一起35kV罐式斷路器輔助開關(guān)異常原因分析

趙銀山 周威振 鄧集瀚

摘要：分析了35kV罐式斷路器輔助開關(guān)異常原因，并提出防止輔助開關(guān)傳動(dòng)板脫落的相關(guān)措施。

關(guān)鍵詞：罐式斷路器;輔助開關(guān);傳動(dòng)板

1缺陷概述

2019年02月19日09時(shí)06分，某換流站投入35kV321低壓電抗器后，工作站SER報(bào)：“10T02+R1135kV#2M低抗保護(hù)柜35kV2-1L電抗器保護(hù)裝置故障、異常告警出現(xiàn)”，工作站顯示35kV321低壓電抗器321斷路器仍在分閘位置，但35kV321低壓電抗器有電流和無(wú)功功率。現(xiàn)場(chǎng)檢查35kV321低壓電抗器保護(hù)裝置“報(bào)警”燈亮，“跳位”燈亮，面板顯示“裝置報(bào)警”、“TWJ異常”，35kV321低壓電抗器321斷路器在合閘位置，遠(yuǎn)方無(wú)法進(jìn)行該斷路器的分合閘操作。

2現(xiàn)場(chǎng)檢查情況

后臺(tái)發(fā)現(xiàn)斷路器無(wú)法操作情況后，工作人員現(xiàn)場(chǎng)檢查本體結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)321斷路器輔助開關(guān)扇形板與輔助開關(guān)連桿連接處斷裂，傳動(dòng)板脫落造成輔助開關(guān)無(wú)法正常切換，斷路器控制回路、信號(hào)回路存在異常，從而導(dǎo)致斷路器不能進(jìn)行操作，更換新的輔助開關(guān)及扇形板后，對(duì)彈簧機(jī)構(gòu)進(jìn)行儲(chǔ)能、試分合試驗(yàn)，均能正常動(dòng)作，滿足運(yùn)行要求[3]。

3故障原因分析

該斷路器的輔助開關(guān)安裝在機(jī)構(gòu)下掛板上，輸出板與扇形板通過(guò)螺栓相連，扇形板、連桿連接到與機(jī)構(gòu)輸出拐臂相連的接頭上，機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)，通過(guò)輸出拐臂的動(dòng)作帶動(dòng)拉桿動(dòng)作從而實(shí)現(xiàn)輔助開關(guān)的位置轉(zhuǎn)換。其具體連接方式如（圖1）

通過(guò)以上分析可以看出，現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的位置信號(hào)不轉(zhuǎn)換的直接原因?yàn)檩o助開關(guān)輸出軸與輸出板的焊接處開裂，導(dǎo)致傳動(dòng)失效，輔助開關(guān)無(wú)法轉(zhuǎn)換。根據(jù)廠家的工藝要求，輔助開關(guān)調(diào)整時(shí)應(yīng)做到其傳動(dòng)連桿在分合閘位置均處于自由狀態(tài)，不得受力。現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)正常情況下，輔助開關(guān)傳動(dòng)件與接頭相連后存在5mm的活動(dòng)裕度，其可以保證輔助開關(guān)轉(zhuǎn)換過(guò)程中有足夠的自由度，開關(guān)處于任何位置，連接件均處于自由狀態(tài)，不會(huì)額外受力。在現(xiàn)場(chǎng)排查時(shí)，重點(diǎn)檢查連接件在分合位置是否處于自由狀態(tài)，會(huì)不會(huì)存在額外受力情況。經(jīng)過(guò)排查站內(nèi)同型號(hào)及類似安裝機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品，并未發(fā)現(xiàn)異常存在，均滿足工藝要求。經(jīng)模擬分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)輔助開關(guān)及連接件的安裝位置處于非自由狀態(tài)（即傳動(dòng)拉桿與扇形板不在同一平面內(nèi)）時(shí)，輔助開關(guān)在傳動(dòng)過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)異常受力的情況，使得輔助開關(guān)的輸出板不僅受到徑向的拉力，還受到了額外的沿輔助開關(guān)傳動(dòng)桿軸向的力。因此可以初步判斷，現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)問(wèn)題的輔助開關(guān)可能安裝時(shí)未能按照工藝要求調(diào)整，未給傳動(dòng)件留下足夠的自由調(diào)整空間，導(dǎo)致輔助開關(guān)輸出板受到了額外的軸向的力，在這個(gè)軸向力的作用下，多次動(dòng)作后，導(dǎo)致輔助開關(guān)輸出板與輸出軸的焊縫開裂，最終導(dǎo)致傳動(dòng)失效，當(dāng)然也不排除輔助開關(guān)在廠內(nèi)生產(chǎn)時(shí)傳動(dòng)軸與傳動(dòng)板的焊接存在虛焊、夾雜等缺陷的可能[1]。

