高壓斷路器機(jī)械故障診斷技術(shù)淺談

楊蓬勃

煙臺(tái)市辛安河污水處理有限公司

高壓斷路器機(jī)械故障診斷技術(shù)淺談

楊蓬勃

煙臺(tái)市辛安河污水處理有限公司

當(dāng)前我國(guó)工業(yè)化水平在不斷提升，對(duì)電力系統(tǒng)安全性方面的要求也越來(lái)越高，而高壓斷路器則是確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，在電力系統(tǒng)安全運(yùn)行中發(fā)揮著不可替代的作用。本文以某變電所斷路器跳閘故障為例，對(duì)高壓斷路器的機(jī)械故障原因及處理措施進(jìn)行分析，希望能夠以此來(lái)提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的能力。

高壓斷路器；故障；原理；處理；防范

1 高壓斷路器機(jī)械故障分析

1.1 故障的出現(xiàn)

2016年3月某日晚，某35 k V變電所316線路保護(hù)裝置報(bào)電流一段保護(hù)動(dòng)作，斷路器跳閘。巡視線路后發(fā)現(xiàn)，挖土機(jī)在線路處施工，刮蹭線路導(dǎo)致斷路器跳閘。排除線路故障后，通知變電所運(yùn)行人員送電。送電過(guò)程中，線路保護(hù)裝置顯示控制電路斷線，斷路器無(wú)法合閘。該變電所316線路SF6斷路器運(yùn)行多年，從未發(fā)生過(guò)控制電路斷線導(dǎo)致斷路器拒合的情況。這次在緊急情況下出現(xiàn)控制電路斷線、斷路器拒合故障，給變電所運(yùn)行人員正常操作帶來(lái)了極大困擾。當(dāng)天，運(yùn)行人員通過(guò)倒閘操作將線路快速恢復(fù)送電，并配合檢修人員排除了故障。現(xiàn)將故障分析及處理過(guò)程介紹如下，供同行參考。

1.2 原理分析

彈簧儲(chǔ)能式斷路器控制電路簡(jiǎn)圖如圖1所示。

圖1 彈簧儲(chǔ)能式斷路器控制電路簡(jiǎn)圖

控制電路斷線回路用于監(jiān)視保護(hù)裝置控制電路是否完好，當(dāng)控制電路出現(xiàn)異常時(shí)立即報(bào)警。當(dāng)合閘位置繼電器與跳閘位置繼電器同時(shí)失磁，兩個(gè)常閉觸點(diǎn)同時(shí)接通時(shí)，控制電路斷線，保護(hù)裝置告警，同時(shí)，斷路器合閘或分閘回路不能構(gòu)成通路，斷路器將不能分閘或合閘。

1.3 原因分析

引起控制電路斷線故障的原因有很多，根據(jù)斷路器的控制電路原理圖進(jìn)行整體分析，主要分為以下幾類：

(1)控制電源熔斷器熔體熔斷或空氣斷路器失靈，TWJ、HWJ繼電器同時(shí)失磁，控制電路斷線信號(hào)告警;

(2)保護(hù)裝置插件接點(diǎn)粘連;

(3)分、合閘線圈損壞，回路不通;

(4)斷路器輔助接點(diǎn)接觸不良或損壞，回路不通;

(5)斷路器儲(chǔ)能接點(diǎn)故障或彈簧未儲(chǔ)能，儲(chǔ)能電機(jī)或合閘接觸器損壞;

(6)由斷路器機(jī)構(gòu)箱引至控制電路的各種閉鎖信號(hào)(如彈簧未儲(chǔ)能、低氣壓閉鎖等)未輸入，引起控制電路斷線;

(7)控制電纜故障斷開(kāi)或端子排銹蝕導(dǎo)致其接觸不良。

2 機(jī)械故障排除

技術(shù)人員依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，按照規(guī)范的排故步驟進(jìn)行排查，具體過(guò)程如下。

(1)查看其他保護(hù)裝置是否有控制電路斷線告警，若其他保護(hù)裝置同時(shí)顯示控制電路斷線，則應(yīng)查找直流母線故障與否;若其他保護(hù)裝置正常運(yùn)行，則故障點(diǎn)應(yīng)在本裝置。

(2)檢查直流電源空氣斷路器(圖1中的QF)。主要測(cè)量其上端接點(diǎn)直流電壓是否正常，并測(cè)量其下端接點(diǎn)電壓是否正常。因直流電源空氣斷路器在跳閘中未動(dòng)作，裝置未停電，測(cè)量電壓后判斷空氣斷路器功能正常。斷開(kāi)空氣斷路器，5s后再次合上空氣斷路器，觀察故障是否消失。

