220kV开关气动机构故障分析及处理

罗俊锋

（广东电网公司佛山供电局，广东 佛山528500）

1 现象

2013年9月17日下午，发现220kV母联2012开关进行了分闸操作后，发“开关闭锁”、“控制回路断线”，现场检查发现A相开关机构箱内有明显漏气响声，开关间隔气动操作回路空压表压力指示为0。经现场检查发现220kV母联2012开关A相操作机构分闸阀漏气，需要进行紧急停电处理。

2 解体检查及原因分析

经过现场检查及图纸分析，气体是由断路器A相分闸单元的二级阀处泄漏出来的，如图1所示。

图1 机构分闸单元

如图2所示，解体检查发现二级阀密封圈已碎裂并被高压气流冲出。故在开关机构分闸操作时，由于二级阀密封件严重老化而碎裂，导致二级阀在回位时密封不严，高压气体从此处出现较大量的泄漏，最终使开关气动机构失压。

图2 二级阀密封圈碎裂

机构分闸原理如图3所示，当线圈21受电时，吸动衔铁16，带动扣板15转动，拨动掣子17，使扣板14脱扣，在弹簧12的作用下，推动阀杆11顶开活塞10，高压气体即通过阀口进入活塞19的左侧，推动活塞向右侧运动，打开活塞20，高压气体即进入主阀活塞22底部，推动活塞向上运动，打开上阀口，同时关闭下阀口，高压气体径直进入气缸，推动活塞7向下运动，通过与之相连的活塞杆9驱动断路器分闸，分闸后凸轮18在拐臂带动下顶起扣板14，阀杆11返回，各阀口复位，气缸内残余气体通过排气管排出。

图3 气动操作机构传动原理图

3 开关机械特性测试中发现的问题

对220kV母联2012开关进行特性测试时发现三相合闸时间分别为113．2／130．6／132．3ms。合闸不同期达19．1ms；三相分闸时间分别为31．7／32．4／32．7ms，超过厂家要求（合闸时间小于120ms，分闸时间小于30ms），所以要对开关重新进行调整。具体调整方法如图4所示。

图4 具体调整方法

但经过调整，三相合闸时间满足相关试验要求，而分闸时间一直未能调整到位，经检查历史记录，发现出厂试验时三相分闸时间分别为29．7／29．9／29．8ms，交接试验分别为31．1／31．2／32．3ms。故经厂家确认试验结果合格后，完成开关操作机构的检修工作。而开关特性试验数据分别是：三相合闸时间分别为119．7／118．9／118．3ms；三相分闸 时间分别 为33．6／32．7／32．1ms，三相分闸2时间分别为31．5／31．8／32．7ms。

4 对策及建议

（1）尽快开展实施220kV开关气动机构的大修工作，并严格进行相关的调整、测试工作，尽早消除设备的安全隐患。

（2）开关气动机构由于设计及加工工艺等存在不足之处，普遍存在开关运行一段时间后，因紧固件松动变位、运动部件的摩擦力增大或弹簧拉伸疲劳等导致开关分合闸时间有较大变动，应加强该类开关机构的维护及开关特性测试工作。

（3）加强对空压系统的维护，对空压系统进行排水，平时每月不少于一次，并结合停电对开关储气罐进行放气排水，检查空气管道减压阀、逆止阀或其他密封件完好情况，做好相关备件管理工作。

（4）因开关气动机构在全国已停产超过10年，备品备件严重缺乏，建议降低开关气动机构技改更换的准入条件（开关需同时更换），确保电网设备的可靠安全运行。

［1］宋彦军．开关气动分闸机构的异常及处理［J］．电力安全技术，2005（12）

［2］洪青云．断路器液压机构失压防慢分装置的机理分析及应用［J］．电力与电工，2010（3）

［3］电力行业职业技能鉴定指导中心．变电检修［M］．第2版．中国电力出版社，2009

［4］国家电网公司．高压开关设备管理规范［M］．中国电力出版社，2006