張科

摘 要：針對(duì)分析某220 kV GIS隔離刀閘操作機(jī)構(gòu)卡阻異常問(wèn)題，在通過(guò)各零部件分析，檢測(cè)得出導(dǎo)致操作機(jī)構(gòu)異常的根本原因是額外產(chǎn)生的阻尼力矩消耗了彈簧輸出功率，導(dǎo)致觸頭在剛分、剛合點(diǎn)前停止運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)了第一次合不到位和分不到位的現(xiàn)象，并進(jìn)一步分析發(fā)生該卡阻的原因和由此可能帶來(lái)的嚴(yán)重后果，最后，就如何避免此類(lèi)問(wèn)題提出一些建議.

關(guān)鍵詞：GIS 隔離開(kāi)關(guān) 機(jī)構(gòu)卡阻

中圖分類(lèi)號(hào)：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）09（a）-0092-02

1 故障情況

某500k站4月03日在進(jìn)行220 kV 5M母線(xiàn)由運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修，負(fù)荷轉(zhuǎn)6M母線(xiàn)運(yùn)行的操作任務(wù)中，對(duì)#3變中6M母線(xiàn)側(cè)22036隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行第一次合閘過(guò)程中，出現(xiàn)了開(kāi)關(guān)動(dòng)、靜觸頭未合到位而二次輔助接點(diǎn)均已接通的異?，F(xiàn)象，監(jiān)控后臺(tái)顯示22036刀閘已在合位，實(shí)際觸頭合閘不到位，主導(dǎo)電回路未接通，此種情況如果對(duì)刀閘發(fā)生誤判斷的話(huà)，會(huì)發(fā)生帶電拉負(fù)荷的嚴(yán)重故障，范圍將擴(kuò)大至主變進(jìn)行故障沖擊。開(kāi)關(guān)型號(hào)：ZF6-252-FDS，廠(chǎng)家：某高壓開(kāi)關(guān)有限公司。

2 隔離刀閘操作機(jī)構(gòu)原理

合閘時(shí)由電機(jī)通過(guò)蝸桿帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由渦輪帶動(dòng)傳動(dòng)曲軸給彈簧儲(chǔ)能，過(guò)“死點(diǎn)”后彈簧自動(dòng)釋放能量推動(dòng)主輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)由連在輸出拐臂上的油緩沖器進(jìn)行緩沖。機(jī)構(gòu)主輸出軸旋轉(zhuǎn)會(huì)帶動(dòng)GIS隔離開(kāi)關(guān)本體的主傳動(dòng)拐臂傳動(dòng)連桿及各相拐臂旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭向下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)合閘。

3 原因分析

對(duì)故障的隔離刀閘進(jìn)行了零部件的解體。

3.1 緩沖器檢查

圖2和圖3對(duì)比可見(jiàn)，22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器法蘭與活塞桿頂端存在明顯銹蝕，而其他完好的緩沖器相同位置并無(wú)銹蝕痕跡。說(shuō)明22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器法蘭與活塞桿連接部位比較干澀，潤(rùn)滑效果較差，摩擦阻力大。這使得第一次合閘動(dòng)作過(guò)程中，消耗了較大的操作能量，是導(dǎo)致第一次合閘不到位的主要因素之一。

圖4所示22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器防塵圈已完全粉化，導(dǎo)致第一次分、合閘操作后，緩沖器與活塞桿之間聚集了防塵圈粉化顆粒物。這些顆粒物增加了緩沖器活塞桿與法蘭之間的摩擦阻力。

緩沖器法蘭密封圈形變導(dǎo)致阻力增大，由圖6可見(jiàn)，22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器外法蘭密封圈已變形、損傷，減小了密封圈與活塞桿之間的間隙，增大密封圈與活塞桿間的抱緊力，在活塞桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在活塞桿表面留下了周向痕跡，22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器外法蘭密封圈變形導(dǎo)致密封圈與緩沖器活塞桿之間的阻力明顯增加，從而改變了緩沖器原有的性能，導(dǎo)致額外阻力的出現(xiàn)，消耗了彈簧輸出功率。

