GCB超年限运行管理

吴岳鹏，王 航

（湖南五凌电力工程有限公司，湖南 长沙410004）

0 引言

五强溪电厂GCB长周期运行，使用年限已超ABB厂家规定解体检修年限，在长周期运行当中没有出现因GCB故障导致机组停机或非停事故，这离不开五强溪电厂在平常维护方面做的大量工作。GCB日常维护分5大块：空压机系统、断路器、操作机构、控制系统、隔离刀闸及接地刀闸。具体介绍如下。

1 空压机系统

空压机系统是断路器操作机构动力源泉，空压机系统的好坏直接影响到断路器分合。空压机系统工作原理：受电气控制回路控制的电动机启动时，电机轴带动曲柄轴转动，压缩机把空气从大气中吸入过滤器，同时，电动阀关闭，压缩机开始压缩吸入的空气，产生的压缩空气在冷却器中冷却，冷凝水汇集在过滤器汽水分离器中，压缩空气进入细管可以减少其相对湿度。空压机系统分4部分：电机、压缩缸、存储罐、干燥系统，每个系统都是不可分割的。

1.1 电机维护

电机日常维护需做以下工作：每次利用检修时间，检查电机直流电阻，与上次检修时电机的直流电阻对比看是否有变化，分析变化的原因记录清楚；电机绝缘检查，用500 V摇表检查电机绝缘，如低于5 MΩ，需要认真检查绝缘强度降低原因；电机风扇检查，电机风扇叶片是否有松动或破损，如风扇叶片破损，需更换全新风扇叶片，如风扇叶片只是松动，拧紧风扇叶片固定螺栓；电机弹性机座检查，看弹性机座有无弹性，没有弹性后弹性机座必须更换，弹性机座是否开裂，开裂后的减震垫不能继续使用，需更换；对称减震垫是否位移，如位移需调整对称，否则弹性机座对电机的减震效果减弱，严重时导致电机轴断裂。

1.2 压缩缸维护

压缩缸的维护需做以下方面的工作：每次操作断路器储气罐内部气压会下降，看下每次操作过后压缩缸打气时间；每次检修时，储气罐内的压缩空气会排空，机组检修完后需要零升压，看打压的时长，与原来打压时间对比，如时间变长，要分析导致变长的原因；每次检修时还需检查空压机连接导管，看有没有漏气，连接螺栓松动情况；听压缩缸的摩擦声，如摩擦声变大，说明压缩缸内部抗磨块已磨损严重，不及时更换，压缩缸内壁会磨花，导致汽缸在工作时，压缩缸内部漏气，工作效率变低。

1.3 存储罐维护

存储罐的作用是将空压机压缩的空气经过干燥过滤器后，到存储罐内存储。储气罐存储压力过高可以通过存储罐上的压力释放阀释放出去，每年检修必须将安全释放阀送检，检验合格后才能使用，否则更换合格的压力释放阀，存储罐的排气阀，是在机组检修时，通过排气检验排气阀是否堵塞，如有堵塞，需解体排气阀。

1.4 干燥系统维护

干燥系统干燥的空气是压缩缸压缩的空气，压缩缸压缩的空气来自于大自然，空气中有时含水分比较高，如不把空气干燥，容易腐蚀存储罐，存储罐里水积累到一定量后，容易流到操作系统内部，导致操作时间过长或拒动。干燥系统需检查干燥器分子筛是否有泄漏，分子筛接头是否松动，干燥系统里的汽水分离器是否能正常动作，检查汽水分离器上的空气压力释放阀，如储气罐没有达到最高压力值时，汽水分离器上的压力释放阀就动作，可能是汽水分离器管路被水垢堵塞，也可能是汽水分离器上安全阀压力定值漂移，导致压力释放阀提前动作；检查汽水分离器电磁阀线圈直流电阻是否正常，动作是否正常。

2 断路器

断路器是GCB核心元件，开断电流、事故电流断开、发电机与变压器电气回路连接都需要断路器来工作。断路器的合闸条件为：活塞组件在分闸位置。在连接体外壳和传动机构外壳之间没有电气连接。活塞组件靠轴组件经连接组件转动180°而与连接体外壳螺旋管件、喇叭形触头之间接触，电力经连接体外壳、螺旋管组件、喇叭形触头、动触头组件、活塞、触指组件及管式触头流入传动机构外壳（电弧电流路径），点触指组件一接触铜质主电流环，电流就经下列主电流路径流动，连接外壳、铜质主电流环、触指组件、管状触头、传动机构外壳。断路器分闸操作条件为：活塞在合闸位置。经连接体外壳到传动机构外壳之间的主电流路径存在。在分闸操作时，轴组件向合闸操作时的反方向转动180°，于是活塞组件向传动机构外壳方向运动，触指组件与铜质主电流环之间的主电流路径出现少量的自灭弧电弧。此时，电流沿着电弧电流路径从连接体外壳经螺旋管组件、喇叭形触头、动触头组件、活塞、触指组件、管形触头流入传动机构外壳。当动触头组件与喇叭形触头一分开，动触头组件、喇叭形触头和电弧环之间就有电弧发生，螺旋管组件中电流诱发磁场，磁场促使电弧转动，电弧热能加热了SF6气体，内绝缘子前面空间压力升高，阀环关闭了内绝缘子组件中的开口。热气体经喷嘴形内绝缘子组件和电弧环之间的环形气隙喷出，将电弧熄灭。日常维护主要工作：检查操作连杆、断路器电气试验、断路器卫生清扫、断路器SF6检查。

（1）断路器操作连杆是三相断路器分合的重要部件，如断路器操作连杆松动，会导致断路器合闸不成功或分闸一相或两相，有可能导致断路器操作销变形，每次检修时需检查三相断路器连杆锁定销是否松动，断路器三相操作连杆与断路器操作机构连接头卡环是否有松动。

