電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘故障分析及處理

黃鳳萍，劉開(kāi)貴

（1.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司惠州供電局，廣東 惠州 516001；2.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司汕尾供電局，廣東 汕尾 516600）

0 引 言

變電站的電動(dòng)刀閘多為戶外式，電動(dòng)刀閘的主要作用是隔離電源和倒閘操作。倒閘操作過(guò)程中出現(xiàn)了刀閘不能電動(dòng)分合，或者分合閘不到位的情況，將會(huì)使問(wèn)題更加復(fù)雜化。電動(dòng)刀閘故障主要有鐘罩式或夾桿式靜觸頭合閘不到位、卡澀，電動(dòng)刀閘靜觸頭動(dòng)觸頭接觸發(fā)熱或鐘罩發(fā)熱，上臂杯口內(nèi)進(jìn)水腐蝕導(dǎo)致合閘卡澀、發(fā)熱，整體銹蝕操作阻力大，連桿卡死、支柱瓷瓶斷裂、傳動(dòng)系統(tǒng)的故障等一次故障。針對(duì)二次回路故障，專業(yè)人員需要充分掌握刀閘二次回路部分。一般刀閘的二次回路分為閉鎖回路、控制回路及電機(jī)回路。閉鎖回路實(shí)現(xiàn)刀閘與地刀、刀閘與開(kāi)關(guān)、刀閘與刀閘之間的防誤閉鎖。控制回路實(shí)現(xiàn)刀閘的分合控制、信號(hào)輸出。電機(jī)回路由控制回路控制，通過(guò)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)刀閘的分合。根據(jù)故障現(xiàn)象結(jié)合圖紙來(lái)分析、判斷故障范圍和故障原因，按可能性大小逐一列出故障，逐一排查處理。

目前，變電站特別是巡維中心倒閘操作非常多，電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘故障時(shí)有發(fā)生。因此，研究電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘故障處理措施變得十分必要而且有意義。

1 電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘動(dòng)作過(guò)程原理

電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘主閘刀動(dòng)作過(guò)程原理包括3個(gè)部分，即折彎動(dòng)作、鉗夾動(dòng)作和分閘動(dòng)作。

折彎動(dòng)作是指合閘時(shí)由電動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)瓷瓶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)瓷瓶通過(guò)一對(duì)傘齒輪帶動(dòng)連桿使主閘刀向合閘方向運(yùn)動(dòng)，操作桿與下導(dǎo)電桿作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，齒條推動(dòng)與上導(dǎo)電桿結(jié)合成一體的齒輪旋轉(zhuǎn)，使上導(dǎo)電桿向合閘方向運(yùn)動(dòng)，直到合閘完成。

鉗夾動(dòng)作是指當(dāng)?shù)堕l在合閘過(guò)程中，快要到合閘位置時(shí)，刀閘拐臂滾輪開(kāi)始與齒輪箱上的斜面接觸，并沿斜面繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，與刀閘拐臂滾輪相連的頂桿便克服復(fù)位彈簧的反作用力向上推移，同時(shí)動(dòng)觸頭座內(nèi)的對(duì)稱式滑塊增力機(jī)構(gòu)把頂桿的推移動(dòng)作轉(zhuǎn)換成動(dòng)觸片的相對(duì)鉗夾動(dòng)作。當(dāng)靜觸頭被鉗夾住后，刀閘拐臂滾輪繼續(xù)沿斜面上移，直至完全合閘。在這個(gè)過(guò)程中，由于頂桿設(shè)計(jì)成推壓柔性桿，固原已被壓縮的夾緊彈簧被第二次壓縮，并作用于端桿上，使頂桿獲得一個(gè)穩(wěn)的助推力，從而使動(dòng)觸片對(duì)靜觸桿保持一個(gè)穩(wěn)定的鉗夾力。

分閘動(dòng)作是指當(dāng)?shù)堕l開(kāi)始分閘時(shí)，刀閘拐臂滾輪沿斜面朝外運(yùn)動(dòng)，直至脫離斜面，在復(fù)位彈簧的作用力下，頂桿帶動(dòng)動(dòng)觸片張開(kāi)。

電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘經(jīng)過(guò)一段時(shí)間動(dòng)作過(guò)程后，再次進(jìn)行刀閘合閘操作時(shí)出現(xiàn)了合閘不到位現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)刀閘發(fā)熱、刀閘合閘三相不到位或三相不同期，倒閘操作過(guò)程中刀閘拒合拒分，由于繼電器故障造成的刀閘不能電動(dòng)分合等故障[1]。