3.2 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

從圖7可見(jiàn)，22036隔離開(kāi)關(guān)的機(jī)構(gòu)齒輪潤(rùn)滑良好，未見(jiàn)明顯卡滯痕跡。

3.3 機(jī)構(gòu)彈簧

彈簧機(jī)構(gòu)的彈簧組由大、中、小3個(gè)彈簧組成，在22036緩沖器彈簧組的大彈簧內(nèi)壁和中彈簧的外壁發(fā)現(xiàn)有明顯的因碰撞摩擦產(chǎn)生的損傷。

彈簧組導(dǎo)向桿單側(cè)磨損比較嚴(yán)重（見(jiàn)圖11），說(shuō)明22036隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作過(guò)程中彈簧組發(fā)生了彎曲變形，小彈簧的內(nèi)壁與導(dǎo)向桿發(fā)生了碰磨。因此，大彈簧的內(nèi)壁與中彈簧的外壁、小彈簧的內(nèi)壁與導(dǎo)向桿之間的碰磨，增大了分合閘過(guò)程中彈簧的阻尼，削弱了彈簧有效輸出功。

3.4 緩沖器油檢查

通過(guò)測(cè)量緩沖器內(nèi)部的油量發(fā)現(xiàn)，22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器油為307 mL，同批次22035隔離開(kāi)關(guān)緩沖器油量為360 mL，25295隔離開(kāi)關(guān)緩沖器油量為398 mL。同時(shí)檢查22036隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱，緩沖器周?chē)匆?jiàn)漏油痕跡?？梢?jiàn)22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器油量明顯低于其它緩沖器。減少緩沖器油，可有效降低緩沖器的阻力，提高分合閘速度。

3.5 傳動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)

機(jī)構(gòu)輸出軸、傳動(dòng)連桿、相間連桿等處的軸銷(xiāo)、萬(wàn)向軸承處均涂抹了潤(rùn)滑脂。由于長(zhǎng)期暴露在戶(hù)外，已明顯老化干澀呈結(jié)狀，且粘附較多粉塵，在操作時(shí)造成連桿轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，存在阻力，是引起首次分合不到位的因素之一。

4 結(jié)論

彈簧輸出功率與各部件阻尼力矩之間的平衡，是保障隔離開(kāi)關(guān)分、合閘到位的關(guān)鍵。本次分合不到位的關(guān)鍵原因在于額外產(chǎn)生的阻尼力矩消耗了彈簧輸出功率，導(dǎo)致觸頭在剛分、剛合點(diǎn)前停止運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)了第一次合不到位和分不到位的現(xiàn)象。投運(yùn)后，緩沖器防塵圈粉化，法蘭與活塞桿頂端之間出現(xiàn)銹蝕、干澀，導(dǎo)致緩沖器自身阻力增大；緩沖器尾部固定銷(xiāo)孔及軸銷(xiāo)潤(rùn)滑不夠，使得緩沖器上下活動(dòng)時(shí)出現(xiàn)卡澀，引起緩沖器活塞頭、活塞桿與內(nèi)缸、法蘭之間出現(xiàn)異常摩擦阻力；緩沖器密封圈變形，增加了法蘭與活塞桿之間的摩擦阻力；機(jī)構(gòu)外部傳動(dòng)連桿潤(rùn)滑脂老化干澀結(jié)塊，也增加了額外的阻力，因此，外部額外的阻尼力矩消耗了彈簧輸出功率，打破了出廠(chǎng)時(shí)的臨界配合狀態(tài)，導(dǎo)致隔離開(kāi)關(guān)第一次存在出現(xiàn)合、分不到位的問(wèn)題。而到第二次操作時(shí)，各產(chǎn)生摩擦阻力的環(huán)節(jié)均得到了潤(rùn)滑，摩擦阻力大為減小，因此，由第二次開(kāi)始至后續(xù)多次操作，隔離開(kāi)關(guān)均能合閘到位。

5 防范措施

針對(duì)本次多年未操作的隔離開(kāi)關(guān)在操作過(guò)程中出現(xiàn)的異常及分析結(jié)果，建議在今后設(shè)備運(yùn)維中增加以下措施，以確保設(shè)備操作可靠。

