浅谈中置柜常见故障及处理分析

1 中置柜使用现状

中置柜是近几年来变电所10kV等级设备普遍采用的高压开关柜, 柜体被金属隔板分隔成四个功能单元隔室, 即断路器手车室、母线室、电缆室、继电器仪表室。柜体结构具有外壳密封性好、有效的防误操作联锁、手车互换性好、适配断路器型号多等特点。设备虽然先进, 但由于在设计、制造、安装和运行维护方面存在着不同程度的问题, 因而在初期事故率还比较高, 特别在断路器手车方面, 给运行和检修维护造成了许多困难。

1.1 现有中置柜存在的主要问题

以衢州电力局辉埠变10kV装置为例。110kV辉埠变10kV开关系温州昌泰电气有限公司生产的ZN-12/T1250-31.5型真空开关, 2001年10月出厂, 2001年12月投产。2002年各类故障12次, 2003年 (1-7月) 12次。设备的主要参数如下:额定短路开断电流:31.5kA, 额定电压:10kV, 额定电流:1250A, 机构型式:CT, 合闸电压:-110, 分闸电压:-110, 分合闸线圈电阻:60Ω。

如表1所示。

自2003年1月~2004年7月统计, V2000型真空断路器故障平均每年17次, 烧毁线圈或接点故障平均5台以上, 严重影响设备的安全运行和企业的经济效益。自2003年1月~2004年7月统计平均每年抢修该类设备17次, 造成企业财力和物力的极大浪费, 大大加大了职工的劳动强度。2003年发生设备一类障碍1起, 全年共发生设备异常12起, 开关年障碍率大于0.45%.超过厂下达的安全考核指标。

2 综合所使用的中置柜常见缺陷分析

2.1 断路器手车上的故障

合闸线圈铁芯冲击行程出现偏小或偏大。行程偏小低电压分不掉、合不上。行程偏大低电压铁芯不会动作或冲击力不够。

储能回路的微动开关切换不灵活。储能储好后微动开关切换不可靠, 造成电动机不停地运转, 或保护装置报警发出控制回路断线。电动合闸无反应, 微动开关接点“粘死”不会返回, 不能储能。

开关状态信号的辅助接点切换不可靠。保护装置发出报警或控制回路断线, 在操作过程中烧分、合闸线圈。

手车底盘接点S8、S9切换不到位。手车位置信号灯无指示, 电动合闸无反应, 保护装置显示控制回路断线。

手车固定插锁不到位。手车摇不动。

手车底盘右侧机械闭锁变形, 进不去或弹不出。手车只摇进一点或一点也摇不进。

合闸半轴上的复位弹簧松动或疲劳。合闸时, 半轴转动速度慢, 没有及时扣住扇形板, 造成开关合不上。

2.2 柜体上机械联锁的故障

接地闸刀位置接点切换不灵。上传接地闸刀位置信号不正确;带动接点的扣板没调整到位。

接地闭锁小舌片按不下, 或太紧。接地闸刀纵向传动杆偏长或偏短, 造成横向传动杆转不到位, 机械闭锁没解除。

接地闸刀操作机构的横向传动杆 (主轴) 窜动。横向传动杆前定位环松动, 造成操作过程中前串, 使接地闸刀分闸后小舌片不能复归。横向传动杆的后定位环松动, 造成横向轴杆后串, 操作接地闸刀时操作把手插不到位, 操作时操作柄容易弹出, 造成事故。

接地闸刀合不动。开关室手车轨道上侧一字形机械闭锁销上的弹簧销断了, 一字闭锁卡住, 不能复归。

接地闸刀分闸不到位。造成手车摇不进, 接地闸刀纵向传动杆偏长分闸时, 一字闭锁缩复归不到位, 因此挡住了小车前进轨道。

手车位置摇进一些, 出现触头档板 (活门) 打开倾斜。手车两侧的顶板推动活门的两侧机械销位置不同时, 造成活门倾斜卡住, 使手车摇不动或者出现歪斜。

二次航空插头的插针与插孔接触不可靠。时常出现控制回路断线或其它信号回路信号指示不正确。

3 设计不当引起的故障

中置柜电磁锁线圈烧毁。中置柜的接地闸刀电磁锁, 一些变电所设计成打开的一段时间后励磁;另一些则是一经合上电源即开始励磁, 这样就容易烧坏线圈;甚至有一些电磁锁装在照明回路上, 则更加不合理。可采用图1弥补该缺陷。

