高壓開關(guān)柜的常見故障及處理

張洪

【摘 要】高壓開關(guān)柜是輸變電系統(tǒng)的重要組成部分，可用于系統(tǒng)的自動化調(diào)控，解決傳統(tǒng)電網(wǎng)運行存在的各種問題。及時處理高壓柜故障，是維護電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性的關(guān)鍵。本文主要分析了高壓柜常見的一些故障，并就這些故障提出了處理對策。

【關(guān)鍵詞】高壓；開關(guān)柜；故障；處理

高壓開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一，能接受和分配網(wǎng)絡(luò)電能，控制、監(jiān)視、測量及保護電網(wǎng)線路。一般情況下，高壓開關(guān)柜在運行時，常會出現(xiàn)一些異常現(xiàn)象，針對此分析產(chǎn)生原因以及采取排除措施是擺在我們面前的重大課題。

1.高壓開關(guān)柜的應(yīng)用功能

我國每年需要消耗的用電量龐大，電能需求量增多給電力系統(tǒng)的調(diào)度運行帶來困難。電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電等主要環(huán)節(jié)都要利用高壓開關(guān)柜作為控制裝置，維持電能調(diào)度系統(tǒng)的高效率。高壓開關(guān)柜的應(yīng)用功能如下：

1.1通斷

電能在傳輸階段會遇到各種情況，需要及時接通或斷開系統(tǒng)運行，以保證電能穩(wěn)定的傳輸。高壓開關(guān)柜安裝于電力系統(tǒng)，可起到接通、斷開兩大作用，按照系統(tǒng)作業(yè)的實際要求靈活地調(diào)整線路的供電狀態(tài)，降低了原始電能的消耗量。

1.2控制

從整個系統(tǒng)作業(yè)模塊控制線路的供輸電狀態(tài)，避免系統(tǒng)外圍社會受到故障風(fēng)險的影響，提高供配電系統(tǒng)的安全系數(shù)。如：高壓開關(guān)柜既能對待傳輸電能實施疏導(dǎo)融通，也能防范可能發(fā)生的風(fēng)險，控制了其他連接設(shè)備的正常動作。

2.高壓開關(guān)柜的種類

2.1戶外式及戶內(nèi)式

從高壓開關(guān)柜的安置來分，可分為戶外式和戶內(nèi)式兩種，10KV 及以下多采用 戶內(nèi)式。根據(jù)一次線路方案的不同，可分為進出線開關(guān)柜、聯(lián)絡(luò)油開關(guān)柜、母線分段柜等。10KV進出線開關(guān)柜內(nèi)多安裝少油斷路器或真空斷路器，斷路器所配的操動機構(gòu)多為彈簧操動機構(gòu)或電磁操動機構(gòu)，也有配手動操動機構(gòu)或永磁操動機構(gòu)的。不同的開關(guān)柜在結(jié)構(gòu)上有較大差別，這將影響到傳感器的選擇和安裝。

2.2固定式及移開式

從高壓開關(guān)柜的使用來分，可分為固定式和移開式。以前，發(fā)電廠的廠用電系統(tǒng)習(xí)慣采用移開式開關(guān)柜，而供電系統(tǒng)用固定柜較多。隨著科學(xué)技術(shù)的進步和新產(chǎn)品的不斷開發(fā)成功，很多習(xí)慣用法也在發(fā)生變化。例如金屬愷裝移開式開關(guān)柜就是在固定式開關(guān)柜的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。金屬愷裝移開式開關(guān)柜為全封閉結(jié)構(gòu)，各功能小室相互隔開，正常操作性能和防誤操作功能百加完善和合理，檢修方便，其運行的安全可靠性大為提高。

3.高壓開關(guān)柜的故障判斷和處理

當高壓開關(guān)柜發(fā)生故障時，應(yīng)該從技術(shù)的角度出發(fā)，弄清發(fā)生故障的原因，再采取針對性措施加以防范。

3.1跳閘故障

a、故障表現(xiàn)。

這種故障原因是保護動作。高壓柜上裝有過流、速斷、瓦斯和溫度等保護。當線路或變壓器出現(xiàn)故障時，保護繼電器動作使開關(guān)跳閘。跳閘后開關(guān)柜綠燈（分閘指示燈）閃亮，轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄在合閘后位置即豎直向上。高壓柜內(nèi)或中央信號系統(tǒng)有聲光報警信號，繼電器掉牌指示。微機保護裝置有“保護動作”的告警信息。

