陳家殷

（國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北 唐山064309）

1 電廠概況

某電廠水庫(kù)面積550km2，水庫(kù)正常高水位261m，最大庫(kù)容108億m3；該電站三期工程是利用左岸泄洪洞（泄洪時(shí)不發(fā)電）安裝2臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)容量280MW。該電站合計(jì)裝機(jī)容量1002.5MW，年平均發(fā)電量19.68億kW·h。

某電廠水庫(kù)為多年調(diào)節(jié)水庫(kù)。工程由混凝土重力壩、溢流壩、壩后廠房、左岸泄洪洞防空洞及三期發(fā)電廠房組成，大壩按1000年一遇洪水設(shè)計(jì)，5000年一遇洪水校核，自建庫(kù)以來(lái)，效果顯著，對(duì)消減流域內(nèi)洪峰以及沿江城市、廣大農(nóng)村的防洪具有突出的作用。

2 事件經(jīng)過(guò)

某電廠在對(duì)機(jī)組A級(jí)檢修前對(duì)主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)2202進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)操作機(jī)構(gòu)拐臂有損傷。在與廠家技術(shù)溝通及采取必要的預(yù)控措施后，將該設(shè)備缺陷納入生產(chǎn)系統(tǒng)缺陷管控（缺陷等級(jí)：嚴(yán)重缺陷）。后經(jīng)廠家出具“故障原因分析報(bào)告”鑒定為操作架構(gòu)離合器故障（制造工藝不良），并出具《某電廠ZF9D-252 GIS 斷路器彈簧機(jī)構(gòu)更換方案》，于2018年04月08日完成了該斷路器三相彈簧操作機(jī)構(gòu)的整體更換，更換后的各項(xiàng)動(dòng)作特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)均合格。

3 處理過(guò)程

問(wèn)題出現(xiàn)后，該廠積極與網(wǎng)調(diào)溝通，將主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)2202轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)；廠家人員現(xiàn)場(chǎng)檢查后，初步判斷為操作機(jī)構(gòu)內(nèi)離合器存在故障，導(dǎo)致拐臂損傷，暫不影響運(yùn)行，待備件到后做更換處理。

操作機(jī)構(gòu)備件到貨后，于2018年04月08日，廠家技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)施工，完成了該主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)2202三相操作機(jī)構(gòu)的整體更換。

詳細(xì)處理過(guò)程如下：

（1）情況梳理：現(xiàn)場(chǎng)檢查分析為機(jī)構(gòu)離合器制造質(zhì)量不良、產(chǎn)品零部件不合格。

（2）問(wèn)題排查：現(xiàn)場(chǎng)采用直觀法檢查，返廠后廠家采用試驗(yàn)法驗(yàn)證。

（3）確定故障點(diǎn)：經(jīng)廠家出具“故障原因分析報(bào)告”鑒定為操作架構(gòu)離合器故障（制造工藝不良）。

（4）處理步驟：2018年04月08日，操作機(jī)構(gòu)備件到貨后，廠家技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)2202三相操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行了整體更換，各項(xiàng)動(dòng)作特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)均合格。

更換作業(yè)步驟如下：

1）拆除機(jī)構(gòu)箱前門、左右側(cè)板及頂板以備回裝使用；

2）拆除機(jī)構(gòu)箱內(nèi)電機(jī)、分合閘線圈、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等二次接線；

3）拆除輔助開(kāi)關(guān)裝置，拆除機(jī)構(gòu)輸出拐臂與雙頭螺桿的軸銷，脫開(kāi)斷路器本體與機(jī)構(gòu)連接；

4）拆除分閘彈簧系統(tǒng)與拐臂的連接銷軸；

5）拆除機(jī)芯支座與機(jī)構(gòu)箱之間的連接螺栓；

6）使用吊具配合移除機(jī)構(gòu)；

7）安裝新的機(jī)構(gòu)本體；

8）按照上述拆解步驟反順序依次回裝各拆解單元，完成機(jī)構(gòu)回裝作業(yè)；

9）進(jìn)行機(jī)構(gòu)二次線檢查及校驗(yàn)，確保接線端子接觸緊固良好、正確；

10）進(jìn)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作及機(jī)械特性試驗(yàn)。

相關(guān)技術(shù)報(bào)告見(jiàn)表1。

表1 技術(shù)報(bào)告

由表1可知：

開(kāi)關(guān)跳合閘線圈相間及對(duì)地絕緣電阻測(cè)量合格；

遠(yuǎn)方入切及保護(hù)聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)試驗(yàn)正確；