5.1 進(jìn)一步修編設(shè)備運(yùn)維管理規(guī)范，完善設(shè)備運(yùn)維的手段

結(jié)合設(shè)備特點(diǎn)和運(yùn)行情況，制定開(kāi)關(guān)類(lèi)設(shè)備定期輪換操作的標(biāo)準(zhǔn)，提出對(duì)長(zhǎng)期沒(méi)有進(jìn)行操作的開(kāi)關(guān)類(lèi)設(shè)備操作、維護(hù)工作要求。

研究GIS隔離開(kāi)關(guān)觸頭狀態(tài)的“可視化”措施，提出切實(shí)可行的方法，制定技術(shù)改造計(jì)劃，盡快完善狀態(tài)監(jiān)控手段。

5.2 進(jìn)一步完善設(shè)備隱患排查標(biāo)準(zhǔn)，提高設(shè)備健康水平

在原有的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步梳理設(shè)備運(yùn)行中存在的風(fēng)險(xiǎn)，深入挖掘設(shè)備運(yùn)行隱患，完善風(fēng)險(xiǎn)控制措施和隱患排查標(biāo)準(zhǔn)。

定期對(duì)110 kV及以上電壓等級(jí)設(shè)備逐臺(tái)開(kāi)展?fàn)顟B(tài)評(píng)價(jià)工作，對(duì)設(shè)備運(yùn)行健康值進(jìn)行有效評(píng)價(jià)，以指導(dǎo)設(shè)備檢修、技改工作。

5.3 加強(qiáng)設(shè)備出廠(chǎng)驗(yàn)收檢測(cè)工作，有效提升設(shè)備入網(wǎng)質(zhì)量

梳理總結(jié)設(shè)備在運(yùn)行中存在的問(wèn)題，完善設(shè)備訂貨技術(shù)條件要求，提升設(shè)備質(zhì)量水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 羅學(xué)琛.SF6氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）[M].北京：中國(guó)電力出版社，1999.

[2] 張宇嬌，莊日平，程炯.SF6氣體絕緣全封閉組合電器故障分析[J].高電壓技術(shù)， 2005（1）.

[3] Q/GDW123—2005 750 kV高壓電器（GIS、隔離開(kāi)關(guān)、避雷器）施工及驗(yàn)收規(guī)范[s].

[4] 王東，李飛.500 kV封閉組合電器（GIS）安裝與試驗(yàn)[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013（10）.

[5] 林青云.淺談GIS變電站設(shè)備安裝注意事項(xiàng)[J].科學(xué)之友，2011（8）.

[6] 尹小平.GIS設(shè)備安裝中的有關(guān)問(wèn)題[J].冶金動(dòng)力，2006（5）.

[7] 高龍.關(guān)于GIS設(shè)備安裝過(guò)程中的三大要素[J].科技信息，2009（21）.endprint

摘 要：針對(duì)分析某220 kV GIS隔離刀閘操作機(jī)構(gòu)卡阻異常問(wèn)題，在通過(guò)各零部件分析，檢測(cè)得出導(dǎo)致操作機(jī)構(gòu)異常的根本原因是額外產(chǎn)生的阻尼力矩消耗了彈簧輸出功率，導(dǎo)致觸頭在剛分、剛合點(diǎn)前停止運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)了第一次合不到位和分不到位的現(xiàn)象，并進(jìn)一步分析發(fā)生該卡阻的原因和由此可能帶來(lái)的嚴(yán)重后果，最后，就如何避免此類(lèi)問(wèn)題提出一些建議.

關(guān)鍵詞：GIS 隔離開(kāi)關(guān) 機(jī)構(gòu)卡阻

中圖分類(lèi)號(hào)：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）09（a）-0092-02