b、判斷方法。

判斷故障原因可以根據(jù)繼電器掉牌、遙信信息等情況進行判斷跳閘故障類型。在高壓柜中瓦斯、溫度保護動作后都有相應(yīng)的信號繼電器掉牌指示。過流繼電器（GL型）動作時不能區(qū)分過流和速斷，在定時限保護電路中過流和速斷分別由兩塊（JL型）電流繼電器保護，繼電器動作時紅色的發(fā)光二極管亮，可以明確判斷動作原因。

c、處理方法。

過流繼電器動作使開關(guān)跳閘，是因為線路過負荷。在送電前應(yīng)當與用戶協(xié)商減少負荷防止送電后再次跳閘。速斷跳閘時，應(yīng)當檢查母線、變壓器、線路。找到短路故障點，將故障排除后方可送電。 過流和速斷保護動作使開關(guān)跳閘后電器可以復(fù)位，利用這一特點可以和溫度、瓦斯保護區(qū)分。變壓器發(fā)生內(nèi)部故障或過負荷時瓦斯和溫度保護動作。如果是變壓器內(nèi)部故障使重瓦斯動作，必須檢修變壓器。如果是新移動、加油的變壓器發(fā)生輕瓦斯動作，可以將內(nèi)部氣體放出后繼續(xù)投入運行。溫度保護動作是因為變壓器溫度超過整定值。如果定值整定正確，必須設(shè)法降低變壓器的溫度?？梢酝L(fēng)降低環(huán)境溫度，也可以減少負荷減低變壓器溫升。如果整定值偏小，可以將整定值調(diào)大。通過以上幾個方法使溫度接點打開，開關(guān)才能送電。

3.2儲能故障

在應(yīng)用彈簧儲能操作機構(gòu)的高壓柜中，合閘前必須預(yù)先儲能方可合閘。儲能機構(gòu)由電動機帶動齒輪機構(gòu)拉長彈簧。

a、行程開關(guān)調(diào)節(jié)不當。

行程開關(guān)是控制電機儲能位置的限位開關(guān)。當電機儲能到位時將電機電源切斷。如果限位過高時，機構(gòu)儲能已滿。故障表現(xiàn)為電機空轉(zhuǎn)不停機、儲能指示燈不亮。只有打開控制開關(guān)（HK）才能使電機停止。限位調(diào)節(jié)過低時，電機儲能未滿提前停機。由于儲能不到位開關(guān)不能合閘。調(diào)節(jié)限位的方法是手動慢慢儲能找到正確位置，并且緊固。

b、電機故障。

如果電機繞組燒毀，將有異味、冒煙、保險熔斷等現(xiàn)象發(fā)生。如果電機兩端有電壓，電機不轉(zhuǎn)?？赡苁翘妓⒚撀浠蚰p嚴重等故障。判斷是否是電機故障的方法有測量電機兩端電壓、電阻或用其它好的電機替換進行檢查。

c、控制開關(guān)故障或電路開路。

制開關(guān)損壞使電路不能閉合及控制回路斷線造成開路時，故障表現(xiàn)形式都是電機不轉(zhuǎn)、電機兩端沒有電壓。查找方法是用萬用表測量電壓或電阻。測量電壓法是控制電路通電情況下，萬用表調(diào)到電壓檔，如果有電壓（降壓元件除外）被測兩點間有開路點。用測量電阻法應(yīng)當注意旁路的通斷，如果有旁路并聯(lián)電路，應(yīng)將被測線路一端斷開。

3.3合閘故障

合閘故障可分為電氣故障和機械故障。合閘方式有手動和電動兩種，手動不能合閘一般是機械故障。手動可以合閘，電動不能合閘是電氣故障。

a、保護動作。

開關(guān)送電前線路有故障保護回路使防跳繼電器作用，合閘后開關(guān)立即跳閘。即使轉(zhuǎn)換開關(guān)還在合閘位置，開關(guān)也不會再次合閘連續(xù)跳躍。

b、防護故障

當前的高壓柜內(nèi)都設(shè)置了五防功能，要求開關(guān)不在運行位置或試驗位置合閘，也就是位置開關(guān)不閉合，電動不能合閘。這時運行位置燈或試驗位置燈不亮。將開關(guān)手車稍微移動使限位開關(guān)閉合即可送電。如果限位開關(guān)偏移距離太大，應(yīng)當調(diào)整。

