GIS隔離開關(guān)操作機構(gòu)卡澀與預(yù)防

李寧輝

（國網(wǎng)湖南省電力有限公司長沙供電分公司 湖南長沙 410000）

1 引言

伴隨著國內(nèi)社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，社會對于能源的需要也逐步加大，有關(guān)變電站方面的建設(shè)項目也在持續(xù)增加，從而確保國內(nèi)各個地區(qū)的用電需求都能得以滿足。然而某些變電站的隔離開關(guān)的安全性相對不高，極易產(chǎn)生故障，對變電站的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。當(dāng)中，GIS以其免維護、靈活、結(jié)構(gòu)緊湊及不會受到外界環(huán)境的影響等優(yōu)勢，在電力系統(tǒng)當(dāng)中被普遍運用。GIS設(shè)備較AIS設(shè)備而言，其直觀性相對不強，無法使用肉眼對隔離開關(guān)觸頭的合閘是否到位進行直觀的判定，觸頭合閘一旦出現(xiàn)不到位的現(xiàn)象，則會導(dǎo)致發(fā)生安全事故。

2 案例分析

某變電站進行220kV 5M母線從運行轉(zhuǎn)向檢修，負荷轉(zhuǎn)6M母線運行的操作任務(wù)當(dāng)中，對#3變當(dāng)中6M母線側(cè)22036隔離開關(guān)進行首次合閘的過程當(dāng)中，產(chǎn)生開關(guān)靜、動觸頭沒有合到位而二次輔助的接點都已經(jīng)接通的異常狀況，監(jiān)控后臺表明22036刀閘已合位，實際觸頭未合到位，主導(dǎo)電回路沒有接通，這種狀況下若對刀閘進行誤判的話，會產(chǎn)生嚴(yán)重的帶電拉負荷故障，甚至于擴大到主變。因為GIS隔離開關(guān)操作機構(gòu)故障的發(fā)生概率相對較低、運行的可靠安全性相對較高、檢修維護的工作量小等，在電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中受到廣泛的運用。然而GIS裝置一旦出現(xiàn)故障，在對其進行檢修的過程當(dāng)中，拆卸工作量相對而言較大，停電的時間也相對更長。所以，怎樣讓GIS裝置發(fā)生故障的概率得到下降，及一旦發(fā)生故障之后怎樣處理與分析，已經(jīng)成為提升GIS設(shè)備運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性的重點問題。

3 隔離刀閘操作機構(gòu)原理

對于隔離開關(guān)而言，其分合閘的原理是：當(dāng)對接收到有關(guān)分合閘指令的時候，通過電機渦桿帶動渦輪進行轉(zhuǎn)動，由渦輪對傳動曲軸進行帶動，之后再帶動主輸出軸轉(zhuǎn)動，機構(gòu)主輸出軸在展開旋轉(zhuǎn)的同時會推動GIS隔離開關(guān)操作機構(gòu)本體的主傳動拐臂傳動連桿，并推動各個相拐臂展開旋轉(zhuǎn)，進而推動隔離開關(guān)觸頭展開動作，帶動其進行運動，進而使隔離開關(guān)的分合閘得以切實實現(xiàn)。有關(guān)隔離開關(guān)的操作機構(gòu)動作見圖1。

圖1 隔離開關(guān)操作機構(gòu)動作過程圖

4 原因分析

隔離開關(guān)分閘不到位作為造成隔離開關(guān)操作機構(gòu)發(fā)生卡澀的主要原因，在變電設(shè)備當(dāng)中隔離開關(guān)作為其常用的設(shè)備之一，分合閘不到位是隔離開關(guān)操作機構(gòu)近些年以來時常出現(xiàn)的一種故障。對于新裝的隔離開關(guān)而言，其運動相對較為正常，然而歷經(jīng)長期的運行之后，會出現(xiàn)各種各樣的問題，比如：機械的某些部位的潤滑程度相對不夠、緩沖裝置發(fā)生卡澀失效等，如此便會造成隔離開關(guān)開合閘不到位，隔離開關(guān)呈現(xiàn)半分合狀態(tài)時，會造成回路的接觸不良，造成機械內(nèi)部發(fā)生故障；更甚于會導(dǎo)致絕緣失去效力從而產(chǎn)生電暈，產(chǎn)生電擊穿的事故。而導(dǎo)致隔離開關(guān)分合閘不到位的原因包括：

