400V Masterpact-M系列斷路器老化評估方法與分析

摘 要：對400V Masterpact -M系列斷路器的老化檢測評估方法與檢測結(jié)果的分析。

關(guān)鍵詞：Masterpact-M系列斷路器;跳閘;老化

某電站低壓Masterpact M系列斷路器，為400V各母線段進線、母聯(lián)斷路器，系鎮(zhèn)江默勒電器有限公司2001～2002年隨開關(guān)柜配套供貨產(chǎn)品，現(xiàn)投入運行20年。該電站多臺M系列斷路器多次出現(xiàn)誤跳閘，導致相應母線失電，影響機組正常運行。鑒于該電站M系列斷路器已投運多年，斷路器故障率有逐年增長趨勢，組織對M系列斷路器進行檢測評估。

1 Masterpact-M系列斷路器老化情況評估

1.1 M系列斷路器簡介

Masterpact-M系列斷路器，生產(chǎn)廠家為施耐德電氣，默勒命名為IZM32系列斷路器，該系列斷路器在國內(nèi)銷售時間為1986至2001年，備件供貨截止時間為2012年，斷路器外形如圖1所示。

該電站使用的M系列斷路器共20臺，采用抽屜式結(jié)構(gòu)，主要參數(shù)為：額定絕緣電壓（Ui）1000V AC 50/60HZ，額定工作電壓（Ue）690V，額定工作電流（In）800～3200A（包含800、1600、2000、2500、3200A五種規(guī)格），分斷能力40～75kA（包含N1、H1兩種），極數(shù)3P或4P，控制電源220V AC或110V DC，控制單元STR38S。該電站使用的M系列斷路器如表1所示。

1.2 Masterpact-M系列斷路器投運期間故障情況及檢測評估

1.2.1 Masterpact-M系列斷路器投運期間故障情況

該電站M系列斷路器于2001～2002年先后投運，自2018年起，該系列斷路器多次出現(xiàn)故障，故障情況如表2所示。

從表2可知，近兩年多來，該電站多臺不同型M斷路器，多次出現(xiàn)同一類型故障，且同一臺斷路器的故障間隔期（1～4個月）較短。由此說明該電站M系列斷路器的使用性能已不穩(wěn)定。

1.2.2Masterpact-M系列斷路器的檢測評估

各斷路器的檢測評估內(nèi)容包含斷路器操作機構(gòu)和電氣控制部分的性能評定。

（1）斷路器操作機構(gòu)的性能評定

M斷路器的抽架機構(gòu)：經(jīng)多次操作試驗，各抽架機構(gòu)操作靈活，無卡澀、變形，各項機械閉鎖及指示功能正常。斷路器抽架機構(gòu)情況如圖2所示。

斷路器本體操作機構(gòu)：經(jīng)多次手動分、合閘試驗，各斷路器彈簧儲能機構(gòu)及分、合閘脫扣機構(gòu)動作正常。斷路器主回路觸頭無燒蝕變形痕跡。斷路器操作機構(gòu)及觸頭情況如圖3所示。

（2）斷路器電氣控制部分的性能評定

斷路器處試驗位置時經(jīng)多次分、合閘測試，未見明顯異常。斷路器分閘線圈、合閘線圈、儲能電機及二次輔助觸頭各元件動作正常。對斷路器保護控制單元檢測時，斷路器出現(xiàn)明顯異常分閘現(xiàn)象。

M系列斷路器保護控制單元的檢測，采用M斷路器綜合測試箱進行，其檢測如圖4所示。該電站M斷路器保護控制單元型號均為STR38S，通過對多個保護控制單元的測試數(shù)據(jù)對比，判斷現(xiàn)使用的保護控制單元STR38S已存在明顯故障缺陷。下面通過其中兩個保護控制單元的測試結(jié)果作出詳細分析。

測試過程中，保護控制單元A和B，分別安裝于兩臺完好的同型號M斷路器上;對應于正常脫扣曲線，選取4個點測試保護控制單元的實際脫扣跳閘時間。兩臺M斷路器型號均為M32H1 4P，In=3200A，分段能力（415V）75kA，保護控制單元整定值為長延時Ir=3200A，Tr（1.5Ir）=120S;短延時Im=4Ir=12800A，Tm=0.4S，I2=off;瞬動I=off。測試結(jié)果如表3和圖5、圖6所示。

由圖5和圖6可知，保護控制單元STR38S的正常脫扣范圍位于圖中兩條折現(xiàn)之間，當對斷路器施加12800A電流（通過CT二次側(cè)施加）時，電流持續(xù)0.44S保護控制單元脫扣跳閘。對應于正常脫扣曲線，在12800A電流沖擊情況下至少應在0.92S后才脫扣跳閘。因此田灣核電站M系列斷路器多次誤跳閘為保護控制單元的故障缺陷所致。

M斷路器的保護控制單元STR38S，內(nèi)部包含270多個電子元器件。田灣核電站M系列斷路器于2001～2002年先后投運，斷路器一直處于帶負荷運行狀態(tài)，至今已運行超過10年，保護控制單元內(nèi)部電子元器件已逐漸老化，最終導致斷路器頻繁誤跳閘故障。

2 評估結(jié)論

通過試驗檢測，該電站M系列斷路器，其操作機構(gòu)部分未發(fā)現(xiàn)有明顯異常;斷路器保護控制單元內(nèi)部電子元器件已存在一定程度老化，性能已不穩(wěn)定。

3 后續(xù)行動

該電站M系列斷路器已投運超過20年，內(nèi)部元器件逐漸老化，多次出現(xiàn)誤跳閘故障，影響電站相關(guān)設備的正常運行; M系列斷路器于1986至2001年在國內(nèi)銷售，2012年已停止備件供應，后續(xù)將對電站該系列斷路器實施替代。

4 結(jié)束語

M系列斷路器在電站運用比較廣泛，采用此種檢測及評估方法可快速、有效地判斷設備運行情況，對設備的運維管理有較好的數(shù)據(jù)支撐。

作者簡介：

李舜堯（1988.10— ），男，漢族，湖南益陽，本科，工程師，研究方向：電氣設備維修與管理。

（江蘇核電有限公司，江蘇 連云港 222000）