c、電氣連鎖故障

高壓系統(tǒng)中為了系統(tǒng)的可靠運行設(shè)置一些電氣連鎖。例如在兩路電源進線的單母線分段系統(tǒng)中，要求兩路進線柜和母聯(lián)柜這三臺開關(guān)只能合兩臺，如果三臺都閉合將會有反送電的危險。并且短路參數(shù)變化，并列運行短路電流增大。在高壓柜不能電動合閘時，首先應(yīng)當考慮是否有電氣連鎖，不能盲目地用手動合閘。電氣連鎖故障一般都是操作不當，不能滿足合閘要求。例如合母聯(lián)雖然進線柜是一分一合，但是分閘柜內(nèi)手車被拉出，插頭沒有插上。如果連鎖電路發(fā)生故障，可以用萬用表檢查故障部位。利用紅、綠燈判斷輔助開關(guān)故障簡單方便，但是不太可靠?？梢杂萌f用表檢查確定。檢修輔助開關(guān)的方法是調(diào)整固定法蘭的角度，調(diào)整輔助開關(guān)連桿的長度等。

d、控制回路開路故障。

在控制回路中控制開關(guān)損壞、線路斷線等都使合閘線圈不能得電。這時候合閘線圈沒有動作的聲音。測量線圈兩端沒有電壓，檢查方法是用萬用表檢查開路點。

e、合閘線圈故障。

合閘線圈燒毀是短路故障。這時會發(fā)生冒煙、保險熔短等現(xiàn)象。合閘線圈設(shè)計為短時工作制，通電時間不能太長。合閘失敗后應(yīng)當及時查找原因，不應(yīng)該多次反復(fù)合閘。特別是CD型電磁操作機構(gòu)的合閘線圈，由于通過電流較大多次合閘容易燒壞。在檢修高壓柜不能合閘的故障時經(jīng)常使用試送電的方法。這種方法可以排除線路故障（變壓器溫度、瓦斯故障除外）、電氣連鎖故障、限位開關(guān)故障。故障部位基本可以確定在手車內(nèi)部。所以在應(yīng)急處理時可以用試驗位置試送電，更換備用手車送電的方法進行處理。這樣很快恢復(fù)工作。

3.4分閘故障

分閘故障也可分為機械故障和電氣故障。電氣故障主要有控制回路開路、 線圈故障、輔助開關(guān)故障等。

a、故障現(xiàn)象。

當紅燈不亮?xí)r電動不能分閘是輔助開關(guān)故障。分閘線圈燒壞時會冒煙、有異味、保險絲熔斷?？刂苹芈烽_路故障是指轉(zhuǎn)換開關(guān)及其它部位斷線，這時跳閘線圈不能得電。

b、用萬用表測量線圈兩端電阻。

電阻過小或為零時內(nèi)部匝間短路，電阻無窮大時內(nèi)部開路?？梢杂萌f用表測量電壓、電阻進行判斷故障，開路點有電壓，電阻無窮大。

3.5機械故障

高壓柜常見的機械故障主要有：機械連鎖故障、操作機構(gòu)故障等。故障部位多是緊固部位松動、傳動部件磨損、限位調(diào)整不當?shù)取?/p>

a、機械連鎖故障。

開關(guān)柜內(nèi)一般都設(shè)置了機械連鎖。例如手車進出柜體時開關(guān)必須是分閘。開關(guān)合閘時不能操作隔離開關(guān)等。應(yīng)當沿著機械傳動途徑查找故障。

b、操作機構(gòu)故障。

操作機構(gòu)出現(xiàn)故障最多的部位是限位點偏移。例如在CT8型機構(gòu)中扇形輪與脫扣半軸嚙合量是機構(gòu)調(diào)整的關(guān)鍵。嚙合量較大，脫扣阻力就大，容易卡死。嚙合量較小，容易連跳，不能合閘。調(diào)整的方法是改變限位螺栓長度和分閘連桿的長度。

盡管高壓柜的故障形式多種多樣，但只要能在事故跳閘、電動手動不能分合閘情況下判斷出高壓開關(guān)柜的幾種常見電氣或機械故障，根據(jù)故障現(xiàn)象和檢查結(jié)果確定故障部位，就能很快將故障排除。

【參考文獻】

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