商小峰，蔡宏飛，李傳才，徐東輝，費(fèi) 宇，卞寅飛

(國網(wǎng)浙江省電力公司嘉興供電公司，浙江 嘉興 314000)

0 概述

某變電站220 kV母聯(lián)開關(guān)GIS組合電器型號為ZF11-252(L)，斷路器型號為LW24-252，于2013-01-26投運(yùn)。

2016-09-13，該220 kV母聯(lián)開關(guān)在運(yùn)行中匯控柜“斷路器電機(jī)過流，過時(shí)報(bào)警”光字亮起。運(yùn)維人員手動(dòng)復(fù)歸后，光字仍亮起，計(jì)劃停電檢修。這是該GIS設(shè)備投入運(yùn)行后第2次出現(xiàn)此類型的故障。參照同系列產(chǎn)品相關(guān)故障歷史信息，初步判斷為儲能行程開關(guān)故障。

1 開關(guān)故障處理

2016-09-19，檢修人員到達(dá)現(xiàn)場，對220 kV母聯(lián)開關(guān)進(jìn)行檢查。檢查發(fā)現(xiàn)母聯(lián)開關(guān)已被切換至分位，開關(guān)儲能電源空開已斷開，匯控柜“斷路器電機(jī)過流，過時(shí)報(bào)警”光字已消失?，F(xiàn)場合上儲能空開，就地對開關(guān)進(jìn)行分合操作，“斷路器電機(jī)過流，過時(shí)報(bào)警”光字不再亮起，開關(guān)操作正常。釋放儲能后，對開關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行切換檢查，發(fā)現(xiàn)儲能行程開關(guān)切換正常；對其細(xì)節(jié)檢查發(fā)現(xiàn)行程開關(guān)常開接點(diǎn)2根接線距離較近，并且其接線與機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連桿也較近，有觸碰的風(fēng)險(xiǎn)。儲能行程開關(guān)接線細(xì)節(jié)如圖1所示。

檢修人員對接線接點(diǎn)位置進(jìn)行調(diào)整，增大2個(gè)接點(diǎn)之間的距離，并且對接線進(jìn)行重新綁扎，使其盡可能遠(yuǎn)離機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連桿。故障處理后接線如圖2所示。

2 故障原因分析

結(jié)合現(xiàn)場對行程開關(guān)的檢查，分析告警光字先出現(xiàn)且無法復(fù)歸、后又消失的情況，初步認(rèn)為此次故障是由儲能行程開關(guān)的接點(diǎn)短時(shí)間短路后又恢復(fù)所致。

圖1 儲能行程開關(guān)接線細(xì)節(jié)

圖2 故障處理后接線

(1) 儲能行程開關(guān)不適宜在長期潮濕環(huán)境中工作，接點(diǎn)距離近，短路風(fēng)險(xiǎn)高。母聯(lián)開關(guān)機(jī)構(gòu)采用的行程開關(guān)為OMRON生產(chǎn)的X-10GM2-B反向動(dòng)作滾珠擺桿型微動(dòng)開關(guān)，該款開關(guān)采用緊湊型設(shè)計(jì)，常開接點(diǎn)中心距離為2 cm，邊沿最短距離為1.2 cm；接線采用螺釘緊固端子(帶內(nèi)齒彈簧墊圈)搭接，接線端部裸露。經(jīng)測量，其實(shí)際絕緣距離小于1 cm。依照OMRON提供的使用指導(dǎo)手冊，該微動(dòng)開關(guān)的使用環(huán)境濕度為(85±5)% RH。在高溫潮濕的環(huán)境中使用此開關(guān)，接點(diǎn)短路的風(fēng)險(xiǎn)很高；長時(shí)間在上述環(huán)境中使用此開關(guān)，容易導(dǎo)致接點(diǎn)接觸不良和腐蝕引起的破損等功能性障礙。

(2) 故障發(fā)生在臺風(fēng)季節(jié)，機(jī)構(gòu)箱內(nèi)潮氣較重，容易誘發(fā)接點(diǎn)短路。該變電站位于浙江東北部，長江三角洲杭嘉湖平原腹地，江、海、湖、河交匯之處。該地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)區(qū)，年平均氣溫在15.4—16.4 ℃，日照時(shí)數(shù)常年為2 007—2 179 h。多年平均年降水量為1 193.2 mm，但分布不均，時(shí)序上呈“雙峰型”特點(diǎn)：5—6月梅雨集中，常常發(fā)生洪澇；8—9月常有臺風(fēng)和極峰大雨。