(3)檢查監(jiān)視合閘回路的綠燈，發(fā)現(xiàn)綠燈(圖1中的LD)不亮。因此，判斷跳位繼電器失磁。此時(shí)，斷路器處于分閘狀態(tài)，合位繼電器也處于失磁狀態(tài)，因而判斷故障點(diǎn)位于斷路器操作機(jī)構(gòu)箱內(nèi)。

(4)觀察分閘線圈、合閘線圈、儲(chǔ)能電機(jī)，判斷現(xiàn)場(chǎng)是否有異味，開(kāi)路測(cè)量三個(gè)線圈阻值。測(cè)量分閘線圈、合閘線圈和儲(chǔ)能電機(jī)線圈阻值全部正常，因此判斷分閘線圈、合閘線圈、儲(chǔ)能電機(jī)均正常。

(5)排查輔助接點(diǎn)，包括斷路器輔助接點(diǎn)(圖1中的DL)、彈簧儲(chǔ)能輔助接點(diǎn)、氣壓閉鎖輔助接點(diǎn)。經(jīng)檢查，各輔助接點(diǎn)接觸良好，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)引線松動(dòng)或動(dòng)作不到位的情況。

(6)檢查彈簧儲(chǔ)能回路。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察，認(rèn)定斷路器處于彈簧未儲(chǔ)能狀態(tài)。檢查彈簧儲(chǔ)能回路，發(fā)現(xiàn)直流接觸器能夠吸合，但儲(chǔ)能電機(jī)不能得電。測(cè)量直流接觸器兩個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)其中一對(duì)觸點(diǎn)在接觸器吸合后并不能接通。據(jù)此，判斷該故障為合閘接觸器觸點(diǎn)接觸不良所致。

3 處理結(jié)果

確定故障點(diǎn)后，技術(shù)人員斷開(kāi)直流電源，拆下接觸器滅弧罩，發(fā)現(xiàn)接觸器觸頭上粘了大量昆蟲(chóng)尸體，導(dǎo)致接觸器吸合后接點(diǎn)不能接通。對(duì)斷路器進(jìn)行合閘、分閘試驗(yàn)，斷路器恢復(fù)正常。

4 防范措施

(1)在高壓斷路器定期檢修中，認(rèn)真做好斷路器的分、合閘試驗(yàn)，確保傳動(dòng)試驗(yàn)正確，認(rèn)真對(duì)斷路器機(jī)構(gòu)中的輔助開(kāi)關(guān)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)進(jìn)行檢查，定期清掃維護(hù)。

(2)斷路器操作過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)斷路器分合閘時(shí)相應(yīng)指示燈不亮，應(yīng)立即將斷路器控制電源斷開(kāi)，使斷路器分合閘自保持回路斷開(kāi)，然后再做下一步檢查。

(3)應(yīng)加強(qiáng)變電所值班人員業(yè)務(wù)知識(shí)的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，組織相關(guān)人員對(duì)案例進(jìn)行研究和分析，找出問(wèn)題和差距，提高值班人員對(duì)異常情況和事故的分析處理能力。

5 結(jié)語(yǔ)

變電所設(shè)備運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、檢修機(jī)會(huì)少，不同的設(shè)備、不同的安裝工藝等都有可能對(duì)斷路器控制電路完整性造成影響。設(shè)備維護(hù)不及時(shí)極有可能導(dǎo)致斷路器拒跳或拒合。本文總結(jié)的控制電路斷線故障處理步驟，雖然存在一定的局限性，但基本反映了該故障的處理步驟。

[1]程序，關(guān)永剛，張文鵬，唐誠(chéng).基于因子分析和支持向量機(jī)算法的高壓斷路器機(jī)械故障診斷方法[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2014，07：209-215.

[2]梁宏池，謝聿琳.區(qū)域性分布式高壓斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)[J].電力與電工，2009，04：33-35+64.

[3]李斌，李爽，魯旭臣.高壓斷路器機(jī)械特性振動(dòng)信號(hào)特征提取和故障診斷方法研究[J].高壓電器，2015，10：138-144.

[4]黃建.特征評(píng)估高壓斷路器機(jī)械故障診斷方法的研究[J].高壓電器，2015，12：89-95.

[5]趙虎，崔建強(qiáng)，古浩原.基于SOM方法的高壓斷路器機(jī)械故障診斷方法研究[J].電氣開(kāi)關(guān)，2013，06：32-35.