阿海琺27.5KV GIS開關(guān)柜電氣機械閉鎖回路 故障分析處理

黃真合

【摘要】本文重點對阿海琺27.5KV GIS開關(guān)柜電氣機械閉鎖回路故障原因進行分析，結(jié)合現(xiàn)場實際，提出了一種簡單快捷、易于實施的解決方案——短接電氣機械閉鎖接點，實踐證明，成效明顯，有效的解決了因電氣機械閉鎖回路故障引起的斷路器和隔離開關(guān)拒動問題。

【關(guān)鍵詞】GIS開關(guān)柜；電氣機械閉鎖回路；行程開關(guān)；短接

0引言

GIS是指氣體絕緣開關(guān)設(shè)備（GAS Insulated Switchgear），主要是把母線、斷路器、CT、PT、隔離開關(guān)、避雷器等經(jīng)優(yōu)化設(shè)計并有機組合形成的整體[1]。目前，GIS開關(guān)柜普遍應(yīng)用于高鐵牽引供電系統(tǒng)中。京廣高鐵河南段牽引供電所亭使用的是阿海琺27.5KV GIS開關(guān)柜。通過對信陽供電段管內(nèi)的22個牽引供電所亭運營維護發(fā)現(xiàn)，京廣高鐵石武段開通至今，阿海琺27.5KV GIS開關(guān)柜斷路器和隔離開關(guān)共出現(xiàn)10起遠(yuǎn)動拒動故障，其中5起共性問題是由GIS開關(guān)柜電氣機械閉鎖回路故障造成的。因此，本文重點對阿海琺27.5KV GIS開關(guān)柜電氣機械閉鎖回路故障原因進行分析，結(jié)合現(xiàn)場實際，提出一種簡單、實用的解決方案。

1現(xiàn)場判斷

變電檢修人員趕赴現(xiàn)場后，對阿海琺27.5KV GIS開關(guān)柜斷路器和隔離開關(guān)分合閘回路（如圖1所示）按照從電源正極到負(fù)極的順序依次排查，發(fā)現(xiàn)BX1：1端子有正電，而BX1:2端子無電，說明B.KM3繼電器的輔助接點沒有導(dǎo)通，檢查B.KM3繼電器是否受電吸合，測得BX102：34 有正電，而BX102：34端子無電，可以初步判斷是斷路器內(nèi)部的B044電氣機械閉鎖接點故障，導(dǎo)致電氣機械閉鎖回路不通，繼而斷路器和隔離開關(guān)拒動[2]。

圖1電氣操作回路示意圖

2技術(shù)分析

打開阿海琺27.5KV GIS開關(guān)柜斷路器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)B044電氣機械閉鎖接點是通過行程開關(guān)控制其通斷的。行程開關(guān)作用與按鈕相同，只是其觸點的動作不是靠手動操作，而是利用生產(chǎn)機械某些運動部件上的擋鐵碰撞其滾輪使觸頭動作來實現(xiàn)接通或分?jǐn)嚯娐返摹８鶕?jù)這一原理，阿海琺27.5KV GIS開關(guān)柜利用彈子鎖的扇形鎖舌碰撞行程開關(guān)的滾輪來接通B044電氣機械閉鎖接點，實現(xiàn)手動或電動操作之間的聯(lián)鎖。

2.1工作原理[3]

正常工作時，手動/電動操作轉(zhuǎn)換開關(guān)旋轉(zhuǎn)至電動位，彈子鎖扇形鎖舌頂壓行程開關(guān)的滾輪，B044電氣機械閉鎖接點接通，繼電器B.KM3受電，繼電器的輔助接點吸合，此時，斷路器的分合閘回路、隔離開關(guān)的分合閘回路以及接地開關(guān)的分合閘回路與控制電源之間均接通，從而在滿足相關(guān)條件下可以實現(xiàn)斷路器、隔離開關(guān)及接地開關(guān)的電動分合閘操作。

當(dāng)手動/電動操作轉(zhuǎn)換開關(guān)旋轉(zhuǎn)至手動位，彈子鎖扇形鎖舌下移，脫離行程開關(guān)的滾輪，B044電氣機械閉鎖接點斷開，繼電器B.KM3不受電，繼電器輔助接點斷開，斷路器的分合閘回路、隔離開關(guān)的分合閘回路及接地開關(guān)的分合閘回路與電源之間無法接通，徹底切斷電氣操作回路，電動的無法操作，從而實現(xiàn)手動和電動之間的聯(lián)鎖。

２．２原因分析

行程開關(guān)控制B044電氣機械閉鎖接點的通斷。在檢修時，發(fā)現(xiàn)行程開關(guān)失靈導(dǎo)致B044電氣機械閉鎖接點斷開。造成行程開關(guān)失靈主要有兩個原因[4]。

（1）主柱彈簧彈性不足

GIS開關(guān)柜正常工作時，手動/電動操作轉(zhuǎn)換開關(guān)在電動位，彈子鎖扇形鎖舌始終頂壓行程開關(guān)的滾輪，長時間頂壓行程開關(guān)，使行程開關(guān)的主柱彈簧產(chǎn)生工作疲勞，造成彈簧彈性不足，導(dǎo)致它發(fā)訊失靈。