1 故障情況

某500k站4月03日在進(jìn)行220 kV 5M母線(xiàn)由運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修，負(fù)荷轉(zhuǎn)6M母線(xiàn)運(yùn)行的操作任務(wù)中，對(duì)#3變中6M母線(xiàn)側(cè)22036隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行第一次合閘過(guò)程中，出現(xiàn)了開(kāi)關(guān)動(dòng)、靜觸頭未合到位而二次輔助接點(diǎn)均已接通的異?，F(xiàn)象，監(jiān)控后臺(tái)顯示22036刀閘已在合位，實(shí)際觸頭合閘不到位，主導(dǎo)電回路未接通，此種情況如果對(duì)刀閘發(fā)生誤判斷的話(huà)，會(huì)發(fā)生帶電拉負(fù)荷的嚴(yán)重故障，范圍將擴(kuò)大至主變進(jìn)行故障沖擊。開(kāi)關(guān)型號(hào)：ZF6-252-FDS，廠(chǎng)家：某高壓開(kāi)關(guān)有限公司。

2 隔離刀閘操作機(jī)構(gòu)原理

合閘時(shí)由電機(jī)通過(guò)蝸桿帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由渦輪帶動(dòng)傳動(dòng)曲軸給彈簧儲(chǔ)能，過(guò)“死點(diǎn)”后彈簧自動(dòng)釋放能量推動(dòng)主輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)由連在輸出拐臂上的油緩沖器進(jìn)行緩沖。機(jī)構(gòu)主輸出軸旋轉(zhuǎn)會(huì)帶動(dòng)GIS隔離開(kāi)關(guān)本體的主傳動(dòng)拐臂傳動(dòng)連桿及各相拐臂旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭向下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)合閘。

3 原因分析

對(duì)故障的隔離刀閘進(jìn)行了零部件的解體。

3.1 緩沖器檢查

圖2和圖3對(duì)比可見(jiàn)，22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器法蘭與活塞桿頂端存在明顯銹蝕，而其他完好的緩沖器相同位置并無(wú)銹蝕痕跡。說(shuō)明22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器法蘭與活塞桿連接部位比較干澀，潤(rùn)滑效果較差，摩擦阻力大。這使得第一次合閘動(dòng)作過(guò)程中，消耗了較大的操作能量，是導(dǎo)致第一次合閘不到位的主要因素之一。

圖4所示22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器防塵圈已完全粉化，導(dǎo)致第一次分、合閘操作后，緩沖器與活塞桿之間聚集了防塵圈粉化顆粒物。這些顆粒物增加了緩沖器活塞桿與法蘭之間的摩擦阻力。

緩沖器法蘭密封圈形變導(dǎo)致阻力增大，由圖6可見(jiàn)，22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器外法蘭密封圈已變形、損傷，減小了密封圈與活塞桿之間的間隙，增大密封圈與活塞桿間的抱緊力，在活塞桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在活塞桿表面留下了周向痕跡，22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器外法蘭密封圈變形導(dǎo)致密封圈與緩沖器活塞桿之間的阻力明顯增加，從而改變了緩沖器原有的性能，導(dǎo)致額外阻力的出現(xiàn)，消耗了彈簧輸出功率。

3.2 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

從圖7可見(jiàn)，22036隔離開(kāi)關(guān)的機(jī)構(gòu)齒輪潤(rùn)滑良好，未見(jiàn)明顯卡滯痕跡。

3.3 機(jī)構(gòu)彈簧

彈簧機(jī)構(gòu)的彈簧組由大、中、小3個(gè)彈簧組成，在22036緩沖器彈簧組的大彈簧內(nèi)壁和中彈簧的外壁發(fā)現(xiàn)有明顯的因碰撞摩擦產(chǎn)生的損傷。

彈簧組導(dǎo)向桿單側(cè)磨損比較嚴(yán)重（見(jiàn)圖11），說(shuō)明22036隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作過(guò)程中彈簧組發(fā)生了彎曲變形，小彈簧的內(nèi)壁與導(dǎo)向桿發(fā)生了碰磨。因此，大彈簧的內(nèi)壁與中彈簧的外壁、小彈簧的內(nèi)壁與導(dǎo)向桿之間的碰磨，增大了分合閘過(guò)程中彈簧的阻尼，削弱了彈簧有效輸出功。

3.4 緩沖器油檢查

通過(guò)測(cè)量緩沖器內(nèi)部的油量發(fā)現(xiàn)，22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器油為307 mL，同批次22035隔離開(kāi)關(guān)緩沖器油量為360 mL，25295隔離開(kāi)關(guān)緩沖器油量為398 mL。同時(shí)檢查22036隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱，緩沖器周?chē)匆?jiàn)漏油痕跡?？梢?jiàn)22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器油量明顯低于其它緩沖器。減少緩沖器油，可有效降低緩沖器的阻力，提高分合閘速度。

