高壓開關柜無法電動分合閘故障處理方法

史辛琳 李桂林 陳彥 卞飛

（1.國網河南省電力公司新鄉供電公司 河南省新鄉市 453000 2.國網河南省電力公司 河南省鄭州市 450000）

高壓開關柜是一種常見的電氣設備，其以斷路器為主，并包括接地開關、隔離開關、互感器、母線以及絕緣子、避雷器等多個部分。其在電力系統當中承擔著接受與分配電能的作用，并被廣泛運用于35kV及以下電力系統當中。

1 高壓開關柜無法電動分合閘故障簡述

電網實際運行過程中，針對其實際需求，高壓開關柜會重復的分合操作，高壓開關柜是否能夠可靠的分合，其對電網系統的安全穩定運行具有關鍵性的作用和影響。開關柜在長時間運行過程中，因為制造工藝技術和運行環境等方面因素的影響，不可避免會出現各種故障，這樣便會對分合操作產生一定的影響。開關柜無法電動分合閘屬于開關柜相關設備運行過程中比較常見的故障類型，該故障通常是因為控制回路短路或者斷線，再者是機械結構卡澀等多方面因素多導致。傳統的故障處理方法和流程主要是：先對控制回路進行檢查，當回路出現短路或者斷線的狀況，則對短路與斷線的具體故障點采取相應的措施進行處理，之后再對傳動機進行全面檢查，當存在卡澀狀況時，應當對卡澀部位予以處理，保障整體傳動性良好。需要注意的是，控制回路在并未斷線與短路的情況下，分合閘線圈會因為長時間運行和使用，導致出現老化銹蝕，并且也會造成開關柜無法電動分合閘故障，傳統處理故障方法，并未充分考慮分合閘線圈疲勞因素。所以。因為分合閘線圈疲勞造成的開關柜無法電動分合故障類型，傳統的處理方法是無法有效解決該問題的。為了進一步優化與完善故障處理方法，文章先從傳統處理開關柜無法電動分合故障方法存在的問題與不足進行了分析，并從分合閘線圈疲勞因素入手，提出了相應的處理方法。該方法針對故障現象以及試驗明確分合閘線圈是否存在疲勞的情況，并優化了具體的故障處理方法措施。并以某變電站開關柜無法電動合閘故障為例，驗證該方法的具體有效性與合理性[1]。

2 開關柜無法電動分合閘故障傳統處理方法存在的不足

2.1 傳統處理方法

通常情況下，造成開關柜無法正常電動分合的主要因素有以下幾個方面，前兩種類型與處理方法是非常常見的，第三種主要是由于故障現象并不明顯，因此在實際工作過程中很容易被人們忽視。

第一種：控制回路出現短路或者斷線，開關柜由于分合閘線圈燒壞受損、回路接線變得松動，回路元器件遭到損壞，以上方面因素也都會造成控制回路斷線，開關也不能正常進行分合。該類故障類型也是非常明顯的，開關柜也會針對具體情況，發出回路斷線報警的信號。主要處理方法為為針對接線圖紙，對各個不同回路狀況進行全面排查，并快速查找出故障點位置，并及時予以處理，從而保障控制回路導通正常。控制回路短路的情況通常比較少，主要是由于回路接點短接與絕緣破壞。

第二種：機構卡澀，其主要分為嚴重卡澀與輕微卡澀，傳動機構出現連桿變形、分合閘彈簧疲勞等方面因素也都會導致機構出現比較嚴重的卡澀情況，只有及時更換零部件，才能夠及時有效解決卡澀問題狀況。設備因為長時間運行，因此會出現缺乏潤滑、積灰等現象，這樣也會導致機構出現輕微卡澀的情況，因此，要定期清潔機構，多分合幾次，這樣才能夠有效解決該類輕微卡澀問題[2]。

第三種：分合閘線圈老化疲勞。分合閘線圈因為其本身可能存在質量問題，在長時間使用過程中便會出現銹蝕、老化、疲勞等情況，且電阻也會逐漸變大，在通電之后，分合閘線圈吸合，但是動作瞬間頂力不足，造成開關電動分合可能會出現不成功的情況，也不能保障其每次都能夠正常分合閘。該類狀況所采取的傳統處理方法主要為：先通過手動的方式分合數次開關，之后再通過電動試驗幾次，當成功分合，也就有效解決了該問題，如果開關柜出現無法電動分合閘故障問題時，一般情況下是因為以上多種不同類型因素共同造成的，也可能是某一種單獨因素造成的。因此，現場處理開關柜無法電動分合閘故障問題的具體方法流程如下：

（1）首先要仔細全面的查看無控制回路斷線是否有發出報警信號，當出現報警信號時，采取步驟二方法，如果沒有報警信號，采取步驟三方法。

（2）當出現報警信號時，應當及時排查控制回路的斷點1情況。通常情況下，該斷點處于分合閘線圈比較多的地方，之后再處理斷點，讓控制回路通暢，當斷線狀況是因為分合閘線圈燒斷所造成的，線圈燒斷通常是因為機構卡澀所造成的，這個時候應當繼續深入全面檢查卡澀相關問題，在必要的情況下，應當對機構潤滑清理，再或者是及時更換。