（2）行程開關(guān)固定螺釘松動

高鐵線路因停電檢修，GIS開關(guān)柜斷路器頻繁分合閘操作，產(chǎn)生劇烈震動，加之產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，施工工藝不規(guī)范，久而久之固定在GIS開關(guān)柜上行程開關(guān)螺釘產(chǎn)生松動，造成行程開關(guān)不到位，引起發(fā)訊失靈。

行程開關(guān)失靈，導(dǎo)致電氣機械閉鎖回路斷開，致使斷路器的分合閘回路、隔離開關(guān)的分合閘回路及接地開關(guān)的分合閘回路均與控制電源之間斷開，因而電動的無法操作，所以電調(diào)端遠(yuǎn)動分合斷路器或隔離開關(guān)時，無法動作，表現(xiàn)出來就是斷路器或隔離開關(guān)遠(yuǎn)動拒動。

３技術(shù)處理

經(jīng)過分析，斷路器或隔離開關(guān)遠(yuǎn)動拒動主要由電氣機械閉鎖回路的行程開關(guān)失靈移造成的，通過拉長主柱彈簧和緊固行程開關(guān)的固定螺釘可以臨時消除故障，但是無法從根本上消除故障，主柱彈簧因疲勞會再次彈性不足，行程開關(guān)的固定螺釘會因震動再次松動，這些不可控因素時刻影響著斷路器和隔離開關(guān)遠(yuǎn)動拒動，從高鐵供電安全可靠角度出發(fā)，存在著嚴(yán)重的安全隱患，必須從根本上予以消除。通過與阿海琺廠家商討確定了兩種解決方案。

3.1方案一：更換行程開關(guān)

更換行程開關(guān)，優(yōu)點是在原有的設(shè)計理念下，通過更換相應(yīng)的配件解決問題。缺點是，首先要求新的行程開關(guān)在質(zhì)量和可靠性方面較原行程開關(guān)更高，同時要求其結(jié)構(gòu)形式和安裝尺寸與原行程開關(guān)一致，否則需要更改GIS開關(guān)柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，甚至更改機械聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)；其次，新的行程開關(guān)是否能有效的避免原行程開關(guān)的存在的問題仍需時間的驗證；再次，需要購買大量的高質(zhì)量、高可靠性的行程開關(guān)，同時需要大量的專業(yè)技術(shù)人員予以更換，處理起來需要消耗大量的人力、物力、財力。

３．２方案二：短接電氣機械閉鎖接點

行程開關(guān)的作用是配合彈子鎖使用時，手動/電動操作轉(zhuǎn)換開關(guān)置于手動位，切斷斷路器、隔離開關(guān)及接地開關(guān)電動控制操作回路的電源，杜絕電動操作。其實際應(yīng)用意義不大，因為需要手動操作時，說明電動已經(jīng)無法操作了；其次為了安全，所亭值班員和檢修人員在進行手動操作時一般都會將GIS開關(guān)柜內(nèi)的斷路器控制電源、儲能電源、三工位電機電源、三工位控制電源斷開。基于此點，直接將B044電氣機械閉鎖接點短接，保證電氣機械閉鎖回路始終接通，從而消除安全隱患。此方案優(yōu)點是對GIS開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)和機械聯(lián)鎖等都不會產(chǎn)生任何影響，手動操作流程不變；同時，簡單快捷，易于實施。缺點在于手動與電動之間沒有聯(lián)鎖，進行手動操作時，需要手動斷開斷路器控制電源和三工位控制電源。

綜合考慮設(shè)備的安全運行、方案實施的可行性和停電處理時間等因素，選擇方案二，短接電氣機械閉鎖接點。并針對其缺陷，采取了相應(yīng)的補救措施，在已完成電氣機械閉鎖接點短接的GIS開關(guān)柜手動操作面板上，貼上提醒標(biāo)簽，提醒所亭值班員和檢修人員手動操作時，斷開GIS開關(guān)柜的所有電源，人為實現(xiàn)手動與電動之間的聯(lián)鎖。處理后的阿海琺GIS開關(guān)柜，斷路器、隔離開關(guān)及接地開關(guān)手動電動分合閘正常，設(shè)備運行穩(wěn)定，至今未發(fā)生因電氣機械閉鎖回路故障引起的斷路器和隔離開關(guān)拒動現(xiàn)象。

４結(jié)論

高鐵無小事，任何可能影響高鐵安全運營的隱患都應(yīng)及時處理。通過對阿海琺27.5KV GIS開關(guān)柜斷路器和隔離開關(guān)拒動深層次的分析，發(fā)現(xiàn)電氣機械閉鎖回路的行程開關(guān)偶爾失靈，存在著嚴(yán)重的安全隱患。結(jié)合現(xiàn)場實際，提出了一種簡單快捷，易于實施的解決方案。用于實踐后，成效明顯，無類似故障發(fā)生，有效的解決了因電氣機械閉鎖回路故障引起的斷路器和隔離開關(guān)拒動問題。

【參考文獻】

［１］王勇.GIS氣體高壓開關(guān)柜在高鐵中的應(yīng)用[J].科技資訊,2010(16)．

［２］史國生.電氣二次回路及其故障分析[M].北京：化工工業(yè)出版社,2009.

［３］中國鐵建電氣化局集團第一工程有限公司.變電所設(shè)備說明書（二）[S].

［４］劉觀平.行程開關(guān)的故障排除[J].機床電器,1997(06).

［責(zé)任編輯：劉帥］