3.5 傳動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)

機(jī)構(gòu)輸出軸、傳動(dòng)連桿、相間連桿等處的軸銷(xiāo)、萬(wàn)向軸承處均涂抹了潤(rùn)滑脂。由于長(zhǎng)期暴露在戶(hù)外，已明顯老化干澀呈結(jié)狀，且粘附較多粉塵，在操作時(shí)造成連桿轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，存在阻力，是引起首次分合不到位的因素之一。

4 結(jié)論

彈簧輸出功率與各部件阻尼力矩之間的平衡，是保障隔離開(kāi)關(guān)分、合閘到位的關(guān)鍵。本次分合不到位的關(guān)鍵原因在于額外產(chǎn)生的阻尼力矩消耗了彈簧輸出功率，導(dǎo)致觸頭在剛分、剛合點(diǎn)前停止運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)了第一次合不到位和分不到位的現(xiàn)象。投運(yùn)后，緩沖器防塵圈粉化，法蘭與活塞桿頂端之間出現(xiàn)銹蝕、干澀，導(dǎo)致緩沖器自身阻力增大；緩沖器尾部固定銷(xiāo)孔及軸銷(xiāo)潤(rùn)滑不夠，使得緩沖器上下活動(dòng)時(shí)出現(xiàn)卡澀，引起緩沖器活塞頭、活塞桿與內(nèi)缸、法蘭之間出現(xiàn)異常摩擦阻力；緩沖器密封圈變形，增加了法蘭與活塞桿之間的摩擦阻力；機(jī)構(gòu)外部傳動(dòng)連桿潤(rùn)滑脂老化干澀結(jié)塊，也增加了額外的阻力，因此，外部額外的阻尼力矩消耗了彈簧輸出功率，打破了出廠(chǎng)時(shí)的臨界配合狀態(tài)，導(dǎo)致隔離開(kāi)關(guān)第一次存在出現(xiàn)合、分不到位的問(wèn)題。而到第二次操作時(shí)，各產(chǎn)生摩擦阻力的環(huán)節(jié)均得到了潤(rùn)滑，摩擦阻力大為減小，因此，由第二次開(kāi)始至后續(xù)多次操作，隔離開(kāi)關(guān)均能合閘到位。

5 防范措施

針對(duì)本次多年未操作的隔離開(kāi)關(guān)在操作過(guò)程中出現(xiàn)的異常及分析結(jié)果，建議在今后設(shè)備運(yùn)維中增加以下措施，以確保設(shè)備操作可靠。

5.1 進(jìn)一步修編設(shè)備運(yùn)維管理規(guī)范，完善設(shè)備運(yùn)維的手段

結(jié)合設(shè)備特點(diǎn)和運(yùn)行情況，制定開(kāi)關(guān)類(lèi)設(shè)備定期輪換操作的標(biāo)準(zhǔn)，提出對(duì)長(zhǎng)期沒(méi)有進(jìn)行操作的開(kāi)關(guān)類(lèi)設(shè)備操作、維護(hù)工作要求。

研究GIS隔離開(kāi)關(guān)觸頭狀態(tài)的“可視化”措施，提出切實(shí)可行的方法，制定技術(shù)改造計(jì)劃，盡快完善狀態(tài)監(jiān)控手段。

5.2 進(jìn)一步完善設(shè)備隱患排查標(biāo)準(zhǔn)，提高設(shè)備健康水平

在原有的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步梳理設(shè)備運(yùn)行中存在的風(fēng)險(xiǎn)，深入挖掘設(shè)備運(yùn)行隱患，完善風(fēng)險(xiǎn)控制措施和隱患排查標(biāo)準(zhǔn)。

定期對(duì)110 kV及以上電壓等級(jí)設(shè)備逐臺(tái)開(kāi)展?fàn)顟B(tài)評(píng)價(jià)工作，對(duì)設(shè)備運(yùn)行健康值進(jìn)行有效評(píng)價(jià)，以指導(dǎo)設(shè)備檢修、技改工作。

5.3 加強(qiáng)設(shè)備出廠(chǎng)驗(yàn)收檢測(cè)工作，有效提升設(shè)備入網(wǎng)質(zhì)量

梳理總結(jié)設(shè)備在運(yùn)行中存在的問(wèn)題，完善設(shè)備訂貨技術(shù)條件要求，提升設(shè)備質(zhì)量水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 羅學(xué)琛.SF6氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）[M].北京：中國(guó)電力出版社，1999.