如图1所示。

原理:电磁锁线圈原来是经电压显示器闭锁的, 共同使同一电源。当开关处于热备用、冷备用或检修状态时电磁锁线圈就通电, 但时间长了线圈就会因过热而烧毁。为了防止线圈过热烧坏, 电磁锁除经电压显示器闭锁, 并由接地模块控制通电时间。如图所示, 当电压显示器接点接通, 电磁锁并没有通电, 只有按下AN, 继电器J马上自保, 电磁锁才通电。而且时间继电器J自动复归后, 电磁锁就断电, 从而避免了电磁锁线圈长期通电而烧毁。

接地闸刀实际状态与后台机信号不对应。接地闸刀JN15-它具有一定的关合能力以保护开关设备内其它电气设备不受损坏, 可与各种高压开关柜配套使用, 同时作为高压电器设备检修时接地保护用。从我们使用的设备来看, 一般接地闸刀位置接点方法有两种:一是装于地刀横向传动杆 (主轴) 上的挡块带动行程开关;一是装于地刀刀片上的挡块撞击行程开关。前者受力均匀, 冲击力小, 但容易发生极端情况, 如地刀与主轴连杆脱落时造成地刀实际状态与行程接点信号情况不符, 以造成严重后果;后者对挡块和行程开关冲击力大, 易松动损伤, 特别是使用的行程开关本身行程偏小, 极易造成运行人员操作结束取下手柄时出现回弹引起接点不变位, 本类缺陷已发生多次。

机械闭锁易损坏, 特别是地刀闭锁后门销。为防止带负荷分合隔离开关、带负荷摇开关手车、带电合接地闸刀, 人为设障碍采用机械方式达到机械联锁。“五防”装置每项功能靠机械机构传动来完成闭锁, 缺点是“五防”装置靠机械机构传动, 联动的环节多, 操作过程易出现机构卡死故障, 操作不当易造成机械损伤而修复困难。因此设置的原则是简单、实用, 功能正常就行, 并不是越多越好。有些厂家往往比较随意增加闭锁功能, 且产品缺乏功能规范, 给检修运行工作带来被动。以地刀闭锁后门为例:某站第一期产品, 地刀操作与后封板无关;第二期产品增加闭锁功能, 地刀操作前必须盖上后封板或解除闭锁方可进行, 给检修运行人员造成混乱, 运行初期时发生地刀闭锁断裂多次。

4 结语

中置柜很多故障是由检修、运行维护经验缺乏造成的。中置柜厂家杂, 功能多样, 对这样的一个新产品, 设备验收、投产前几乎没有培训。一个新型号的设备验收、投产、检修等许多工作都是边学边干, 这样很难发现问题。对许多设备内部的问题, 检修人员根本就没有看到过, 即使在开关厂里看到过, 由于时间太短, 也不可能在一下子就掌握这些复杂的结构和原理, 在检修中难以应付众多的缺陷, 更谈不上如何去预防了。特别是制造厂近几年来零部件的供应商多, 同样的产品, 不同时期有不同的供应商, 而且不同供应商提供的产品往往不能互换, 给检修带来了诸多麻烦。运行人员也与检修人员一样也要有一个熟悉的过程, 这样才能减少由于不正确的操作所引起的缺陷。要提高运行维护水平, 必须采取走出去请进来的方式让检修人员、运行人员多一些有实际操作的培训才能实现。

摘要：近几年来, 我国开关电器设备在设计、工艺、制造能力上有了很大的提高, 复合绝缘式开关柜正是顺应这一发展趋势, 为小型化、外观精美化迈出了一大步。在可靠前提下实现小型化、功能集成、自成一体的模块化等特点, 具有广泛的实用性。结合多年的检修实践经验, 本文阐述了中置柜一些常见故障及处理方法。

关键词：中置柜,故障,处理分析