變電站220kV組合電器隔離開關閉鎖關系問題探究

山東泰開高壓開關有限公司 劉鑫鈴 王 偉 張 凱

在我國各地區電力需求逐步增加的背景下，對供電可靠性及安全性的要求也越來越高。與此同時，考慮到和經濟設備的發展趨勢相適應，近些年來我國各地區變電站建設項目數量越來越多，并且組合電器設備（GIS）在其中的應用廣泛，價值顯著。但變電站組合電器應用期間，也存在一些較為明顯的問題。以變電站220kV組合電器中的隔離開關閉鎖關系問題較為顯著，如接地與相關規范要求不符、快速接地刀閘未能直接接地等，此外在組合電器中還存在隔離開關閉鎖設備缺陷問題。

1 問題原因及解決措施分析

1.1 設備缺陷信息問題

以國內某地區的220kV變電站工程項目為例，在該工程項目現場驗收工作開展期間，若電動操作對-4母線隔離開關合閘，并進行-47接地隔離開關操作，則-47接地隔離開關能夠有效合閘。在現場電氣指示方面顯示的情況包括：-4母線隔離開關處于合位狀態（紅色）；-47接地隔離開關處于分閘狀態（綠色）、為半離半合的狀態。在上述情況下，倘若相關運維工作人員對-47接地隔離開關的具體機械狀態不甚了解，且-47接地隔離開關電器絕緣距離與相關規范標準要求不符，則在送電期間易誘發放電故障問題，從而出現帶接地線送電狀況，進一步使電網運行的穩定性及安全性受到嚴重影響。

1.2 設備缺陷問題產生的原因

對起始階段進行優先分析判斷，基于-4母線隔離開關動作期間，沒有對-47接地隔離開關執行可靠閉鎖操作。經對圖紙進行二次查閱顯示，-4隔離開關和-47之間的聯鎖關系密切。對于聯鎖關系，主要經機構輔助開關節點實現。

在與設備生產常見進行溝通交流的基礎上，發現此型號組合電器隔離開關機構在2年前采取了一次機械改造。與此同時，對于新式機構輔助開關連桿，基于機構輸出軸位增設了空行程。在此段空行程的影響下，使-4母線隔離開關的輔助開關處于運動狀態期間下，在時間上明顯比主刀閘拐臂落后。基于-4母線隔離開關合閘動作起始環節，機構輔助開關、拉桿沒有跟隨主刀閘拐臂作出一致的動作。在此情況下聯鎖關系未能起到有效的作用，使-47接地隔離開關能夠進行操作。

此外，通過現場測量結果顯示，-4母線隔離開關合閘總時長大概為3秒，輔助開關基于主刀閘大概起始動作1秒后跟隨主刀閘作出相應的動作，即在此大概1秒時間范圍內輔助開關沒有作出動作，且此時間范圍中4隔離開關對-47接地隔離開關未能作出相對應的閉鎖作用。在此情況下，在-4母線隔離開關處于操作狀態時，-47接地隔離開關也出現了操作方面的問題。

1.3 設備缺陷問題的相關解決措施

為解決上述提到的設備缺陷問題需落實有效的解決措施：經分析研究，基于-47接地隔離開關聯鎖回路上可增設機械限位節點，使設備缺陷問題的發生得到有效預防控制。具體做法為：基于-4母線隔離開關主刀閘拐臂分閘限位部位增設常開節點（1個），并串入到-47接地隔離開關的聯鎖回路當中。在-4母線隔離開關處于分位的情況下，47隔離開關可執行相應的操作；在-4母線隔離開關處于非分位情況下時，則-47隔離開關不能進行操作。圖1為該設備改造方案示意圖。

圖1 設備改造方案示意圖

2 設備安裝注意事項分析

在上述分析過程中，不難發現變電站220kV組合電器隔離開關閉鎖關系問題帶來的影響較大，對于此類問題，需嚴格遵循預防為主、及時處理的基本工作原則[1]。對于處理措施上述已提到，而從預防角度考慮則需做好組合電器設備的安裝工作。具體安裝注意事項如下：

以產品的技術規定、設備重量為依據，合理選擇使用吊裝索具、起重設備，進一步對吊點進行合理應用。并以制造廠的編號、規定程序進行裝配作業，避免搞混淆。在安裝期間，對于可見的密封槽面需進行嚴格檢查，保證表面光滑、清潔、無劃傷等。對于已使用過的密封圈不能重復利用；對于新的密封圈需確保無損傷、無裂痕及毛刺，避免出現其他異常狀況等。

安裝期間，針對可見母線觸頭連接部位需進行嚴格檢查，確保鍍銀層的優良性能，并確保表面光滑，能夠和母線觸頭座保持良好連接關系，避免出現卡阻狀況。并對母線、母線筒內壁、支撐絕緣件、盤式絕緣子等表面進行詳細檢查，確保平整，沒有毛刺；對于應用到的密封脂、清潔劑以及擦拭等材料，需與產品技術文件相關要求相符。此外，基于每一次內檢、安裝以及試驗工作完成之后，需確保GIS內沒有殘留物，然后進行封蓋處理。

