路中与外部断路器闭锁的接点为断开状态，原因为外部闭锁条件未满足或闭锁线存在断路的情况。闭锁接点断开将导致隔离开关无法正常电动操作[1]。

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        2预控措施
        2.1改善 35 kV 开关柜运行环境
        结合此次故障事故以及该地区同类型故障事故来看，此类故障发生时均为潮湿天气或者雷雨天气，潮湿空气进入变电站高压室，导致高压室环境湿度升高，进而影响到设备绝缘性能。针对该变电站的情况，首先需要切断高压室流入潮湿空气的通道，即抽风机的风孔以及通风窗，抽风机的风孔可以在外部安装活动百叶，抽风机停止运行时百叶闭合，阻止潮湿空气进入;抽风机运行时，活动百叶打开，保持空气流通，即便潮湿空气进入高压室，在抽风机作用下也会被抽出。这种做法的优势在于不仅可以起到阻止潮湿空气的作用，同时也能兼顾高压室通风需求。通风窗可以安装活动玻璃，仅在高压室需要通风时打开，其余时间保持闭合状态，从而阻止潮湿空气进入。此外，考虑该地区的空气湿度较大，尤其是每年的雨季，为了确保高压室的绝对湿度保持在规定的范围，必须采取措施吸收掉高压室内的潮湿空气。因此，需要高压室安装空调，在雨季来临时，定时打开空调除湿功能，从而使高压室的环境湿度保持恒定。此外，检修人员在检查时发现开关柜内壁上凝结有水珠，这主要是由于开关柜内部相对封闭，顶部没有开通气孔。因此，在开关柜的顶部安装风机，若潮湿空气进入开关柜内部，则风机会将其排出，使开关柜内部保持相对干燥的状态，避免水珠凝结[2]。
        2.2处理各相导体间距问题
        在该变电站中，发生此类故障事故与最小绝缘距离不够也有密切关系，但是由于该变电站已经建成投入使用，若需要改变开关柜的整体结构，造成的影响范围较大。因此，尝试采用其他措施弥补这一缺陷。设备受潮后，其绝缘性能会大幅下降，远远低于开关柜安全运行的标准。因此，更换开关柜内的所有静触头护罩以及穿墙套管，选择绝缘性能优良的元件。同时也要沿用设备厂家采用的强化措施，即在导体外部加设绝缘套，对老化绝缘套全部更换。此外，在开关柜运行过程中，要定期检查上述各项元件，发现绝缘性能下降要及时更换，避免引发故障[3]。
        2.3选择新型开关柜技术
        C－GIS开关柜采用新型技术，在焊接钢板的柜体内设置间隔，以三相共箱式的方式将接地开关、隔离开关以及断路器等高压元件装入柜体内，同时，柜体内的绝缘介质是比大气压高一些的 SF6或者 SF6/N2混合气体，从而在 35 kV 开关柜运行过程中可以降低外界环境因素对设备运行状态的影响，避免因触头接触不良或者是开关柜内存在局部放电等故障，进而影响到开关柜的运行状态，全面提升35 kV 开关柜运行的可靠性与安全性，全力保障电力供应。
        2.4改进措施
        针对隔离刀闸分、合闸控制回路中的自保持回路存在的设计功能不完善问题，可采用在刀闸操作电动机回路上设置电压型中间继电器，把继电器的常开接点接入刀闸的控制电源回路。当刀闸的控制电源开关投入、动力电源开关断开时由于中间继电器失电，其常开接点打开，刀闸的控制电源回路被切断。这种情况下，即便开关在热备用状态，由于某种意外原因，误动刀闸的分闸按扭，刀闸分闸继电器也不会动作，可防止开关合闸时，再次送上刀闸动力电源，刀闸自动分闸的情况，避免带负荷拉刀闸。改进后，即使是刀闸控制电源和操作电机电源长期投入，也能保障当电机电源回路失电的情况下可避免带负荷拉刀闸。该改进措施适用于 500kV 升压站内所有隔离刀闸和接地刀闸[4]。
        结束语
        针对GIS变电站一次设备受潮情况进行一次全面排查，对已经出现受潮迹象的GIS设备，应立即立项进行防潮处理；对其他户外布置GIS设备，应逐步进行防潮加固；积极与GIS设备生产厂家进行技术沟通，对已投运的户外GIS设备，应进行技术改造，对隔离开关转换齿轮箱密封性能进行加强，以防止此类受潮事故再次发生。增强设备运维水平，对户外布置220 kV隔离开关，根据《电力设备检修试验规程》要求，按时进行定期轮换和检查性操作，增加设备的磨合度，及时发现和处理存在的缺陷[5]。
参考文献：
[1]冉梦东,孟天东.一起220 kV GIS隔离开关合闸不到位故障案例分析[J].农村电气化,2021(06):33-35.
[2]刘凡.城市轨道交通接触网隔离开关电操作机构箱故障分析与处理[J].机电信息,2021(17):36-37.
[3]周城,陈淼,许文强,王东.10kV断路器二次回路故障快速检测装置的研制[J].中国设备工程,2021(09):181-182.
[4]孔娟.控制回路故障引起主回路开关过流跳闸[J].电世界,2021,62(05):53-54.
[5]杜金枝,翟翔,熊中浩.500 kV GIS隔离开关触头结构缺陷分析及处理[J].农村电气化,2021(03):63-64.