（1）齒輪嚙合不良。長期的運轉(zhuǎn)會受到銹蝕、磨損、振動等多種要素的影響，進而導(dǎo)致固定螺栓發(fā)生松動，使齒輪無法較好地進行嚙合，造成機器傳動機構(gòu)運作的不到位，進而造成分合閘不到位的現(xiàn)象。

（2）觸頭夾緊和重力平衡彈簧等裝置發(fā)生銹蝕。因為戶外環(huán)境的影響，很容易造成各個部件發(fā)生銹蝕，從而加大了觸頭運作的傳動機構(gòu)的阻力值，導(dǎo)致隔離開關(guān)分合閘不到位。

（3）連桿發(fā)生彎曲變形的現(xiàn)象。開關(guān)設(shè)備的長期運轉(zhuǎn)會造成連桿等機械元件的變形，使動作環(huán)節(jié)的阻力發(fā)生增大，導(dǎo)致運動不到位，行程變小，從而造成分合閘發(fā)生不到位的現(xiàn)象，進而引起GIS隔離開關(guān)操作機構(gòu)發(fā)生卡澀。

（4）各軸承、軸、銷的潤滑不良，甚至于發(fā)生銹蝕。該些部件的銹蝕會導(dǎo)致分合閘的阻力發(fā)生增大與造成觸頭行程的不到位，進而導(dǎo)致機構(gòu)卡澀現(xiàn)象的發(fā)生。

（5）隔離開關(guān)的分合閘機械定位設(shè)施調(diào)整的不恰當(dāng)。對于分合閘的機械定位設(shè)施而言，倘若調(diào)整不恰當(dāng)，會導(dǎo)致分合閘產(chǎn)生不到位的狀況。

（6）限位開關(guān)與輔助開關(guān)調(diào)整的不恰當(dāng)。輔助設(shè)施的運動不到位與變形失效，極易造成操作信號難以準(zhǔn)時送達，造成分合閘產(chǎn)生失誤；由于限位開關(guān)的位置不恰當(dāng)會造成分合閘發(fā)生不到位的現(xiàn)象，進而引起機構(gòu)卡澀。

（7）轉(zhuǎn)動位置的潤滑劑產(chǎn)生老化的現(xiàn)象。安裝在戶外的有關(guān)隔離開關(guān)部件，部分零部件極易產(chǎn)生老化變質(zhì)的現(xiàn)象，摻入雜質(zhì)后會造成機械構(gòu)件運動發(fā)生不暢。

（8）受到異物的阻礙。處于室外的隔離開關(guān)操作機構(gòu)當(dāng)中的某些裝置時常會受到異物的阻礙，從而造成GIS隔離開關(guān)分合閘的不到位，進而引起GIS隔離開關(guān)操作機構(gòu)發(fā)生卡澀的現(xiàn)象。

5 危害分析

在電動操作當(dāng)中，隔離開關(guān)出現(xiàn)中途自動停止時，若隔離開關(guān)的觸頭之間的距離相對來說較小，便會長期拉弧放電。長期燃弧會導(dǎo)致觸頭產(chǎn)生燒損的狀況，甚至于有可能會造成SF6氣體產(chǎn)生分解爆炸進而對設(shè)備造成損壞；引起設(shè)備操作時間過長，進而對電網(wǎng)變電設(shè)施的調(diào)度管理工作產(chǎn)生不利的影響。線路停電策略發(fā)生延遲，導(dǎo)致線路檢修的整體工期發(fā)生延長，進而影響到電力的輸送。

