巨建成

(河北西柏坡發(fā)電有限責任公司，石家莊　050400)

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6 kV斷路器二次插頭故障原因分析及改造措施

巨建成

(河北西柏坡發(fā)電有限責任公司，石家莊050400)

摘要：針對某電廠VB1斷路器二次插頭故障率高的問題，從二次插頭安裝位置和類型設計方面進行分析，認為二次插頭、插座位置、類型設計不合理是導致其故障率高的主要原因，提出調整二次插頭的安裝位置，更換二次插頭型號等改造措施，并說明改造效果。

關鍵詞：VB1斷路器；二次插頭；不良接觸

1概述

發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)承擔著電廠內部動力、照明、電力系統(tǒng)保護功能，高壓廠用電系統(tǒng)多采用6 kV電壓等級，其所使用的6 kV斷路器承擔著電能的輸送、分配，因此6 kV斷路器二次插頭的狀態(tài)直接關系著發(fā)電廠機組的穩(wěn)定。針對某電廠廠用電系統(tǒng)6 kV斷路器二次插頭故障率高、斷路器多次拒分現(xiàn)象展開調查，分析故障類型與故障原因，對比故障率低的同類型斷路器，最終通過調整二次插頭位置、更換二次插頭類型提高了6 kV斷路器的穩(wěn)定性。

2存在的問題

某火力發(fā)電廠5號、6號機組高壓廠用電系統(tǒng)中大容量負荷采用GE Powell Power/vac VB1中壓真空斷路器，鎧裝手車式，額定電壓6 kV。該斷路器自2006年投入使用，2010—2013年VB1斷路器二次插頭故障次數(shù)、故障率逐年增高，見表1。

表1斷路器二次插頭故障率統(tǒng)計

斷路器類型2010年2011年2012年2013年故障次數(shù)/次故障率/%故障次數(shù)/次故障率/%故障次數(shù)/次故障率/%故障次數(shù)/次故障率/%5號機組VB110191330235131836號機組VB18161226276128705號機組VCR000021211號機組ZN31012255

從表1可看出，5號機組VCR斷路器與5號機組VB1斷路器處于同一配電室，但所帶負荷在2 000 kW以下；ZN斷路器為該電廠1號機組6 kV配電室使用，所帶負荷大小、類型與VB1斷路器相同。5號、6號機組VB1斷路器的故障次數(shù)與故障率逐年增加，增幅也逐年增大，而VCR、ZN斷路器二次插頭故障次數(shù)均在5次/年以下，說明VB1斷路器二次插頭故障率高為異?，F(xiàn)象，同時對VB1斷路器二次插頭故障率有一個合理的期望值，即達到VCR、ZN二次插頭故障次數(shù)的平均值。

對VB1斷路器的故障類型進行統(tǒng)計，二次插頭不良接觸和二次插頭損壞占故障比例83%以上。二次插頭不良接觸，會導致運行中的斷路器成為死開關，發(fā)生拒分、拒合故障，進而導致越級跳閘和故障面擴大[1]。同時不良接觸導致接觸面過熱，插頭絕緣外殼疲勞，在斷路器進車沖擊下會斷裂，因此降低VB1斷路器二次插頭故障率具有實際意義。

3原因分析

3.1VB1斷路器二次插頭安裝位置

6 kV斷路器VB1、VCR、ZN均為中置手車式，但VB1二次插頭位于斷路器本體前右下方，即一次插頭下方，VB1進車時，操作人員無法觀察二次插頭與插座的結合情況，同時VB1體積大，重量約200 kg，進車時如果二次插頭與插座錯位，在斷路器本身重量作用下，斷路器二次插頭、插座承受較大沖擊力。觀察VCR、ZN斷路器，這兩者二次插座固定在斷路器本體前面板上方，二次插頭通過引線與配電柜內二次回路連接。這樣斷路器進車時，由于有導軌的制衡，一次插頭能夠順利對接，進車完畢后，操作人員手動對接斷路器本體外的二次插頭與插座，操作過程可視，操作人員能夠直接觀察二次插頭的配合情況，即使二次插頭、插座配合失誤也不會承受開關本體的沖擊力。VB1斷路器結構示意，見圖1。

圖1　VB1斷路器結構示意

在斷路器停電檢修期間，對斷路器內部二次回路進行測量，包括斷路器內部分合閘線圈、輔助開關節(jié)點，由于VB1二次插頭位于斷路器一次插頭下方，每次測量時需將斷路器回車退出配電間隔，每臺VB1斷路器進出車操作需要2人配合進行，這樣降低了檢修效率，而VCR、ZN二次插頭位于斷路器前面板，因此無需退出間隔即可測量斷路器內部回路。因此VB1斷路器二次插頭、插座位置不合理是導致二次插頭故障率高的主要原因，同時也導致了VB1斷路器檢修效率低。

3.2VB1斷路器二次插頭類型設計

VB1斷路器二次插頭、插座配合失誤會受到斷路器本身重量的沖擊，斷路器進出車及運行時均會產生震動，但VB1斷路器二次插頭無固定防震措施，同時VB1斷路器二次插頭觸孔直徑大，極易造成觸針晃動、變形。對比VCR、ZN斷路器，該2種斷路器二次插頭有保險扣，從設計上確保了二次插頭、插座使用時的緊密配合、防止震動導致的不良接觸[2]。因此VB1斷路器二次插頭類型設計不合理是導致斷路器二次插頭故障率高的重要原因。