3 設備安裝要點方法分析

3.1 母聯間隔安裝要點方法

考慮到安裝誤差的積累得到有效減少，可將母聯間隔當作安裝組對基準，從母聯間隔起始朝兩邊進行安裝。在母聯間隔初步就位后需與地面的中心線對正，然后對母聯間隔的水平度、垂直度、中心進行調整，針對不適宜的地方則采取墊片進行細調處理。對于母聯間隔來說，作為安裝的基準點，基于安裝期間需規范測量、調整其水平度，保證間隔安裝情況下，底架中心線能夠和標注的間隔中心線間維持重合關系。對于母聯GIS間隔的地腳螺栓，則需以生產廠家指定的力矩值進行固定定位處理，然后在此基礎上對兩側各元件、間隔部分進行拼裝處理[2]。此外，基于母聯間隔安裝完成后對主變間隔、進線間隔進行依次就位。以母線間隔母管軸線為依據，進行找平、找平、對中主變間隔以及進線間隔。

3.2 法蘭安裝要點方法

基于法蘭對接之前，需將法蘭連接位置的運輸封蓋先打開，然后對密封槽內運輸用的密封膠圈進行拆除處理，廢氣的密封膠圈不能再應用，針對可見部位，則需進行全面的清潔與檢查處理。針對法蘭對接面、密封槽，需確保光滑，沒有劃痕，沒有凹凸點，并避免出現鑄造沙眼等缺陷問題。如法蘭對接面存在劃痕，則需使用油石、240#水磨砂紙進行打磨平整處理，朝著法蘭弧形輕輕進行研磨處理，避免對法蘭圈心前后進行研磨處理，在研磨后需采取高純度的酒精進行清洗處理。

在連接法蘭過程中需使用到手拉葫蘆、行吊等相關機具，對等待對接的GIS間隔或母線筒，朝已經安裝好的母聯GIS間隔進行平移靠攏處理。接口位置的距離需維持在大概50mm，然后對吊裝角度、方位進行合理調整，并采取2支導向用定位螺栓，對稱穿過對接法蘭的螺孔。對于對接法蘭，基于平移期間需確保沒有卡阻，并保證法蘭面間隙距離的均勻性，加強對連接部位母線的檢查，確保在觸頭座內完全插入。在法蘭對接完好后需全部插入法蘭連接螺栓，以法蘭直徑方向對稱緊固螺栓，并確保螺栓緊固力矩值與產品技術規定要求相符。

3.3 散裝母線安裝要點方法

在安裝散裝母線的情況下，需把母線安裝專用小車放置母線筒內部，并在母線小車上將母線放置好，通過施工人員對導體另一端水平托起，然后以緩慢的速度把母線推入至母線筒內部，確保導體一端在觸頭座內完全插入[3]。經觀察孔或對母線長度進行測量，對母線插入尺寸是否合格進行分析判斷，在確保合格后采取尼龍繩進行綁扎處理，托起母線后將母線安裝小車拖出，進一步采取塑料薄膜對母線筒進行臨時封包處理，在安裝連接合攏前期，然后將尼龍繩取出來。

3.4 其他安裝要點

一方面，在電壓互感器、避雷器安裝過程中，需對內部氣壓是否正常進行嚴格檢查，在確保正常后將運輸封蓋拆除，然后實施電氣特性試驗及絕緣電阻測試，在測試合格后再進行安裝連接處理。值得注意的是，對于電壓互感器需采取水平安裝方式，避雷器則采取垂直安裝方式，基于起吊期間需以相關要求為依據，做好相對應的吊運、翻轉作業，在翻轉期間需預防控制劇烈沖擊狀況的發生。

另一方面，在電纜倉安裝過程中，首先需對出廠時電纜倉氣室的盲板進行拆除處理，然后拆換電纜倉接口部位的密封橡膠圈，利用工業潔凈紙蘸取適量的無水酒精對新密封橡膠圈進行擦拭處理。擦拭完成后，基于密封橡膠圈上將密封脂均勻涂抹上，并把密封圈裝至凹槽內部[4]。將GIS電纜倉打開后，安裝好手孔，把電纜終端頭配套到場的環氧母座緩慢垂直進入電纜倉內部，并將潔凈手套帶來，進入手孔后，確保環氧母座末端導體和GIS電纜倉內的電氣維持可靠連接的關系。此外，利用螺栓將環氧母座在GIS電纜倉下端固定好。將電纜倉手孔蓋板安裝好之后，針對電纜倉氣室實施抽真空、充氣等處理操作，以此保證電纜倉安裝的質量。

4 結語

針對變電站220kV組合電器隔離開關閉鎖關系問題，需分析問題產生的原因，然后采取有效的解決措施。與此同時，從問題預防控制角度考慮，則需注意組合電器安裝過程的一些基本事項，并掌握母聯間隔安裝、法蘭安裝以及散裝母線安裝等要點，以此確保組合電器安裝應用的質量及安全性得到全面提高。