[2] 張宇嬌，莊日平，程炯.SF6氣體絕緣全封閉組合電器故障分析[J].高電壓技術(shù)， 2005（1）.

[3] Q/GDW123—2005 750 kV高壓電器（GIS、隔離開(kāi)關(guān)、避雷器）施工及驗(yàn)收規(guī)范[s].

[4] 王東，李飛.500 kV封閉組合電器（GIS）安裝與試驗(yàn)[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013（10）.

[5] 林青云.淺談GIS變電站設(shè)備安裝注意事項(xiàng)[J].科學(xué)之友，2011（8）.

[6] 尹小平.GIS設(shè)備安裝中的有關(guān)問(wèn)題[J].冶金動(dòng)力，2006（5）.

[7] 高龍.關(guān)于GIS設(shè)備安裝過(guò)程中的三大要素[J].科技信息，2009（21）.endprint

摘 要：針對(duì)分析某220 kV GIS隔離刀閘操作機(jī)構(gòu)卡阻異常問(wèn)題，在通過(guò)各零部件分析，檢測(cè)得出導(dǎo)致操作機(jī)構(gòu)異常的根本原因是額外產(chǎn)生的阻尼力矩消耗了彈簧輸出功率，導(dǎo)致觸頭在剛分、剛合點(diǎn)前停止運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)了第一次合不到位和分不到位的現(xiàn)象，并進(jìn)一步分析發(fā)生該卡阻的原因和由此可能帶來(lái)的嚴(yán)重后果，最后，就如何避免此類(lèi)問(wèn)題提出一些建議.

關(guān)鍵詞：GIS 隔離開(kāi)關(guān) 機(jī)構(gòu)卡阻

中圖分類(lèi)號(hào)：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）09（a）-0092-02

1 故障情況

某500k站4月03日在進(jìn)行220 kV 5M母線(xiàn)由運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修，負(fù)荷轉(zhuǎn)6M母線(xiàn)運(yùn)行的操作任務(wù)中，對(duì)#3變中6M母線(xiàn)側(cè)22036隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行第一次合閘過(guò)程中，出現(xiàn)了開(kāi)關(guān)動(dòng)、靜觸頭未合到位而二次輔助接點(diǎn)均已接通的異常現(xiàn)象，監(jiān)控后臺(tái)顯示22036刀閘已在合位，實(shí)際觸頭合閘不到位，主導(dǎo)電回路未接通，此種情況如果對(duì)刀閘發(fā)生誤判斷的話(huà)，會(huì)發(fā)生帶電拉負(fù)荷的嚴(yán)重故障，范圍將擴(kuò)大至主變進(jìn)行故障沖擊。開(kāi)關(guān)型號(hào)：ZF6-252-FDS，廠(chǎng)家：某高壓開(kāi)關(guān)有限公司。

2 隔離刀閘操作機(jī)構(gòu)原理

合閘時(shí)由電機(jī)通過(guò)蝸桿帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由渦輪帶動(dòng)傳動(dòng)曲軸給彈簧儲(chǔ)能，過(guò)“死點(diǎn)”后彈簧自動(dòng)釋放能量推動(dòng)主輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)由連在輸出拐臂上的油緩沖器進(jìn)行緩沖。機(jī)構(gòu)主輸出軸旋轉(zhuǎn)會(huì)帶動(dòng)GIS隔離開(kāi)關(guān)本體的主傳動(dòng)拐臂傳動(dòng)連桿及各相拐臂旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭向下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)合閘。