4改造措施

4.1調整VB1斷路器二次插頭的安裝位置

VB1二次插頭固定在斷路器一次插頭下方，斷路器本體外殼為鋼結構，二次插頭觸針通過引線與斷路器內部電氣回路聯(lián)系，因此可以將二次插頭拆卸，在原位置安裝端子排，原插頭觸針引線連接端子排上口，端子排下口連接引線，使用尼龍波紋伸縮管包裹該引線至斷路器前面板，在前面板選擇避開手車操作板位置，打孔安裝新插頭，斷路器前面板與斷路器內部結構具有足夠的安全距離，同時包裹導線的尼龍波紋伸縮管布置應避開斷路器傳動機構，防止其內部二次線受傷，無法正確傳遞電氣信號。

4.2更換VB1斷路器二次插頭型號

VB1斷路器二次回路主要為繼電保護、DCS提供節(jié)點狀態(tài)、控制信號輸送功能，在正常運行時二次回路不會長時流通電流[3]，因此選擇體積較小、觸針較細的插頭插座能夠滿足工作時流通電流的需求。市場上有金屬外殼、防震保險扣設計的產品，因此更換二次插頭類型方案可行并具體實施。

為取得科學合理的改造效果，首先針對5號機組6 kV配電室內的VB1斷路器進行二次插頭改造，以6號機組VB1斷路器保持現(xiàn)狀作為參照。改造完成后跟蹤統(tǒng)計5號、6號機組VB1斷路器二次插頭故障次數(shù)與故障率，以確定改造方案的正確與否。VB1斷路器改造后外觀如圖2所示。

圖2　VB1斷路器改造后外觀

5改造效果

5號機組VB1斷路器二次插頭改造完成后，對該電廠6 kV斷路器二次插頭故障情況進行了1年的統(tǒng)計記錄。5號機組VB1斷路器經(jīng)改造后，在2014年二次插頭故障次數(shù)為1次，發(fā)生在1-3月，為改造剛完成階段，5號機組VB1斷路器二次插頭故障次數(shù)已達到改造前的期望值，即低于VCR193、ZN斷路器二次插頭故障次數(shù)的平均值。6號機組VB1斷路器未改造，2014年全年故障次數(shù)為39次，比2013年增加11次。同時，所有斷路器故障次數(shù)多發(fā)期為1-3月和10-12月，結合電廠的生產實際，該電廠在冬季機組停運檢修，檢修期間6 kV配電設備頻繁的啟停是導致二次插頭故障增加的原因，而在春夏秋季節(jié)，該電廠機組正常負荷運行，6 kV配電設備一直處于運行狀態(tài)，此時發(fā)生的斷路器二次插頭故障多為插頭接觸不良、接觸面過熱。

通過改造，由于二次插頭、插座位于斷路器前面板處，操作人員對VB1插頭的操作過程由原來的不可視變?yōu)榭梢?，同時VB1斷路器進車操作，不會發(fā)生二次插頭、插座歪斜碰撞，進車完畢后，操作人員手動分合插頭插座，新插頭有保險扣，能保證插頭插座的緊密配合。在斷路器停運期間，檢修維護人員無需將斷路器退出配電間隔，通過測量斷路器本體前面板處的二次插頭，即可檢測斷路器內部電氣回路，降低勞動量，提高了生產效率。同時新插頭材料堅固，耐沖擊能力強，保證了斷路器的安全運行。

6結束語

通過VB1斷路器改造前后二次插頭故障數(shù)據(jù)對比，可以確定該改造方案的可靠有效，使操作人員對VB1斷路器的操作可視、方便、可靠。本次改造通過判斷造成斷路器二次插頭故障的原因，分析對比同類型、同環(huán)境的斷路器二次插頭安裝模式，最終確定改造方案的可靠有效，這種處理問題的思路也可以適用于其他設備的技術改進，同樣該改造方案可以推廣到類似結構的斷路器。

參考文獻：

[1]舒永志.淺談鎧裝手車式斷路器二次插頭的安全維護[J].電力安全技術,2012,14(6):55.

[2]楊明澤.斷路器二次回路的幾點問題及改進[J].電力自動化設備,2003,25(3):104-106.

[3]肖良騏.高壓斷路器二次回路常見故障分析、解決及改進[J].電力與能源,2012(21):418.

本文責任編輯：羅曉曉

Cause Analysis and Improvement of 6 kV Breaker Secondary Plug

Ju Jiancheng

(Hebei Xibaipo Power Generation Co., Ltd.,Shijiazhuang 050400，China)

Abstract:Aiming at the failure rate of the VB1 breaker secondary in the power plant plug, by analyzing the installation site and the type of the secondary plug, this paper considers the cause of failure are the wrong installation location and the inappropriate type of the secondary plug, proposes to replace the type and the installation location of the plug, at last checks the effect of the improvement.

Key words:VB1 breaker; secondary plug; bad contact

中圖分類號：TM561

文獻標志碼：B

文章編號：1001-9898(2016)01-0044-02

作者簡介：巨建成(1986-)，男，變電檢修高級工，從事發(fā)電廠電氣一次設備檢修、運行、維護工作。

收稿日期：2015-07-14