林志鵬，李海賢，馮錦文

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東 江門 529000）

0 引 言

隔離開(kāi)關(guān)、斷路器等一次設(shè)備廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)，其電氣一次導(dǎo)流部分由相應(yīng)的機(jī)構(gòu)箱去控制動(dòng)作，這就對(duì)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)元器件的可靠性有極高的要求。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行年限長(zhǎng)、動(dòng)作次數(shù)過(guò)于頻繁、運(yùn)行環(huán)境惡劣或操作不當(dāng)時(shí)，就容易發(fā)生機(jī)構(gòu)箱內(nèi)機(jī)械元件或電氣元件損壞。現(xiàn)階段，變電站內(nèi)各類型機(jī)構(gòu)箱由機(jī)械元件與電氣元件混合組成，箱內(nèi)結(jié)構(gòu)與二次接線極為復(fù)雜，不便于事故搶修與故障排除[1]。為了提高設(shè)備檢修與事故搶修的效率，在對(duì)多批次、多型號(hào)的機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究后，本文對(duì)變電站內(nèi)各類型一次設(shè)備機(jī)構(gòu)箱的模塊化改造思路加以分析，并提出相應(yīng)的解決方法。

1 設(shè)備維修現(xiàn)狀

目前，變電站內(nèi)斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的機(jī)構(gòu)箱種類眾多，部分設(shè)備運(yùn)行年限過(guò)久且難以找到相同規(guī)格型號(hào)的備品代替，相關(guān)圖紙存在遺失的可能，無(wú)疑增加了維修的難度。在完成電器元件的更換后，需要檢修人員、繼保人員、運(yùn)行人員多方配合來(lái)驗(yàn)證二次回路的準(zhǔn)確性和設(shè)備的各項(xiàng)運(yùn)行性能，任何一方缺席都會(huì)造成工作時(shí)間延長(zhǎng)，存在延誤送電的風(fēng)險(xiǎn)[2]。

機(jī)構(gòu)箱大修的普遍方法是先由工作人員在變電站內(nèi)根據(jù)圖紙核對(duì)現(xiàn)場(chǎng)，出具二次措施單后對(duì)各電器元件逐個(gè)解線，解線后對(duì)裸露的導(dǎo)線進(jìn)行包扎，方可拆除機(jī)構(gòu)箱內(nèi)各零部件。復(fù)裝前，同樣根據(jù)二次措施單對(duì)接線進(jìn)行恢復(fù)?，F(xiàn)有的各類斷路器及隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部接線密集，為了內(nèi)部走線美觀，在機(jī)構(gòu)箱內(nèi)大量使用扎帶等對(duì)電線進(jìn)行綁扎處理，無(wú)論是檢查維護(hù)還是二次回路工作均需花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行解線拆線作業(yè)。受變電站內(nèi)工作環(huán)境、辦理工作票的進(jìn)程等因素影響，更換時(shí)長(zhǎng)不可控，工作量大幅增加，同時(shí)還影響到其他作業(yè)進(jìn)度。

現(xiàn)階段，隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)常見(jiàn)故障有電機(jī)燒毀、接觸器損壞、輔助開(kāi)關(guān)損壞等，多表現(xiàn)為二次元器件老化故障，少部分體現(xiàn)為機(jī)械零部件出現(xiàn)金屬疲勞、配合不當(dāng)?shù)取Ｓ捎诟綦x開(kāi)關(guān)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在高電壓、強(qiáng)電場(chǎng)或日曬雨淋的開(kāi)放環(huán)境中，無(wú)法避免箱體內(nèi)部積熱導(dǎo)致密封膠圈老化，當(dāng)膠圈老化超過(guò)一定程度時(shí)，容易造成防潮措施失效，潮氣在電氣元器件內(nèi)導(dǎo)線駁接部位凝結(jié)，造成線路不通、電線發(fā)熱等隱患，大大降低電氣元器件的運(yùn)行壽命。這些隱患長(zhǎng)時(shí)間累積，往往會(huì)導(dǎo)致隔離開(kāi)關(guān)在電動(dòng)運(yùn)行時(shí)回路失效，具體表現(xiàn)為機(jī)構(gòu)拒動(dòng)或動(dòng)作阻塞[3]。