4處理措施

目前站內(nèi)排查結(jié)果顯示，所有站內(nèi)開關(guān)的輔助開關(guān)狀態(tài)正常，另輔助開關(guān)廠家對(duì)庫(kù)存工件及成品進(jìn)行排查，未發(fā)現(xiàn)存在焊接問(wèn)題的工件及成品，因此出現(xiàn)異常狀態(tài)應(yīng)為小概率事件。與斷路器廠家進(jìn)行溝通后，要求廠家改進(jìn)輔助開關(guān)傳動(dòng)軸與傳動(dòng)板的焊接工藝，提高其焊接強(qiáng)度。并按照改進(jìn)后的方案重新生產(chǎn)制作輔助開關(guān)，對(duì)金官站的輔助開關(guān)全部更換。最后與廠家確定改進(jìn)方案，將傳動(dòng)軸與傳動(dòng)板的焊接由原來(lái)的單面焊接更改為雙面焊接，并增加焊接檢驗(yàn)頻次，確保所有出廠元件均為合格工件[2]。

為對(duì)比更改前后焊接強(qiáng)度變化，廠家對(duì)焊接處進(jìn)行破壞性試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果表明更改后的雙面焊接比之前的單面焊接的焊接強(qiáng)度增加一倍有余，完全可以滿足應(yīng)用強(qiáng)度要求[4]。現(xiàn)場(chǎng)更換輔助開關(guān)時(shí)，技術(shù)人員將輔助開關(guān)的傳動(dòng)部件重新調(diào)整，確保輔助開關(guān)傳動(dòng)件在開關(guān)的分、合位置均處于自由狀態(tài)，排除非正常狀態(tài)受力對(duì)輔助開關(guān)影響。

對(duì)現(xiàn)有輔助開關(guān)傳動(dòng)件進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，并完成輔助開關(guān)的更換，目前設(shè)備運(yùn)行正常，未再發(fā)生上述事件。

5結(jié)論

1）傳動(dòng)軸焊接質(zhì)量不良，在開關(guān)狀態(tài)切換的動(dòng)態(tài)沖擊下，可能導(dǎo)致焊接處斷裂，導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)構(gòu)失效。

2）在設(shè)備交接驗(yàn)收時(shí)，如條件允許，應(yīng)開展關(guān)鍵傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的100%X

光探傷，提早發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳宏強(qiáng)，陳旭.高壓開關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)輔助開關(guān)典型故障分析及處理[J].電氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2020.4

[2]郭良超，宋超等.操動(dòng)機(jī)構(gòu)用輔助開關(guān)拉桿的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].電力制造，2011.08

[3]霍鳳鳴，歐陽(yáng)杰等.220kVLTB245E1型斷路器輔助開關(guān)軸斷裂原因分析[J].中國(guó)電力，2006.11

[4]GB1984-2004高壓交流斷路器.

作者簡(jiǎn)介：趙銀山（1992—），男，河南周口人，助理工程師，主要從事高壓直流輸電系統(tǒng)的檢修、試驗(yàn)工作。