GIS隔離開關(guān)機構(gòu)受潮引發(fā)的斷路器遙控閉鎖故障分析

劉柯 四川蜀能電力有限公司電網(wǎng)運維分公司

一、引言

GIS因加熱器設(shè)計時的不規(guī)范，造成設(shè)備長期運行后，常出現(xiàn)內(nèi)部元件受潮銹蝕，二次線絕緣老化，并造成運行中設(shè)備的誤報警等現(xiàn)象?，F(xiàn)以工作中一起處理GIS隔離開關(guān)機構(gòu)受潮造成斷路器拒合的故障為例，說明西開GIS廠家設(shè)計上的不完善。

二、處理經(jīng)過

2017年02月12日08時00分，運 行人員在融冰后的送電過程中，5051開關(guān)遙控合閘不成功。08時10分運行向調(diào)度匯報停止操作，并告知檢修人員故障現(xiàn)象。

開關(guān)型號：LW13A-550/Y4000-63（G）；

廠家：西安西電高壓開關(guān)有限責(zé)任公司；

出廠編號：081；

生產(chǎn)日期：2011年7月；

隔離開關(guān)型號：GWG6-550；

廠家：西安西電高壓開關(guān)有限責(zé)任公司；

主刀操作機構(gòu)：CJG2；

出廠編號：081；

生產(chǎn)日期：2011年7月；

2017年02月12日上午10時，檢修人員抵達沐溪變電站，并對現(xiàn)場5051故障開關(guān)申請轉(zhuǎn)檢修檢查。

到達現(xiàn)場后，檢修人員與運維人員交流后得知開關(guān)不能遙控合閘。檢修人員對開關(guān)二次回路進行檢查，發(fā)現(xiàn)開關(guān)合閘控制回路從正電端到低油壓合閘閉鎖HL2CX末端/52B19無故障，HL2CX末端/52B19經(jīng)聯(lián)鎖回路到負電端不通，分閘控制回路正常。由此判斷是開關(guān)合閘回路中的VX閉鎖繼電器動作將斷路器合閘回路閉鎖。

故障開關(guān)的聯(lián)鎖回路中只有一個VX中間繼電器，故障時VX中間繼電器處于吸合狀態(tài)。VX中間繼電器取電于刀閘分合操作過程信號回路末端89B1節(jié)點與負電4BN2之間，它的作用是當(dāng)?shù)堕l處于分合閘過程中，刀閘的控制回路帶電，VX繼電器動作吸合，斷路器位于VX繼電器中的節(jié)點閉鎖斷路器控制回路，將開關(guān)的合閘控制回路閉鎖，以避免帶負荷拉刀閘的情況發(fā)生。

打開50512刀閘機構(gòu)箱，發(fā)現(xiàn)機構(gòu)箱內(nèi)凝露嚴(yán)重。在操作時得知50512刀閘A相分合時均不能進行就地和遠方操作，均通過按壓機構(gòu)內(nèi)的分合閘繼電器進行操作。經(jīng)檢查50512刀閘在已分閘到位的情況下分閘接觸器TX線圈一直處于吸合狀態(tài)，其分合操作過程信號回路處于導(dǎo)通帶電狀態(tài)。將分閘接觸器TX拆下更換后，開關(guān)聯(lián)鎖回路中的VX中間繼電器線圈不再吸合，開關(guān)控制回路恢復(fù)正常。將拆下的分閘接觸器TX拆開后發(fā)現(xiàn)其相連的輔助開關(guān)節(jié)點（13-14）、TX線圈內(nèi)部彈簧已經(jīng)銹蝕，在分閘結(jié)束后無法將線圈復(fù)位。

在對50512刀閘機構(gòu)箱控制回路進行進一步檢查后，發(fā)現(xiàn)刀閘合閘控制回路正確，但是不能電動操作，用萬用表進行檢查，發(fā)現(xiàn)從正電端到合閘接觸器CX的A1、從負電端到合閘接觸器的A2皆導(dǎo)通，再對舊的合閘接觸器CX與新?lián)Q上的分閘接觸器TX及備件CX線圈的電阻進行比較，發(fā)現(xiàn)舊合閘接觸器CX電阻為2500Ω，分閘接觸器TX、新CX線圈電阻為5000Ω，由此判斷合閘接觸器CX出現(xiàn)故障。將合閘接觸器CX更換后，刀閘控制回路恢復(fù)正常。

當(dāng)分閘回路中所有元件、輔助接點、行程開關(guān)接點均正常的情況下，分閘控制接觸器TX的線圈A1和A2以及T1對地電壓（直流）均為-110V才表示分閘回路無異常。通過用萬用表對地量測上述三點，結(jié)果如下：A2對地-109V，A1、T1均無電壓。在斷電情況下用萬用表電阻檔對TX線圈進行電阻測量顯示已開路。因此判斷為分閘控制接觸器TX已損壞。

檢查積水的刀閘機構(gòu)箱，發(fā)現(xiàn)機構(gòu)箱上部密封不嚴(yán)導(dǎo)致外部水汽進入機構(gòu)箱，且機構(gòu)箱側(cè)面及下部排氣排水口被阻塞，無法將水汽排出，機構(gòu)內(nèi)的加熱器未啟動，匯控箱內(nèi)的加熱器電源未投入。將箱內(nèi)積水擦干并用熱風(fēng)干燥，再將機構(gòu)箱上部用玻璃膠加強密封，將排水排氣口清理疏通。