在現(xiàn)有設(shè)備的運(yùn)維條件下，無(wú)論是零部件更換還是機(jī)構(gòu)箱整體大修，均需要檢修人員和繼保人員同時(shí)到場(chǎng)配合，完全無(wú)法避免作業(yè)中的干擾。對(duì)于緊急搶修來(lái)說(shuō)，時(shí)效性根本無(wú)法得到保障。

2 機(jī)構(gòu)箱模塊化改造思路

對(duì)于隔離開(kāi)關(guān)的檢修，一種理想的方式是先將容易老化損壞的分合閘接觸器、熱繼電器、行程開(kāi)關(guān)、分合閘按鈕以及轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等全部集成于一體式控制面板模塊內(nèi)，然后將舊機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的二次線路改造集成為航空插頭線纜，通過(guò)航空插頭拔插的方式連接控制面板模塊與輸入電源、電機(jī)、輔助開(kāi)關(guān)等，實(shí)現(xiàn)接線的集約化。當(dāng)需要緊急搶修時(shí)，只需要拔下航空插頭就可以斷開(kāi)相應(yīng)模塊之間的連接，直接就地更換疑似損壞模塊，從而實(shí)現(xiàn)先換后修、優(yōu)先保證供電的目標(biāo)。理想的隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱維修流程如圖1所示。

圖1 隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱理想維修流程

對(duì)隔離開(kāi)關(guān)的二次回路進(jìn)行改造，盡可能將各類電路元器件集成為一個(gè)電機(jī)控制器單元，通過(guò)控制器單元來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)電機(jī)工作，并采集隔離開(kāi)關(guān)的位置信號(hào)。在不同功能板塊之間通過(guò)特制的航空插頭實(shí)現(xiàn)電氣連接，以達(dá)成各模塊互不影響、拔插更換的效果。將與控制回路有關(guān)的大部分元器件盡可能集成在電機(jī)控制器單元中，其余元器件與控制器單元之間通過(guò)易于拔插的航空插頭來(lái)實(shí)現(xiàn)二次回路之間的連接。在變電站現(xiàn)場(chǎng)，當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)出現(xiàn)故障導(dǎo)致隔離開(kāi)關(guān)無(wú)法動(dòng)作時(shí)，如果出現(xiàn)人員調(diào)配困難、無(wú)法快速定位并排除故障，可以先考慮整體更換控制器單元來(lái)進(jìn)行故障快速處理，將損壞的功能模塊直接拆下來(lái)并帶到條件與人員充足的檢修中心進(jìn)行修理[4]。

這種模塊化的改造方法帶來(lái)了設(shè)備檢修流程上的優(yōu)化和安全性能上的提升，無(wú)須繼保人員配合在站內(nèi)開(kāi)展二次回路排查工作，避免了復(fù)雜的工作流程與作業(yè)空間交叉。此外，設(shè)備缺陷得以快速解決，能夠及時(shí)恢復(fù)送電，減少了負(fù)荷損失和經(jīng)濟(jì)損失。在故障模塊更換后，檢修人員可以立即開(kāi)展下一步的隔離開(kāi)關(guān)試分合操作與分合閘行程調(diào)整工作，無(wú)須擔(dān)心二次回路走線美觀、二次回路漏電等對(duì)操作帶來(lái)的影響。

對(duì)于斷路器機(jī)構(gòu)箱維修，目前采用的是整體拆除機(jī)構(gòu)箱并運(yùn)回?zé)o塵車間進(jìn)行檢修的方式。該方法需要在現(xiàn)場(chǎng)先拆除機(jī)械連接部位，再對(duì)二次電纜進(jìn)行解線方能將機(jī)構(gòu)箱整體取下，其中解線這一步驟花費(fèi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。如果能將通往后臺(tái)的二次線纜改造為航插接線方式與機(jī)構(gòu)箱進(jìn)行連接，則無(wú)須考慮現(xiàn)場(chǎng)接線問(wèn)題，高效快捷。理想的斷路器機(jī)構(gòu)箱維修流程如圖2所示。