2 電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘操作方式和操作注意事項(xiàng)

電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘的主要操作方式有3種，包括監(jiān)控操作、端子箱操作及機(jī)構(gòu)箱操作。

監(jiān)控操作時(shí)需將線路測(cè)控屏上相應(yīng)操作的刀閘的控制壓板投入，正常情況下該壓板是不投入的。然后到監(jiān)控機(jī)上實(shí)現(xiàn)遙控操作。一般都選擇端子箱操作隔離開(kāi)關(guān)。正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)將刀閘機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的“遠(yuǎn)方/就地”切換開(kāi)關(guān)切至“遠(yuǎn)方”位置，將端子箱內(nèi)的“遠(yuǎn)方/就地”切換開(kāi)關(guān)切至“就地”位置。需注意，主變中性點(diǎn)地刀及隔直刀閘機(jī)構(gòu)箱及端子箱“遠(yuǎn)方/就地”切換開(kāi)關(guān)都要切至“遠(yuǎn)方”位置。只有在檢修狀態(tài)下才允許在刀閘機(jī)構(gòu)箱進(jìn)行手動(dòng)操作和電動(dòng)操作，正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)斷開(kāi)刀閘的電機(jī)電源及控制電源空氣開(kāi)關(guān)。此外，還需注意，主變中性點(diǎn)地刀及隔直刀閘除外，操作時(shí)投入，操作完后再斷開(kāi)。一般刀閘的操作都只在端子箱進(jìn)行操作，主變中性點(diǎn)地刀及隔直刀閘允許調(diào)度操作及監(jiān)控機(jī)操作。將端子箱的控制方式開(kāi)關(guān)切換至端子箱，機(jī)構(gòu)箱的控制方式開(kāi)關(guān)切換至就地，就可實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)箱的操作。值得一提的是刀閘的手搖操作，手搖視為解鎖操作，未經(jīng)分管領(lǐng)導(dǎo)的批準(zhǔn)，任何人任何時(shí)候都不許進(jìn)行手搖操作。

電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘操作注意事項(xiàng)有如下8點(diǎn)。（1）操作電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘前應(yīng)先檢查該間隔斷路器、該間隔接地刀閘確已斷開(kāi)并分閘到位，確認(rèn)送電范圍的所有接地線均已拆除。（2）電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘電動(dòng)操作電壓應(yīng)在額定電壓的85%～110%。（3）刀閘倒閘操作原則為停電操作次序必須按照先切開(kāi)關(guān)后拉負(fù)荷側(cè)刀閘，再拉母線側(cè)刀閘的順序依次操作；送電操作次序必須按照先合母線側(cè)刀閘，后合負(fù)荷側(cè)刀閘，再合開(kāi)關(guān)的順序依次操作；雙母線接線熱倒換方式，必須先檢查母聯(lián)開(kāi)關(guān)在合位，然后投母差保護(hù)屏的投單母壓板和失靈屏的互聯(lián)壓板（220 kV才有）并退出母聯(lián)開(kāi)關(guān)控制電源，采取先合后拉刀閘的方式進(jìn)行；雙母線接線冷倒換方式，必須先斷開(kāi)本身開(kāi)關(guān)，后采用先拉后合母線刀閘，再合本身開(kāi)關(guān)的操作順序。（4）電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘的主閘刀和接地刀閘之間應(yīng)有可靠的機(jī)械聯(lián)鎖，并應(yīng)具有實(shí)現(xiàn)電氣聯(lián)鎖的條件，即主閘刀合上而接地刀閘不能合，接地刀閘合上而主閘刀不能合。（5）檢查電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘操作機(jī)構(gòu)箱箱體無(wú)變形，箱門(mén)密封良好，無(wú)受潮進(jìn)水、起霉變色痕跡，箱內(nèi)電氣元件接線頭及端子排編號(hào)清晰，接線頭布局合理，接線緊固，各轉(zhuǎn)動(dòng)部分應(yīng)涂以潤(rùn)滑脂，分、合閘位置指示清晰正確。（6）定位螺絲是防止電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘分合閘過(guò)度最直接的措施，分閘與合閘狀態(tài)下的定位螺釘距擋板應(yīng)有1～3 mm的間隙，否則可能出現(xiàn)分合閘不到位或超出行程。（7）進(jìn)行倒母線操作以后應(yīng)立即檢查線路保護(hù)屏電壓是否切換正確，檢查母線保護(hù)裝置刀閘位置切換是否正確并復(fù)歸刀閘變位信號(hào)。（8）操作帶有閉鎖裝置的電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘時(shí)，應(yīng)按相關(guān)使用規(guī)定進(jìn)行，不得隨意破壞閉鎖裝置或挪用解鎖鑰匙。