開(kāi)關(guān)動(dòng)作電壓試驗(yàn)正確；

開(kāi)關(guān)時(shí)間特性試驗(yàn)合格。

4 原因分析

綜合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況認(rèn)定：此次故障原因是離合器失效造成的。該站采用的是西安西電開(kāi)關(guān)電氣有限公司生產(chǎn)的ZF9D-252型GIS產(chǎn)品，全站共5臺(tái)斷路器間隔，彈簧機(jī)構(gòu)共計(jì)15臺(tái)。2018年1月17日，設(shè)備單位人員檢查發(fā)現(xiàn)斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)部凸輪有損傷（存在嚴(yán)重磨損）。為了尋找故障原因，設(shè)備廠家組織相關(guān)部門人員對(duì)返廠的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了檢查，并在工裝上進(jìn)行了相應(yīng)的模擬，判斷離合器出現(xiàn)了故障后，對(duì)離合器進(jìn)行了進(jìn)一步的拆解，離合器失效，會(huì)造成彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)合閘彈簧釋放后，驅(qū)動(dòng)凸輪停止位置后退，這種情況出現(xiàn)后，若機(jī)構(gòu)處于合閘狀態(tài)，合閘彈簧未儲(chǔ)能時(shí)進(jìn)行分閘操作，輸出拐臂會(huì)非正常撞擊凸輪，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致拐臂或凸輪損壞。如果離合器正常，分閘操作時(shí)輸出拐臂繞拐臂軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出拐臂與凸輪無(wú)干涉。離合器失效故障，驅(qū)動(dòng)凸輪完成合閘動(dòng)作后在正常位置回轉(zhuǎn)，這時(shí)如果進(jìn)行分閘操作，輸出拐臂逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)就會(huì)與凸輪發(fā)生碰撞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致凸輪損壞。對(duì)離合器解體后發(fā)現(xiàn)，其內(nèi)部楔塊存在擠壓變形現(xiàn)象、彈簧斷裂，判斷該離合器楔塊材質(zhì)強(qiáng)度不夠，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中擠壓變形后，受力不均勻，使得離合器輸出的力矩值不夠，無(wú)法完全阻止驅(qū)動(dòng)凸輪的回轉(zhuǎn)，輸出拐臂會(huì)非正常撞擊凸輪，導(dǎo)致拐臂與凸輪磨損，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致拐臂或凸輪損壞。

5 暴露的問(wèn)題

通過(guò)分析，認(rèn)定是該工程裝配的操作機(jī)構(gòu)所配用的離合器存在質(zhì)量問(wèn)題，該離合器楔塊材質(zhì)強(qiáng)度不夠，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中擠壓變形，離合器失效，無(wú)法完全阻止驅(qū)動(dòng)凸輪的回轉(zhuǎn)，造成此次設(shè)備缺陷的發(fā)生。

6 防控措施

（1）鑒于該類設(shè)備故障在正常巡視時(shí)無(wú)法發(fā)現(xiàn)，本次結(jié)合機(jī)構(gòu)整體更換施工，對(duì)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱體進(jìn)行了改造，在開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱體上部（機(jī)構(gòu)主要部件正上方）增設(shè)安裝了巡視觀察窗，以便于隨時(shí)關(guān)注機(jī)構(gòu)工況；

（2）加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行中的巡視檢查；

（3）結(jié)合設(shè)備計(jì)劃性檢修，對(duì)設(shè)備進(jìn)行周期性復(fù)查，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。

7 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)某電廠主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)三項(xiàng)操作機(jī)構(gòu)凸輪和拐臂損傷事件進(jìn)行分析，可以看出，原因是離合器失效造成的，針對(duì)此問(wèn)題該電站立即組織相關(guān)生產(chǎn)人員研究、分析，采取相應(yīng)對(duì)策，制定三項(xiàng)應(yīng)對(duì)措施，對(duì)全廠同類設(shè)備嚴(yán)格排查、梳理，及時(shí)排除隱患，確保了機(jī)組的可靠運(yùn)行。