500kV HGIS設備聯絡開關防慢分裝置失效原因分析及預控措施

朱健

（廣東電網有限責任公司云浮供電局，廣東云浮 527300）

1.HGIS設備機構故障情況

檢修人員在操作對變電站第四串聯絡5042開關進行規(guī)范化B修時發(fā)現，該斷路器B相機構防慢分裝置固定螺絲斷裂，且防慢分裝置卡板已受分合閘操作連桿導向塊擠壓變型，如圖1所示。

圖1 5042開關B相防慢分裝置損壞情況

檢查機構儲能電機、微動開關接點等其他部件，均處于正常狀態(tài)。由于防慢分裝置卡板已失效，因此現場已將其取出，但由于防慢分裝置固定螺絲桿斷裂部分在金屬法蘭內側，空間狹窄，現場檢修人員無法將其取出，且現場無相關備品更換，需廠家協助處理。

檢修人員和廠家服務人員對該機構進行了原因分析及解體檢修，情況如下。

2.原因分析

2.1 該機構防慢分裝置的原理及作用（見圖2）

圖2 CYA6-3液壓碟簧機構防慢分裝置原理圖

防慢分裝置工作原理：所示，正常運行時，斷路器處于合閘儲滿能的狀態(tài)，防慢分裝置彈簧卡銷會插在調節(jié)桿上，防慢分裝置調節(jié)桿調節(jié)螺母與機構儲能碟簧存在著h1的行程，此時可進行一次分合分（O-C-O）操作，防慢分裝置調節(jié)桿還沒頂到碟簧壓環(huán)，未受到壓環(huán)的壓力，防慢分裝置不起作用。

當斷路器機構在運行中發(fā)生故障，防慢分裝置將受力傾斜一個角度α，頂住機構操作連桿上的金屬導向塊，防止在合閘高壓保持油路油壓突然全部損失時，導致斷路器觸頭失去了自保持能力，在氣體壓力、電動力或機械振動等情況下有可能引起的觸頭分離[2]，造成斷路器室內觸頭間燃弧時間過長，導致燒毀及短路的事故發(fā)生。

因此，防慢分裝置作用主要是：當操動機構發(fā)生故障，造成油壓力全部損失時，保護處于合閘狀態(tài)的高壓斷路器觸頭不分離。

2.2 防慢分裝置損壞原因分析

為了更深入了解西開液壓碟簧機構防慢分裝置原理和動作情況，對完好的5042開關A相防慢分裝置進行了測試。合閘情況下，在液壓碟簧機構儲能完畢后投入防慢分裝置，關閉儲能電源，再手動緩慢泄能，記錄儲能信號微動開關、防慢分裝置動作情況與液壓彈簧行程。計算方法為：液壓彈簧行程=儲能行程尺寸h1-底尺寸h2，計算結果如表1所示。

表1 液壓碟簧行程與儲能微動開關接點、防慢分裝置動作情況

由表1可知，機構儲能完畢液壓碟簧行程為82.8mm，隨著液壓碟簧壓力逐漸降低，最早動作的是電機起動進行儲能補壓，如果電機或儲能控制回路故障，導致機構未能正常儲能，此時若繼續(xù)進行分合閘操作或發(fā)生高壓油路泄漏故障，液壓碟簧壓力不斷降低，會逐步閉鎖重合閘、合閘、分閘，并向后臺監(jiān)控機發(fā)相關告警信號。若液壓碟簧壓力繼續(xù)降低，機械防慢分裝置就會動作，頂住機構分合閘導向塊，防止斷路器觸頭因氣體壓力、電動力或機械振動而分離。

由現場分析可知，斷路器儲滿能合閘的情況下，能進行一次分合分（O-C-O)操作，但操作完成后必需啟動儲能電機進行補能，直至儲能完成才能進行正常操作。在機構檢修試驗時，若進行慢分操作，必須將防慢分裝置插銷拔下。若檢修試驗人員在電機未補能、防慢分裝銷插銷未取下的情況下，繼續(xù)使用儀器或直接按合分合閘線圈進行第三次以上操作合分時，則可能會出現將防慢分裝置支架卡板壓變形,甚至將防慢分裝置固定螺絲壓斷等情況。