刀閘機構(gòu)內(nèi)部已出現(xiàn)明顯嚴(yán)重的凝露，其位置信號節(jié)點只剩余兩對滿足運行要求。

對50512刀閘進行手動、電動分合閘操作，分合閘順暢、行程正常。進行后臺遙控操作，刀閘可靠分合，后臺信號位置正確。對5051開關(guān)進行就地及遠方分合操作各3次，確認(rèn)開關(guān)分合可靠，后臺信號位置正確。

三、結(jié)論

此次500kV城沐二線5051開關(guān)合閘、50512刀閘的缺陷主要原因如下：

1. 500kV城沐二線50512刀閘機構(gòu)箱上部密封不嚴(yán)，側(cè)面及下部通風(fēng)口排水孔阻塞，導(dǎo)致機構(gòu)箱內(nèi)進入大量水汽且無法排出。

2. 500kV城沐二線50512刀閘控制回路中的分閘接觸器TX的彈簧在潮濕環(huán)境下銹蝕失去彈力，導(dǎo)致分閘操作完成后吸合的線圈無法復(fù)位，分閘控制回路雖已由SL1行程限位開關(guān)斷開，但分合操作過程信號回路仍然導(dǎo)通帶電，使5051開關(guān)聯(lián)鎖回路中的VX中間繼電器動作將開關(guān)合閘回路閉鎖。

3.在檢修過程中，發(fā)現(xiàn)50512刀閘的合閘接觸器CX因在潮濕環(huán)境中內(nèi)部線圈發(fā)生匝間短路，導(dǎo)致電阻降低至正常值的一半，無法吸合，使刀閘無法電動合閘。

4.西開同批次的GIS組合電器設(shè)備除間隔內(nèi)斷路器機構(gòu)箱的常加熱加熱器在啟用，其余加熱器均通過匯控箱內(nèi)唯一的加熱器電源空開控制。刀閘機構(gòu)箱內(nèi)未加裝獨立的溫濕度控制裝置，而由匯控箱內(nèi)的兩個溫濕度控制裝置來提供啟動條件。隔離開關(guān)機構(gòu)箱內(nèi)空間比匯控箱小很多，當(dāng)機構(gòu)內(nèi)受潮進水后，迅速形成凝露，由于溫濕度控制器安裝位置的限定，使匯控箱內(nèi)溫濕度控制器并不能感知隔離開關(guān)機構(gòu)內(nèi)的情況，且變電站處于低洼地帶，濕度較大，極易造成機構(gòu)元件的損壞，并造成回路故障。

5.該機構(gòu)內(nèi)采用的加熱器為一個加熱電阻，其安裝位置在刀閘輔助開關(guān)下方，其控制邏輯由該間隔內(nèi)總加熱器控制空開控制。由于沐溪變電站所處位置在常年濕度較大的低洼地帶，為保證其排水性，在電纜走槽下方鉆有排水孔，而電纜到刀閘機構(gòu)內(nèi)未進行封堵，機構(gòu)側(cè)門只設(shè)計有一個排氣孔洞。當(dāng)灰塵堵塞排水排氣口后，遇到冷熱交替，其內(nèi)部易形成受潮。當(dāng)正常投切加熱器電源空開時，由于匯控箱內(nèi)除濕機一直處于工作狀態(tài)，溫濕度控制器未到達啟動設(shè)定值，其感應(yīng)不到遠端刀閘機構(gòu)內(nèi)濕度已超出設(shè)定。當(dāng)機構(gòu)內(nèi)部逐漸凝露形成水滴的過程中，先期造成機構(gòu)內(nèi)部原器件的銹蝕，達到水珠凝結(jié)后，造成內(nèi)部分合閘線圈的燒毀。

在今后的工作中，應(yīng)做好以下防范措施：

1.結(jié)合停電檢修，加強對開關(guān)、刀閘機構(gòu)箱的密封膠條狀態(tài)的檢查和整改，并檢查機構(gòu)內(nèi)封堵情況，對電纜槽盒底部重新鉆孔加強排水效果，對電纜穿孔處進行封堵，檢查機構(gòu)排氣孔是否暢通。

2.對隔離開關(guān)機構(gòu)內(nèi)加熱器控制回路進行改造，在隔離開關(guān)機構(gòu)內(nèi)重新加裝溫濕度控制裝置，并將匯控箱的加熱器電源空開由一個改為兩個，斷路器與隔離開關(guān)分開，并注意空開的極差配合。

3.加強停電檢修期間對二次回路中的各類元器件和端子排的檢查，及時找出有問題的元器件，可通過回路絕緣的檢測、后臺位置信號的核對，提前發(fā)現(xiàn)問題，不讓隱患留到送電時。

4.在變電站巡視監(jiān)控時，出現(xiàn)后臺位置信號不定態(tài)時，應(yīng)引起重視，說明刀閘機構(gòu)內(nèi)部已受潮，元件已出現(xiàn)故障，及時安排檢修人員檢查處理。