3 電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘的故障處理

電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘動(dòng)靜觸頭及其附屬的接觸部分是其安全運(yùn)行的關(guān)鍵部分。因?yàn)樵谶\(yùn)行中，經(jīng)常的分合操作、觸頭的氧化銹蝕、合閘位置不正等各種原因均會(huì)導(dǎo)致接觸不良使刀閘的導(dǎo)流接觸部位發(fā)熱[2]，如圖1所示。

特別是旁路接線方式中，如果某一母線刀閘發(fā)熱，可將用旁路代替線路運(yùn)行，替代后應(yīng)進(jìn)行紅外測(cè)溫工作。運(yùn)行人員應(yīng)注意母線的型式，是軟母線還是硬母線，如果是220 kV軟母線，母線刀閘在回路斷路器檢修時(shí)可帶電拆頭而管型母線不能，因?yàn)槟妇€的型式不同而造成旁路替代的方式不同。

圖1 GW16型刀閘導(dǎo)流接觸部位發(fā)熱圖

對(duì)電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘在合閘操作中發(fā)生的三相不到位或三相不同期的情況，運(yùn)行人員必須高度重視，否則刀閘會(huì)因接觸不良而發(fā)熱發(fā)生觸頭燒熔或燒損等事故[3]。圖2為GW16型刀閘動(dòng)觸頭觸指鉗夾靜觸桿合閘到位的情況。若運(yùn)行人員在操作刀閘合閘后發(fā)現(xiàn)，三相不能完全合閘到位或三相不同期，應(yīng)拉開(kāi)重新再合閘。如果重復(fù)操作后，刀閘的這種情況依然存在，則應(yīng)帶好絕緣手套并使用絕緣棒，將刀閘的三相觸頭頂?shù)轿籟4]，缺陷可在下次計(jì)劃停電時(shí)處理。如果重復(fù)操作仍不到位，則應(yīng)匯報(bào)調(diào)度及上級(jí)主管部門(mén)安排停電檢修。

圖2 GW16型刀閘動(dòng)觸頭觸指鉗夾靜觸桿

在操作正確時(shí)，電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘拒合拒分的原因主要是機(jī)械和電氣兩個(gè)方面的故障。機(jī)械方面的故障有機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)、傳動(dòng)部位的卡死，相關(guān)軸銷的脫銷，也有轉(zhuǎn)動(dòng)、傳動(dòng)連桿焊接脫裂，甚至是刀閘觸頭燒熔的情況；電氣方面的故障有操作電源消失、接觸器動(dòng)作但卡澀或接觸不良、接觸器不動(dòng)作回路不通、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械卡澀及電動(dòng)機(jī)缺相故障等[5]。

電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘大多數(shù)故障都是不能電動(dòng)分合，而進(jìn)一步可以發(fā)現(xiàn)不能電動(dòng)分合的原因是相關(guān)繼電器及其輔助節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，有可能是老化或者損壞。電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘基本可分為5個(gè)處理環(huán)節(jié)，分別是更換繼電器、查圖分析故障、組織協(xié)調(diào)分工、匯報(bào)上級(jí)、處理后調(diào)試。其中更換繼電器消耗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，主要原因是運(yùn)行人員培訓(xùn)和實(shí)際動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)少、運(yùn)行人員對(duì)不同繼電器的接線方式不熟悉、站內(nèi)缺少專門(mén)的開(kāi)箱工具。可利用刀閘大修及其年度特維的機(jī)會(huì)，讓年輕員工主動(dòng)參與繼電器更換過(guò)程，系統(tǒng)地整合和利用好繼電器更換培訓(xùn)資源，對(duì)繼電器不同接線方式進(jìn)行歸類和學(xué)習(xí)，提高專業(yè)技能水平?？上虿块T(mén)申請(qǐng)發(fā)放更換繼電器所需的開(kāi)箱工具扳手和螺絲刀，彌補(bǔ)空缺，以極大縮短電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘故障處理時(shí)間。

4 結(jié) 論

通過(guò)分析電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘動(dòng)作過(guò)程原理，從而總結(jié)電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘操作方式和操作注意事項(xiàng)，最后得出電動(dòng)GW16垂直單臂伸縮型刀閘故障處理措施。