6 解決對策及防范措施

解決對策：隔離開關(guān)在電動操作當(dāng)中，若出現(xiàn)中途自動停止的現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)盡快地進行解決。在拉開隔離開關(guān)的時候，倘若產(chǎn)生中途停止的現(xiàn)象，便應(yīng)當(dāng)快速地展開手動操作拉開隔離開關(guān)。倘若中途停止故障發(fā)生在合上隔離開關(guān)的時候，且時間較為緊急、不得不操作的時候，便應(yīng)該盡快進行手動的操作，進而迅速將合上隔離開關(guān)；時間準(zhǔn)許的話，應(yīng)該將隔離開關(guān)進行快速的拉開，待故障被解決之后再進行操作。這時，若設(shè)備的缺陷尚未被消除，便把設(shè)備進行投運，或者在操作之前發(fā)現(xiàn)可能存有操作機構(gòu)卡澀的狀況時，上位機操作之前，有關(guān)運行人員應(yīng)當(dāng)隨身攜帶隔離開關(guān)手動操作把手到現(xiàn)場進行定點。完成停電檢修工作后，應(yīng)該對GIS隔離開關(guān)操作機構(gòu)進行潤滑脂的充分涂抹，讓隔離開關(guān)的運作更加順暢，方便有關(guān)操作者可以迅速地將隔離開關(guān)拉合到位。強化隔離開關(guān)操動機構(gòu)的維護和檢查工作，保證操作機構(gòu)箱保持較好的密閉狀況，適時展開機械特性的試驗，對其行程曲線是否與廠家標(biāo)準(zhǔn)相符進行測試。對隔離開關(guān)機構(gòu)箱的內(nèi)部熱工元件的定值進行提升，例如把熱繼電器的動作定值從之前的1.6Ie調(diào)整成1.8Ie。在確保安全的狀況之下，盡管GIS隔離開關(guān)的操作機構(gòu)存在略微的卡澀現(xiàn)象，依然可以較為順利地使隔離開關(guān)的分合完全到位。對紅外測溫與運行巡視方面的工作進行強化，盡可能地在積累環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)缺陷與問題，降低事故所產(chǎn)生的損失。

預(yù)防措施：①對設(shè)備運維管理的規(guī)范展開進一步的修編，對設(shè)備運維的方法進行健全。根據(jù)設(shè)備運行狀況與特點，建立開關(guān)類設(shè)備定期輪換操作的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提出對長時間未展開操作的開關(guān)類設(shè)施維護、操作工作方面的具體要求。對GIS隔離開關(guān)觸頭的具體狀態(tài)的“可視化”對策進行相對應(yīng)的研究，提出切實可行的對策，制定技術(shù)改進計劃，盡快對于狀態(tài)監(jiān)控辦法展開健全；②對設(shè)備的排查標(biāo)準(zhǔn)展開進一步的健全，提升設(shè)備的健康水平。在原來的基礎(chǔ)上，對設(shè)備在運轉(zhuǎn)當(dāng)中存有的風(fēng)險進行進一步的梳理，對設(shè)備運轉(zhuǎn)的安全隱患進行深入的挖掘，健全排查隱患的標(biāo)準(zhǔn)及控制風(fēng)險的對策。對110kV及以上的電壓等級裝置定期展開逐臺的狀態(tài)評估，對裝置運作的健康值進行較為高效的評價，進而對設(shè)備技改與檢修方面的工作進行指導(dǎo)；③對設(shè)備出廠的驗收檢測方面的工作進行強化，對設(shè)備的入網(wǎng)質(zhì)量進行相對高效的提高。對設(shè)備運行當(dāng)中存在的問題進行梳理與總結(jié)，對有關(guān)設(shè)備訂貨技術(shù)的要求與條件進行健全，使設(shè)備的質(zhì)量得以提高。

針對西北地區(qū)而言，由于在春季與冬季的氣溫相對較低、風(fēng)沙也相對較大等均會對隔離開關(guān)操作機構(gòu)的穩(wěn)定安全運轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響。春檢預(yù)試方面的工作也是發(fā)生于該階段，因此操作之前應(yīng)當(dāng)提前對設(shè)備的外觀展開認真的檢查，存在沙塵時會對潤滑產(chǎn)生影響，應(yīng)在操作機構(gòu)的輸出軸部位及萬向軸承與相間連桿等部位的傳動連桿與軸銷進行潤滑脂的充分涂抹。

7 結(jié)語

總而言之，經(jīng)過對隔離開關(guān)進行相對認真的檢查，尋找造成隔離開關(guān)分閘出現(xiàn)不到位現(xiàn)象的主要原由。GIS隔離開關(guān)的分合閘是否到位主要取決于操作機構(gòu)，操作機構(gòu)當(dāng)中對于傳動拐臂的安裝和相關(guān)設(shè)計存在偏差，與正常的運行軌跡有所偏離，引起阻尼力矩發(fā)生加大。所以，應(yīng)當(dāng)對在安裝與運輸環(huán)節(jié)當(dāng)中會對設(shè)施造成誤差的影響要素進行高度重視，強化技術(shù)監(jiān)督，健全設(shè)備的管理工作，確保有關(guān)設(shè)施的安全運轉(zhuǎn)，進而保證電網(wǎng)能夠穩(wěn)定安全運轉(zhuǎn)。于此同時，在正常的運維工作當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)對于設(shè)備的外觀檢查進行強化，及時發(fā)現(xiàn)缺陷并對缺陷進行及時的處理，進而保證相關(guān)故障缺陷得到徹底的根治。