該GIS操作機(jī)構(gòu)的密封性不好，沒有有效的防進(jìn)水措施，在大風(fēng)大雨情況下容易出現(xiàn)箱體積水。檢查母分開關(guān)三相機(jī)構(gòu)箱，發(fā)現(xiàn)C相箱體積水。

(3) 機(jī)構(gòu)箱內(nèi)沒有常投加熱裝置，箱體內(nèi)濕度大，箱體內(nèi)設(shè)備長期處于潮濕的工作環(huán)境中，導(dǎo)致箱體內(nèi)特別是各線束上霉點(diǎn)較多。檢查機(jī)構(gòu)箱中的加熱器，該批次GIS設(shè)備中的加熱器由溫濕度控制器控制，實(shí)際運(yùn)行中未投入，所以才導(dǎo)致箱體內(nèi)濕度較大。

3 缺陷影響及風(fēng)險(xiǎn)

“斷路器電機(jī)過流，過時(shí)報(bào)警”屬于該批次設(shè)備出現(xiàn)的典型性故障，暴露了此類GIS開關(guān)機(jī)構(gòu)在行程開關(guān)、箱體密封性以及主動(dòng)防潮等3方面的缺陷。長此以往，將可能導(dǎo)致更加嚴(yán)重的情況發(fā)生。

(1) 該類行程開關(guān)在高濕度環(huán)境中運(yùn)行，易導(dǎo)致接點(diǎn)狀態(tài)與實(shí)際儲能位置不符，使“斷路器電機(jī)過流，過時(shí)報(bào)警”情況再次出現(xiàn)。同批次產(chǎn)品都采用該款行程開關(guān)，在高濕度運(yùn)行環(huán)境下容易導(dǎo)致接線位置短路或內(nèi)部接點(diǎn)腐蝕，使開關(guān)無法正常分合操作，再次出現(xiàn)“斷路器電機(jī)過流，過時(shí)報(bào)警”。

(2) 開關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)其他接點(diǎn)因受潮短路，導(dǎo)致開關(guān)誤動(dòng)。線束上布滿霉點(diǎn)是機(jī)構(gòu)內(nèi)各接點(diǎn)存在受潮短路風(fēng)險(xiǎn)的前兆，隨著時(shí)間的推移，會(huì)影響回路中接點(diǎn)的狀態(tài)，嚴(yán)重的可致開關(guān)誤動(dòng)。

(3) 機(jī)構(gòu)箱有滲水風(fēng)險(xiǎn)，若內(nèi)部長期積水或受潮，易導(dǎo)致箱體銹蝕，使箱體密封性下降。實(shí)際運(yùn)行情況暴露了該類型GIS開關(guān)機(jī)構(gòu)箱抗風(fēng)雨能力差的缺點(diǎn)，在多雨天氣容易有滲水。同時(shí)，機(jī)構(gòu)箱體材料耐腐蝕較差，長期在潮濕環(huán)境中會(huì)加速材料老化，最終導(dǎo)致穿孔，形成惡性循環(huán)。

4 處理措施

(1) 更改該批次行程開關(guān)接線方式或更換行程開關(guān)。參照此次消缺方法，更改同批次開關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)的行程開關(guān)接線方式，增大接點(diǎn)距離，可有效降低短路風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，對于已受潮的行程開關(guān)，在檢修條件允許的情況下應(yīng)進(jìn)行更換。

(2) 將由溫濕度控制器控制的加熱器更改為低功率常投加熱器。因本地區(qū)降水量豐富，四季空氣潮濕，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)箱積水和受潮風(fēng)險(xiǎn)都較高，應(yīng)將同批次開關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)的加熱器更換為低功率常投加熱器，以防止機(jī)構(gòu)受潮。

(3) 加強(qiáng)雨水密集時(shí)段巡視，做好積水排除工作。本地區(qū)降雨量在時(shí)序上呈“雙峰型”特點(diǎn)，運(yùn)維部門應(yīng)加強(qiáng)梅雨季節(jié)和臺風(fēng)季節(jié)的巡視工作，防止箱體積水，并保障加熱器的正常運(yùn)行。

(4) 針對該廠家該類型GIS開關(guān)機(jī)構(gòu)箱易進(jìn)水、受潮風(fēng)險(xiǎn)高的情況，建議在全省范圍內(nèi)進(jìn)行機(jī)構(gòu)排查工作，重點(diǎn)檢查機(jī)構(gòu)箱防進(jìn)水設(shè)計(jì)問題和加熱器投運(yùn)情況，并進(jìn)行改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

1 韓玉停．110 kV GIS設(shè)備故障原因分析[J].電力安全技術(shù)，2011，13(9)：32-33.