圖2 斷路器機(jī)構(gòu)箱理想維修流程

將傳統(tǒng)的斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)二次回路至后臺(tái)的連接方式由大量單芯電線直連改為通過(guò)航空插頭橋接的形式，避免復(fù)雜的拆線工作。采用航空插頭后，只需拆除機(jī)械連接部位的傳動(dòng)軸、拐臂等，拔出航插后即可取下整個(gè)斷路器機(jī)構(gòu)箱，基本避免了需要繼保人員現(xiàn)場(chǎng)拆線作業(yè)，使得檢修工作能夠不間斷進(jìn)行。

3 改造技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

采用模塊化改造思路使得電氣元件箱與機(jī)械元件箱實(shí)現(xiàn)功能區(qū)分，不但避免了檢修、繼保作業(yè)空間交叉的可能性，而且使設(shè)備小型化、輕量化的程度得到進(jìn)一步提高，進(jìn)一步節(jié)省安裝時(shí)間與成本。在降低大型吊裝機(jī)械使用頻率的同時(shí)，提高了變電站內(nèi)人身安全與設(shè)備安全系數(shù)。采用模塊化改造方法后，大量散布式元件組合變成少量模塊化功能組合，減少了故障定位的時(shí)間，從以往的逐條電線地毯式排查變成各項(xiàng)模塊功能驗(yàn)證。在對(duì)故障部位大致判斷后，采用模塊試錯(cuò)的方法很容易更換故障模塊[5-7]。

模塊化改造后，機(jī)械元件箱、電氣元件箱及后臺(tái)信息主機(jī)等模塊之間通過(guò)航空插頭來(lái)連接，設(shè)備運(yùn)維單位可對(duì)各模塊進(jìn)行備品備件小批量定制和儲(chǔ)存。當(dāng)需要開(kāi)展設(shè)備維護(hù)、事故搶修時(shí)，對(duì)故障模塊進(jìn)行整體輪換即可快速投入運(yùn)行，大大縮短停電時(shí)間，降低經(jīng)濟(jì)損失。故障模塊可帶出現(xiàn)場(chǎng)后再進(jìn)行精細(xì)化維修，減少現(xiàn)場(chǎng)二次接線拆裝工程量并降低調(diào)試難度。

模塊化機(jī)構(gòu)箱能夠很好地保護(hù)電氣元件，延長(zhǎng)其使用壽命。在傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)箱中，電氣元件極容易受到機(jī)械部分的震動(dòng)影響，從而出現(xiàn)線路松動(dòng)、元件破裂等回路故障。在模塊化改造后，由于減少了電氣元件與機(jī)械振動(dòng)部位的直接連接，電器元件很少受震動(dòng)影響，有效解決接線不牢固的隱患，也同時(shí)減少了設(shè)備巡視的工作量。在對(duì)機(jī)構(gòu)箱進(jìn)行模塊化改造后，對(duì)于有著不同防護(hù)需求的模塊也可以進(jìn)行客制化的防潮和防銹處理，降低設(shè)備維護(hù)的頻率[8-10]。模塊化的隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱結(jié)構(gòu)如圖3所示。

4 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)變電設(shè)備機(jī)構(gòu)箱現(xiàn)存問(wèn)題的分析，提出了一種可以延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、加快搶修速度、降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)構(gòu)箱模塊化改造方案。根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備機(jī)構(gòu)箱存在的缺陷，結(jié)合日常維護(hù)、緊急搶修工作中常見(jiàn)的問(wèn)題，制定了詳細(xì)的對(duì)策。通過(guò)該方案，可以大大優(yōu)化傳統(tǒng)的檢修環(huán)節(jié)，節(jié)省大量的人力和物力，降低設(shè)備運(yùn)行成本。在未來(lái)的老舊設(shè)備改造與新設(shè)備設(shè)計(jì)建造環(huán)節(jié)，設(shè)備管理人員及單位可以對(duì)機(jī)構(gòu)箱模塊化改造方法進(jìn)行優(yōu)化完善，以達(dá)到最佳運(yùn)維效果，提高變電設(shè)備的可靠性，保障電力供應(yīng)穩(wěn)定。