（3）當沒有發出斷線報警信號時，這個時候可第一時間排除掉控制回路斷線問題，要重點檢查操作電源的動作情況，當在送上操作電源時，馬上跳開，這個時候應當采取步驟四方法，當送上之后，電源并未立即跳開，在電動分合狀況時，電源才跳開，此時可采用步驟五的方法。

（4）如果在合上電源狀態下，立即跳開，這個時候能夠充分說明控制回路出現短路情況，結合圖紙對故障點具體位置進行排查。

（5）當送上操作電源時，并未立即跳開，在電動分合時，電源才會出現跳開的情況，能夠充分說明，分合閘線圈長時間帶電產生過電流，從而造成操作電源跳開。該情況通常是因為機構卡澀所造成的，所以，要全面檢查傳動機構卡澀問題，要結合實際情況，及時潤滑，或是更換機構零部件，從而保障其傳動比較良好。

2.2 傳統故障處理方法存在的不足

通過分析可得出，傳統故障處理方法一般情況下也只考慮到第一類和第二類的部分因素，但是卻經常會忽視第三類因素所導致的無法電動分合閘故障類型。如果是由于分合閘線圈長時間使用，從而導致出現銹蝕、疲勞和老化的現象，這樣會對其動作性能產生極大的影響，使得分合閘回路即使在通電之后，也會發生分合閘不成功的現象，控制電源空開會因為回路過電流而跳掉。傳統方法總結為電動分合過程中發生跳空開的情況，分析可得出是由于機構出現卡澀問題，并檢查傳動機構，得出是出現了輕微卡澀問題，可通過手動進行分合，并對傳動機構進行潤滑清理，之后通過電動分合，多數情況下都可正常完成分合閘，從而解決問題。但是需要注意的是開關柜實際運行之后，還可能會再次發生無法成功電動分合閘的異常狀況[3]。

表1：機械特性試驗參數

表2：換合閘線圈后機械特性試驗參數

3 基于線圈疲勞因素的高壓開關柜無法電動分合閘故障的處理方法

經過以上分析可得出，當沒有出現控制回路斷線報警信號時，并且電源空開不跳，當電動分合閘時才跳開，因充分考慮到線圈疲勞因素所導致的無法電動分合閘故障情況，從而進一步優化與完善故障處理方法。下面是針對分合閘線圈疲勞因素造成的無法電動分合閘故障的具體處理方法流程[4]。

（1）針對具體狀況，要充分考慮與分析分合閘線圈疲勞因素，當未出現控制回路斷線信號時，且控制電源空開正常，電動分閘或者合閘不成功，通過對傳動機構進行潤滑，以及手動分合幾次，可使其正常電動分合，此時要充分考慮到分合閘線圈疲勞因素。

（2）試驗確定，通過開關柜機械試驗，當分合閘線圈疲勞，其分合閘時間以及動作電壓等相關性能參數接近規定上限。其次是測量電阻，當線圈疲勞，電阻則會變大。

（3）具體處理措施。經過試驗之后可確定是因為線圈疲勞，此時要更換分合閘線圈。

（4）試驗驗證，在進行特性試驗，分合閘時間以及動作電壓等參數有顯著改善，此時該因素造成的故障類型可得到有效解決。將該方法流程納入到故障處理步驟五當中，能夠進一步優化處理方法，從而有效解決因線圈疲勞造成的無法電動分合閘故障。

4 案例分析

以某變電站分合閘線圈疲勞方面因素導致的35kV開關柜無法電動分合閘故障為例，進一步驗證該方法的實際有效性與可靠性。

現象簡介：變電站于2018年10月13日投運，在進行開關柜電動分合閘過程中，3C3開關柜合閘未成功，操作電源出現空開跳掉情況。

處理過程：10月14日，檢修人員達到進行處理，開關柜沒有卡澀現象，也沒有線圈燒壞情況，手動能夠順利分合，通過檢查記錄可知，開關柜曾經發生過該現象，為了及時查清楚具體原因，檢修人員和廠家一同進行檢查和分析，試驗數據如表1。

結合開關柜性能參數以及規定標準，開關柜電壓范圍在30%-65%之間，合閘時間80ms以內為合格，表1中可得出，開關柜合閘最低動作時，其電壓過大。結合傳統處理方法，可能判定為機構卡澀問題，并對機構彈簧、連桿及時進行更換，并清洗零部件。但是經過處理之后，試驗數據并沒有得到明顯改善，可排除機構卡澀問題。之后對合閘線圈進行排查，合閘線圈更換之后，機械特性實驗數據如表2。

通過對兩個圖表進行對比，能夠明顯看出更換合閘線圈之后，機械特性參數能夠得到非常明顯的改善，時間優化了25%，最低動作電壓改善為87V。經過測量可得出，原合閘線圈阻值大于額定阻值。所以，故障主要原因是由于合閘線圈長期使用，導致出現銹蝕、疲勞以及電阻過大的情況。經過處理后，開關柜電動分合閘恢復正常，且并未再次出現過故障。

5 結束語

開關柜無法電動分合閘故障傳統處理方法只考慮了控制回路短路、斷線、機構卡澀等方面因素，但是并不能有效解決分合閘線圈疲勞因素造成的故障。文章通過實驗分析，提出了具體的判定方法與處理措施。并結合某變電站故障處理案例，進一步驗證了方法的實際有效性與合理性。