一起35kV罐式斷路器輔助開關(guān)異常原因分析

趙銀山 周威振 鄧集瀚

摘要：分析了35kV罐式斷路器輔助開關(guān)異常原因，并提出防止輔助開關(guān)傳動板脫落的相關(guān)措施。

關(guān)鍵詞：罐式斷路器;輔助開關(guān);傳動板

1缺陷概述

2019年02月19日09時06分，某換流站投入35kV321低壓電抗器后，工作站SER報：“10T02+R1135kV#2M低抗保護柜35kV2-1L電抗器保護裝置故障、異常告警出現(xiàn)”，工作站顯示35kV321低壓電抗器321斷路器仍在分閘位置，但35kV321低壓電抗器有電流和無功功率。現(xiàn)場檢查35kV321低壓電抗器保護裝置“報警”燈亮，“跳位”燈亮，面板顯示“裝置報警”、“TWJ異?！保?5kV321低壓電抗器321斷路器在合閘位置，遠方無法進行該斷路器的分合閘操作。

2現(xiàn)場檢查情況

后臺發(fā)現(xiàn)斷路器無法操作情況后，工作人員現(xiàn)場檢查本體結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)321斷路器輔助開關(guān)扇形板與輔助開關(guān)連桿連接處斷裂，傳動板脫落造成輔助開關(guān)無法正常切換，斷路器控制回路、信號回路存在異常，從而導(dǎo)致斷路器不能進行操作，更換新的輔助開關(guān)及扇形板后，對彈簧機構(gòu)進行儲能、試分合試驗，均能正常動作，滿足運行要求[3]。

3故障原因分析

該斷路器的輔助開關(guān)安裝在機構(gòu)下掛板上，輸出板與扇形板通過螺栓相連，扇形板、連桿連接到與機構(gòu)輸出拐臂相連的接頭上，機構(gòu)動作時，通過輸出拐臂的動作帶動拉桿動作從而實現(xiàn)輔助開關(guān)的位置轉(zhuǎn)換。其具體連接方式如（圖1）

通過以上分析可以看出，現(xiàn)場出現(xiàn)的位置信號不轉(zhuǎn)換的直接原因為輔助開關(guān)輸出軸與輸出板的焊接處開裂，導(dǎo)致傳動失效，輔助開關(guān)無法轉(zhuǎn)換。根據(jù)廠家的工藝要求，輔助開關(guān)調(diào)整時應(yīng)做到其傳動連桿在分合閘位置均處于自由狀態(tài)，不得受力。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)正常情況下，輔助開關(guān)傳動件與接頭相連后存在5mm的活動裕度，其可以保證輔助開關(guān)轉(zhuǎn)換過程中有足夠的自由度，開關(guān)處于任何位置，連接件均處于自由狀態(tài)，不會額外受力。在現(xiàn)場排查時，重點檢查連接件在分合位置是否處于自由狀態(tài)，會不會存在額外受力情況。經(jīng)過排查站內(nèi)同型號及類似安裝機構(gòu)的產(chǎn)品，并未發(fā)現(xiàn)異常存在，均滿足工藝要求。經(jīng)模擬分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)輔助開關(guān)及連接件的安裝位置處于非自由狀態(tài)（即傳動拉桿與扇形板不在同一平面內(nèi)）時，輔助開關(guān)在傳動過程中就會出現(xiàn)異常受力的情況，使得輔助開關(guān)的輸出板不僅受到徑向的拉力，還受到了額外的沿輔助開關(guān)傳動桿軸向的力。因此可以初步判斷，現(xiàn)場出現(xiàn)問題的輔助開關(guān)可能安裝時未能按照工藝要求調(diào)整，未給傳動件留下足夠的自由調(diào)整空間，導(dǎo)致輔助開關(guān)輸出板受到了額外的軸向的力，在這個軸向力的作用下，多次動作后，導(dǎo)致輔助開關(guān)輸出板與輸出軸的焊縫開裂，最終導(dǎo)致傳動失效，當(dāng)然也不排除輔助開關(guān)在廠內(nèi)生產(chǎn)時傳動軸與傳動板的焊接存在虛焊、夾雜等缺陷的可能[1]。

4處理措施

目前站內(nèi)排查結(jié)果顯示，所有站內(nèi)開關(guān)的輔助開關(guān)狀態(tài)正常，另輔助開關(guān)廠家對庫存工件及成品進行排查，未發(fā)現(xiàn)存在焊接問題的工件及成品，因此出現(xiàn)異常狀態(tài)應(yīng)為小概率事件。與斷路器廠家進行溝通后，要求廠家改進輔助開關(guān)傳動軸與傳動板的焊接工藝，提高其焊接強度。并按照改進后的方案重新生產(chǎn)制作輔助開關(guān)，對金官站的輔助開關(guān)全部更換。最后與廠家確定改進方案，將傳動軸與傳動板的焊接由原來的單面焊接更改為雙面焊接，并增加焊接檢驗頻次，確保所有出廠元件均為合格工件[2]。

為對比更改前后焊接強度變化，廠家對焊接處進行破壞性試驗驗證，試驗結(jié)果表明更改后的雙面焊接比之前的單面焊接的焊接強度增加一倍有余，完全可以滿足應(yīng)用強度要求[4]?，F(xiàn)場更換輔助開關(guān)時，技術(shù)人員將輔助開關(guān)的傳動部件重新調(diào)整，確保輔助開關(guān)傳動件在開關(guān)的分、合位置均處于自由狀態(tài)，排除非正常狀態(tài)受力對輔助開關(guān)影響。

對現(xiàn)有輔助開關(guān)傳動件進行技術(shù)改進，并完成輔助開關(guān)的更換，目前設(shè)備運行正常，未再發(fā)生上述事件。

5結(jié)論

1）傳動軸焊接質(zhì)量不良，在開關(guān)狀態(tài)切換的動態(tài)沖擊下，可能導(dǎo)致焊接處斷裂，導(dǎo)致傳動機構(gòu)失效。

2）在設(shè)備交接驗收時，如條件允許，應(yīng)開展關(guān)鍵傳動結(jié)構(gòu)的100%X

光探傷，提早發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷。

參考文獻：

[1]陳宏強，陳旭.高壓開關(guān)操動機構(gòu)輔助開關(guān)典型故障分析及處理[J].電氣技術(shù)與經(jīng)濟，2020.4

[2]郭良超，宋超等.操動機構(gòu)用輔助開關(guān)拉桿的設(shè)計與應(yīng)用[J].電力制造，2011.08

[3]霍鳳鳴，歐陽杰等.220kVLTB245E1型斷路器輔助開關(guān)軸斷裂原因分析[J].中國電力，2006.11

[4]GB1984-2004高壓交流斷路器.

作者簡介：趙銀山（1992—），男，河南周口人，助理工程師，主要從事高壓直流輸電系統(tǒng)的檢修、試驗工作。