一起35kV 斷路器的故障分析

王柯

（國(guó)網(wǎng)邵陽(yáng)供電公司變電檢修公司，湖南 邵陽(yáng) 422000）

引言：斷路器是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其能夠承載和開斷正常回路條件下的電流并能開斷異常短路電流的開關(guān)裝置。高壓斷路器操作機(jī)構(gòu)主要包括電磁型、電動(dòng)型、液壓型、氣動(dòng)型、彈簧型等結(jié)構(gòu)。其能否正確動(dòng)作關(guān)系到電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)能否穩(wěn)定運(yùn)行。本文對(duì)一起35kV 斷路器故障進(jìn)行了深入分析，提供了相應(yīng)的防范措施，為斷路器故障及防范提供一定的參考價(jià)值及借鑒意義。

一、故障概述

2020年6 月4 日15 時(shí)14 分，調(diào)度發(fā)現(xiàn)某35kV 斷路器不能合閘，運(yùn)維人員在現(xiàn)場(chǎng)打開斷路器門有聞到燒焦的味道，立即通知檢修人員。檢修人員于當(dāng)日19 時(shí)00 分抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行了檢查和試驗(yàn)，更換了合閘線圈，對(duì)儲(chǔ)能回路微動(dòng)開關(guān)進(jìn)行了調(diào)整，發(fā)現(xiàn)電機(jī)已經(jīng)燒毀，因暫無(wú)電機(jī)備品，因此先在現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)將斷路器進(jìn)行儲(chǔ)能，后續(xù)再進(jìn)行該繼電器的更換工作。儲(chǔ)能電機(jī)到貨后，2020年7 月23 日對(duì)儲(chǔ)能電機(jī)進(jìn)行更換，更換過(guò)程中發(fā)現(xiàn)分閘大彈簧異常彎曲，其內(nèi)部2 只分閘小彈簧脫扣，且多次調(diào)試儲(chǔ)能回路內(nèi)CK 行程開關(guān)，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能到位后電機(jī)不停機(jī)或無(wú)法儲(chǔ)能到位，然后在一次合閘操作中控制CK 行程開關(guān)的機(jī)械部分?jǐn)嗔?，無(wú)法修復(fù)，需更換斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)。最后在2020年9 月30 日完成斷路器操作機(jī)構(gòu)更換，斷路器恢復(fù)正常運(yùn)行。

二、檢查處理情況

（一）故障前設(shè)備運(yùn)行方式

35kV 系統(tǒng)：該站為110kV 單主變變電站，其#2 主變中壓側(cè)420 斷路器合位；I 母II 母并列運(yùn)行，該故障斷路器在分位。

（二）設(shè)備參數(shù)

一次設(shè)備基本參數(shù)情況如下。

三、故障原因分析

2020年6 月4 日，檢修人員抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后檢查發(fā)現(xiàn)該間隔斷路器處于分閘狀態(tài),儲(chǔ)能彈簧處于已儲(chǔ)能狀態(tài)，合閘線圈已經(jīng)燒毀。用萬(wàn)用表檢查儲(chǔ)能空開上下端電壓正常，查電機(jī)控制回路發(fā)現(xiàn)端子排上的11 號(hào)端子及15號(hào)端子的電壓分別為-110V 及+110V，說(shuō)明KM 繼電器A1、A2 線圈兩端的電壓是正常的。查電機(jī)回路發(fā)現(xiàn)端子排上22 號(hào)、23 號(hào)、24 號(hào)、25 號(hào)端子上電壓均正常，說(shuō)明KM 繼電器是正常工作的，將萬(wàn)用表?yè)Q至電阻后測(cè)量?jī)?chǔ)能電機(jī)的電阻，發(fā)現(xiàn)其阻值超過(guò)了最大量程，說(shuō)明該儲(chǔ)能電機(jī)已經(jīng)損壞。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能位置行程開關(guān)CK 一直處于閉合狀態(tài)沒(méi)復(fù)位，儲(chǔ)能電機(jī)回路一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，儲(chǔ)能電機(jī)在儲(chǔ)能完成后仍持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)最終導(dǎo)致該儲(chǔ)能電機(jī)損壞。因此，斷路器故障原因?yàn)樵摂嗦菲鞣珠l后重合閘動(dòng)作，因合閘沒(méi)合上，合閘回路一直勵(lì)磁導(dǎo)致合閘線圈燒毀，且行程開關(guān)CK 因松動(dòng)導(dǎo)致斷路器儲(chǔ)能到位后行程開關(guān)CK 沒(méi)復(fù)位，從而導(dǎo)致儲(chǔ)能電機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而損壞。因儲(chǔ)能電機(jī)無(wú)備品，待備品到貨后更換。