3 原因分析

對(duì)故障的隔離刀閘進(jìn)行了零部件的解體。

3.1 緩沖器檢查

圖2和圖3對(duì)比可見(jiàn)，22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器法蘭與活塞桿頂端存在明顯銹蝕，而其他完好的緩沖器相同位置并無(wú)銹蝕痕跡。說(shuō)明22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器法蘭與活塞桿連接部位比較干澀，潤(rùn)滑效果較差，摩擦阻力大。這使得第一次合閘動(dòng)作過(guò)程中，消耗了較大的操作能量，是導(dǎo)致第一次合閘不到位的主要因素之一。

圖4所示22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器防塵圈已完全粉化，導(dǎo)致第一次分、合閘操作后，緩沖器與活塞桿之間聚集了防塵圈粉化顆粒物。這些顆粒物增加了緩沖器活塞桿與法蘭之間的摩擦阻力。

緩沖器法蘭密封圈形變導(dǎo)致阻力增大，由圖6可見(jiàn)，22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器外法蘭密封圈已變形、損傷，減小了密封圈與活塞桿之間的間隙，增大密封圈與活塞桿間的抱緊力，在活塞桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在活塞桿表面留下了周向痕跡，22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器外法蘭密封圈變形導(dǎo)致密封圈與緩沖器活塞桿之間的阻力明顯增加，從而改變了緩沖器原有的性能，導(dǎo)致額外阻力的出現(xiàn)，消耗了彈簧輸出功率。

3.2 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

從圖7可見(jiàn)，22036隔離開(kāi)關(guān)的機(jī)構(gòu)齒輪潤(rùn)滑良好，未見(jiàn)明顯卡滯痕跡。

3.3 機(jī)構(gòu)彈簧

彈簧機(jī)構(gòu)的彈簧組由大、中、小3個(gè)彈簧組成，在22036緩沖器彈簧組的大彈簧內(nèi)壁和中彈簧的外壁發(fā)現(xiàn)有明顯的因碰撞摩擦產(chǎn)生的損傷。

彈簧組導(dǎo)向桿單側(cè)磨損比較嚴(yán)重（見(jiàn)圖11），說(shuō)明22036隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作過(guò)程中彈簧組發(fā)生了彎曲變形，小彈簧的內(nèi)壁與導(dǎo)向桿發(fā)生了碰磨。因此，大彈簧的內(nèi)壁與中彈簧的外壁、小彈簧的內(nèi)壁與導(dǎo)向桿之間的碰磨，增大了分合閘過(guò)程中彈簧的阻尼，削弱了彈簧有效輸出功。

3.4 緩沖器油檢查

通過(guò)測(cè)量緩沖器內(nèi)部的油量發(fā)現(xiàn)，22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器油為307 mL，同批次22035隔離開(kāi)關(guān)緩沖器油量為360 mL，25295隔離開(kāi)關(guān)緩沖器油量為398 mL。同時(shí)檢查22036隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱，緩沖器周?chē)匆?jiàn)漏油痕跡?？梢?jiàn)22036隔離開(kāi)關(guān)緩沖器油量明顯低于其它緩沖器。減少緩沖器油，可有效降低緩沖器的阻力，提高分合閘速度。

3.5 傳動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)

機(jī)構(gòu)輸出軸、傳動(dòng)連桿、相間連桿等處的軸銷(xiāo)、萬(wàn)向軸承處均涂抹了潤(rùn)滑脂。由于長(zhǎng)期暴露在戶(hù)外，已明顯老化干澀呈結(jié)狀，且粘附較多粉塵，在操作時(shí)造成連桿轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，存在阻力，是引起首次分合不到位的因素之一。