由圖3分析可知，可導致防慢分裝置損壞直接原因是：液壓碟簧機構在泄能后電機未及時補能的情況下，在分閘閉鎖后繼續(xù)失能（液壓碟簧行程小于14mm)，碟簧擴張，碟簧金屬壓環(huán)頂住防慢分裝置調節(jié)桿，使失壓防慢分裝置支架卡板傾斜壓住分閘導向塊。此時卻繼續(xù)進行慢分操作，機構連桿在分閘力量的驅動下撞擊防慢分裝置支架，致使防慢分裝置變形，底部螺絲斷裂，最終導致防慢分裝置失效。

圖3 機械防慢分裝置聯鎖示意圖

2.3 可能造成失壓防慢分裝置損壞的幾種情況

（1）由于該類型斷路器低油壓分合閘閉鎖是通過儲能碟簧行程開關控制低油壓分合閘閉鎖繼電器（直流控制），閉鎖繼電器的常閉接點串接地斷路器分合閘二次回路中實現的。

在斷路器進行機械特性等試驗時，若將儀器的控制接線接到斷路器分閘回路中的錯誤接線端子（CB48：CB227）端子上，在施加電壓進行分閘時，將跳開了斷路器機構中的油壓低分閘1閉鎖的（03-04）接點，在這種情況下，斷路器機構在油壓低閉鎖分閘的情況下仍然可以進行分閘操作。此時，若失壓防慢分卡銷未取下，且機構碟簧能量低未補壓，已使失壓防慢分裝置支架卡板傾斜壓住分閘導向塊的情況下進行儀器加壓操作，則可能將防慢分裝置卡板壓壞。而將儀器控制線按正確接線的方法時，機構進行一次分合分操作后，機構儲能電機未補壓，機構內的微動接點將閉鎖其分合閘回路，將不能繼續(xù)進行電氣操作[3]。

（2）調試操作。在檢修試驗過程中，在未給電機電源的情況下，采用手動按壓分合閘線圈的方式進行多次分合閘操作將可能導致失壓防慢分裝置損壞。

（3）機構內儲能行程開關微動接點損壞，致使油壓低閉鎖分合閘回路失效，此時，若機構出現滲漏油等原因導致機構儲能彈簧能量不足，且失壓防慢分裝置已啟動的情況下進行操作，將可能導致失壓防慢分裝置損壞。

3.處理及防范措施

3.1 處理措施

對5042開關B相金屬法蘭及防慢分裝置進行更換及調試，調整完畢后經現場試驗，各項數據合格，各部件功能恢復至正常狀態(tài)[4]。處理過程如下：

（1）打開機構箱外殼，并用叉車、木塊或橡膠墊將機構墊住；（2）拆除機構內相關輔助元件二次接線；（3）拆除電機；（4）拆除連桿及金屬法蘭；（5）復裝新金屬法蘭及相關輔件，順序與拆除順序相反；（6）復裝防慢分裝置。

復裝相關輔件及二次線與拆除順序相反，復裝后再進行調試及機械特性試驗，結果合格。

3.2 防范措施

（1）對該類型斷路器開展檢修試驗操作時，務必嚴格執(zhí)行防慢分裝置操作要求，檢修試驗前務必先將防慢分裝置插銷拔出，防止防慢分裝置在調試過程中被損壞，在調試完成后切記將其正確插入，防止防慢分裝置失效。

（2）進行斷路器機械特性等試驗時，若需對回路加壓進行分合閘操作，必須按正確的接線方式進行接線，不能跳過回路中的機構油壓低閉鎖分合閘的接點。

（3）檢修試驗或運行人員操作時，斷路器滿壓情況下進行分合分（O-C-O）操作后，務必保證斷路器能正常儲能才能繼續(xù)操作，禁止失壓防慢分裝置在投入狀態(tài)下，在機構壓力過低或無壓操作。

（4）將防慢分裝置的操作要求列入斷路器規(guī)范化檢修和試驗作業(yè)指導書中，并對所有檢修試驗人員進行宣貫。

（5）相關專業(yè)要開展該類型的斷路器機構的培訓，包括儀器接線，機構調試過程中的操作步驟及風險點等，提高檢修運維人員對該類型機構的認知水平。

（6）對所有類似機構進行排查，注意排查時的風險點，不要誤碰誤動線圈等機構元器件，并在機構箱外殼上及匯控柜門上粘貼機構調試操作流程，提醒檢修試驗人員在調試機構過程中的風險點及注意事項。