2020年7 月23 日，檢修人員帶著已到貨的備品儲(chǔ)能電機(jī)進(jìn)行儲(chǔ)能電機(jī)更換工作。因斷路器操作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，更換儲(chǔ)能電機(jī)步驟十分復(fù)雜：1）拆除斷路器機(jī)構(gòu)箱外殼及底部封堵；2）拆除斷路器機(jī)構(gòu)箱端子及二次元器件接線固定板；3）拆除手動(dòng)儲(chǔ)能搖把固定銷；4）拆除手動(dòng)儲(chǔ)能搖把桿；5）拆除儲(chǔ)能電機(jī)固定螺栓，將儲(chǔ)能電機(jī)的電機(jī)部分與機(jī)械部分分離；6）分別拆除并取出儲(chǔ)能電機(jī)的電機(jī)部分與機(jī)械部分；7）將新儲(chǔ)能電機(jī)的電機(jī)部分與機(jī)械部分拆分；8）在斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)下方內(nèi)部將新儲(chǔ)能電機(jī)的電機(jī)部分與機(jī)械部分安裝好；9）安裝儲(chǔ)能電機(jī)固定螺栓；10）安裝手動(dòng)儲(chǔ)能搖把桿；11）安裝手動(dòng)儲(chǔ)能搖把固定銷；12）固定安裝斷路器機(jī)構(gòu)箱端子及二次元器件接線固定板；13）安裝斷路器機(jī)構(gòu)箱外殼，并完成封堵，正常情況下整個(gè)過(guò)程需持續(xù)3 小時(shí)。電機(jī)更換完成后，對(duì)斷路器儲(chǔ)能回路進(jìn)行調(diào)試前發(fā)現(xiàn)2 只儲(chǔ)能分閘大彈簧內(nèi)的2至儲(chǔ)能小彈簧上端均已脫扣，在斷路器分合閘操作后該分閘彈簧會(huì)出現(xiàn)異常彎曲，判斷該彈簧已經(jīng)疲勞。在對(duì)儲(chǔ)能回路進(jìn)行調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)行程開關(guān)CK非常難以調(diào)整，調(diào)整了60多次只有一次能正常儲(chǔ)能到位并停機(jī)，其他情況下均為儲(chǔ)能到位后電機(jī)不停機(jī)或儲(chǔ)能到位前電機(jī)提前停止工作。在一次手動(dòng)儲(chǔ)能到位后進(jìn)行合閘的操作后，合閘瞬間控制儲(chǔ)能回路CK 行程開關(guān)的機(jī)械部分擋板連同其焊接的連桿直接斷裂，無(wú)法修復(fù)，判斷其材質(zhì)存在問(wèn)題。然后檢查發(fā)現(xiàn)機(jī)械部分擋板為非水平焊接，這將導(dǎo)致儲(chǔ)能回路CK 行程開關(guān)的受壓部分無(wú)法均勻受壓并在儲(chǔ)能到位后及時(shí)切斷儲(chǔ)能回路，判斷該機(jī)械擋板工藝不良是導(dǎo)致后期儲(chǔ)能回路難以調(diào)整到位的直接原因。另外在對(duì)斷路器分合閘檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)該斷路器分閘彈簧下端的斷路器機(jī)構(gòu)箱外殼部分專門制作了一個(gè)不銹鋼凹槽以容納斷路器分閘后分閘彈簧下端螺桿的頂出部分，而該斷路器其他3 臺(tái)同廠同型號(hào)斷路器同樣的位置為不銹鋼平板，說(shuō)明本臺(tái)斷路器在基建安裝的調(diào)試階段就發(fā)現(xiàn)了此問(wèn)題，將原本的不銹鋼平板更換為不銹鋼凹槽。綜上，該斷路器操作機(jī)構(gòu)存在嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，需對(duì)斷路器機(jī)構(gòu)進(jìn)行更換。2020年9 月30 日完成斷路器機(jī)構(gòu)更換后該斷路器恢復(fù)正常運(yùn)行。

四、暴露的設(shè)備問(wèn)題及整改建議

（一）暴露的設(shè)備問(wèn)題

通過(guò)查看該型號(hào)斷路器原理圖，發(fā)現(xiàn)平高電氣公司出廠的LW34C-40.5斷路器，其電機(jī)儲(chǔ)能控制回路是由接觸器KM 和儲(chǔ)能位置行程開關(guān)CK 來(lái)控制的，如KM 接觸器損壞或CK 行程開關(guān)無(wú)法正常切換時(shí)，電機(jī)將一直動(dòng)作儲(chǔ)能或無(wú)法儲(chǔ)能到位，前者會(huì)導(dǎo)致電機(jī)燒毀，后者導(dǎo)致儲(chǔ)能不到位，前者是本次電機(jī)損壞的原因。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)斷路器檢查發(fā)現(xiàn)該型號(hào)斷路器電機(jī)安裝位置為操作機(jī)構(gòu)前后兩塊夾板之間，當(dāng)電機(jī)損壞需要更換時(shí)需進(jìn)行13 個(gè)步驟才能完成，耗時(shí)3 小時(shí)，且其內(nèi)部空間狹小，因此一旦電機(jī)損壞后，其更換將十分困難。該斷路器僅運(yùn)行4年，分閘彈簧即出現(xiàn)了異常彎曲、過(guò)度疲勞的情況，分閘彈簧性能無(wú)法滿足運(yùn)行要求。內(nèi)部分閘小彈簧均脫扣，其組裝工藝存在較大問(wèn)題。分閘彈簧底部不銹鋼凹槽擋板與其他同廠同型號(hào)斷路器機(jī)構(gòu)底部的平板擋板不一致，因此判斷分閘彈簧本身即存在質(zhì)量問(wèn)題。合閘時(shí)儲(chǔ)能回路儲(chǔ)能機(jī)械指示從連桿位置斷裂，說(shuō)明連桿材質(zhì)不合格，抗扭強(qiáng)度不足。

（二）整改建議

建議將平高公司LW34C-40.5 型斷路器均定義為家族性缺陷，其處理方式為進(jìn)行斷路器操作機(jī)構(gòu)整體更換。加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的管控，嚴(yán)把產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)。

五、結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)一起35kV 斷路器故障原因進(jìn)行了深入分析，提出了其暴露出的設(shè)備問(wèn)題，最后分析了該問(wèn)題的整改建議，為35kV 斷路器故障處理提供參考，具有一定的參考價(jià)值及借鑒意義。