4 結(jié)論

彈簧輸出功率與各部件阻尼力矩之間的平衡，是保障隔離開(kāi)關(guān)分、合閘到位的關(guān)鍵。本次分合不到位的關(guān)鍵原因在于額外產(chǎn)生的阻尼力矩消耗了彈簧輸出功率，導(dǎo)致觸頭在剛分、剛合點(diǎn)前停止運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)了第一次合不到位和分不到位的現(xiàn)象。投運(yùn)后，緩沖器防塵圈粉化，法蘭與活塞桿頂端之間出現(xiàn)銹蝕、干澀，導(dǎo)致緩沖器自身阻力增大；緩沖器尾部固定銷(xiāo)孔及軸銷(xiāo)潤(rùn)滑不夠，使得緩沖器上下活動(dòng)時(shí)出現(xiàn)卡澀，引起緩沖器活塞頭、活塞桿與內(nèi)缸、法蘭之間出現(xiàn)異常摩擦阻力；緩沖器密封圈變形，增加了法蘭與活塞桿之間的摩擦阻力；機(jī)構(gòu)外部傳動(dòng)連桿潤(rùn)滑脂老化干澀結(jié)塊，也增加了額外的阻力，因此，外部額外的阻尼力矩消耗了彈簧輸出功率，打破了出廠(chǎng)時(shí)的臨界配合狀態(tài)，導(dǎo)致隔離開(kāi)關(guān)第一次存在出現(xiàn)合、分不到位的問(wèn)題。而到第二次操作時(shí)，各產(chǎn)生摩擦阻力的環(huán)節(jié)均得到了潤(rùn)滑，摩擦阻力大為減小，因此，由第二次開(kāi)始至后續(xù)多次操作，隔離開(kāi)關(guān)均能合閘到位。

5 防范措施

針對(duì)本次多年未操作的隔離開(kāi)關(guān)在操作過(guò)程中出現(xiàn)的異常及分析結(jié)果，建議在今后設(shè)備運(yùn)維中增加以下措施，以確保設(shè)備操作可靠。

5.1 進(jìn)一步修編設(shè)備運(yùn)維管理規(guī)范，完善設(shè)備運(yùn)維的手段

結(jié)合設(shè)備特點(diǎn)和運(yùn)行情況，制定開(kāi)關(guān)類(lèi)設(shè)備定期輪換操作的標(biāo)準(zhǔn)，提出對(duì)長(zhǎng)期沒(méi)有進(jìn)行操作的開(kāi)關(guān)類(lèi)設(shè)備操作、維護(hù)工作要求。

研究GIS隔離開(kāi)關(guān)觸頭狀態(tài)的“可視化”措施，提出切實(shí)可行的方法，制定技術(shù)改造計(jì)劃，盡快完善狀態(tài)監(jiān)控手段。

5.2 進(jìn)一步完善設(shè)備隱患排查標(biāo)準(zhǔn)，提高設(shè)備健康水平

在原有的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步梳理設(shè)備運(yùn)行中存在的風(fēng)險(xiǎn)，深入挖掘設(shè)備運(yùn)行隱患，完善風(fēng)險(xiǎn)控制措施和隱患排查標(biāo)準(zhǔn)。

定期對(duì)110 kV及以上電壓等級(jí)設(shè)備逐臺(tái)開(kāi)展?fàn)顟B(tài)評(píng)價(jià)工作，對(duì)設(shè)備運(yùn)行健康值進(jìn)行有效評(píng)價(jià)，以指導(dǎo)設(shè)備檢修、技改工作。

5.3 加強(qiáng)設(shè)備出廠(chǎng)驗(yàn)收檢測(cè)工作，有效提升設(shè)備入網(wǎng)質(zhì)量

梳理總結(jié)設(shè)備在運(yùn)行中存在的問(wèn)題，完善設(shè)備訂貨技術(shù)條件要求，提升設(shè)備質(zhì)量水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 羅學(xué)琛.SF6氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）[M].北京：中國(guó)電力出版社，1999.

[2] 張宇嬌，莊日平，程炯.SF6氣體絕緣全封閉組合電器故障分析[J].高電壓技術(shù)， 2005（1）.

[3] Q/GDW123—2005 750 kV高壓電器（GIS、隔離開(kāi)關(guān)、避雷器）施工及驗(yàn)收規(guī)范[s].

[4] 王東，李飛.500 kV封閉組合電器（GIS）安裝與試驗(yàn)[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013（10）.

[5] 林青云.淺談GIS變電站設(shè)備安裝注意事項(xiàng)[J].科學(xué)之友，2011（8）.

[6] 尹小平.GIS設(shè)備安裝中的有關(guān)問(wèn)題[J].冶金動(dòng)力，2006（5）.

[7] 高龍.關(guān)于GIS設(shè)備安裝過(guò)程中的三大要素[J].科技信息，2009（21）.endprint