（2）断路器电气试验是检查断路器在开断事故电流后对电气绝缘是否有损坏。每年检修时需对断路器做分合闸试验，检验断路器分合闸时间是否变动，与前一年做的试验比较，如有超标，需要分析原因。接触电阻检测是对开关动触头与静触头接触情况的检查，通过检查判断动触头与静触头的接触情况。开关对地绝缘检查，是检验开关本体对大地的绝缘，通过检查可以发现断路器支撑绝缘子是否老化，是否有受潮现象。

（3）断路器外壳卫生清扫，断路器所在封闭母线没有安装微正压装置，母线管内部有一定的灰尘量，常年灰尘落到断路器外部，容易使断路器外壳电磁力分布不均匀，导致局部放电。每次检修时需对断路器进行一次卫生清扫。

（4）断路器SF6检查是检测微水，通过检测可以发现内部断路器三相是否有泄漏，微水是否超过标准值，检验断路器SF6表计显示是否正确。检验SF6密度继电器动作指示是否正常。

通过连杆检查保证断路器操作连杆在工作时正常操作，断路器电气试验检查，发现断路器接触电阻有无明显上升情况，分合闸时间根据运行年限会有一定上升的趋势，但需看分合闸总体是否超标。断路器绝缘情况需根据天气或湿度分析，总体是否能达到运行要求。断路器外壳卫生通过每次检修清扫，避免局部放电现象。断路器SF6根据运行情况，每8～10 年需补气 0.02 MPa。

3 断路器操作机构

操作机构的好坏影响着断路器分合闸。操作机构工作原理：由压缩空气源提供的压缩空气存储在断路器上的压缩空气罐中，压缩空气提供给合闸和分闸电磁阀，并经接头提供给合闸和分闸主控阀的阀活塞，当电磁阀电激励打开时，在合闸切换下，空气进入合闸导阀，而分闸下送至分闸导阀。压缩空气流过导阀活塞下面的底座，因而阀柱塞被迫离开阀底。空气流通过活塞下面的阀柱塞中打开的径向孔，增加了来自电磁阀的空气流，该操作自保持，压力空气流过导阀进入相关的主控阀。主控阀相应的阀活塞被迫向下运动，从而关闭了排管，确保接头和汽缸或活塞之间定向连接，在合闸切换操作下，阀活塞下面的弹簧室通过连杆管与汽缸的排放室相连。或者阀活塞分闸下面的弹簧室通过连杆管与汽缸的受压室相连，由于这一措施，在合闸切换操作下，分闸主控阀气动闭锁在排放位置，或在分闸切换操作下，合闸主控阀气动闭锁于排放位置。

4 控制系统

控制系统是操作机构分闸或合闸的发令者，也是设备检验的一个关键程序。控制系统在日常维护中，主要分为：现地操作、远方操作、接触器检查。

（1）现地操作，在空压机系统、断路器、操作机构检查无误的情况下，才能进行现地操作，现地操作需要把切换开关切换到现地，如需操作断路器，对断路器合闸或分闸进行发令，看执行机构是否执行，如不能执行操作，需认真分析原因。

（2）远方操作会通过保护屏来模拟故障，导致断路器分闸，保护发令，断路器的执行机构执行，通过执行情况，来判断远方操作是否成功。

（3）接触器检查：①检查外观，看断路器是否有拉弧，有拉弧现象还需判断拉弧是否严重，会不会导致接触器不能使用；②检查接触器触点的接触情况，用万用表检测接触触点的直流电阻，通过与前一年的测量值比较，来判断接触器触点的完好情况；③接触器的接触线圈电阻值测量，通过与往年的阻值比较，判断是否变大。电阻值没有变大的情况下，通过临时电源进行通电试验，判断接触器线圈的工作情况。

（4）每次检修需检查气压继电器开关值，利用检修储气罐泄压时，对压力开关值进行检测，看压力开关动作是否正确，压力开关值有无漂移，低压报警压力开关动作是否正常，压力最高值动作是否正常，低压开关闭锁是否正常。如这些压力开关值有漂移，需进行校验或更换新的压力开关。

在日常维护中，主要是检查接线端子是否松动，接触器接触电阻是否发生变化，经过常年运行，有的接触器严重老化，通过直流电阻测量，能测出直流电阻变大，需接触器进行更换。

5 隔离刀闸及接地刀闸

日常工作中，隔离刀闸起到的作用是有明显断开点，只有在没有负荷的情况下，才断开隔离刀闸，而接地刀闸是在全停电的情况下，为了防止变压器侧突然来电，防止在带电情况下检修，才投入接地刀闸。隔离刀闸及接地刀闸的驱动动力都是电机，电机的转动推动操作杆，连杆推动三相隔离刀闸及接地刀闸动作。在检修时主要是检查接触情况是否良好，隔离刀闸及接地刀闸的电机运转情况，电机绝缘情况，直流电阻情况；三相连杆是否有松动或变形；隔离刀闸的接触面磨损情况，接触面上的导电膏如泛黄时需要更换，否则导电膏起不到润换作用，容易磨损光滑的接触面，隔离刀闸的接触面是渡银的，一旦磨损，更换起来比较麻烦；检查接触面压力弹簧的弹力，固定弹簧的螺栓松动情况。检修时还应手动检查接地刀闸分闸或合闸是否有卡塞，如有需要查找原因并处理。隔离刀闸用手动检查时，能清楚的看到隔离刀闸接触面的光滑程度。用手分闸或合闸时注意一旦摇不动时，需确认是到位还是有异物卡住。

隔离刀闸及接地刀闸日常维护。主要的是手动分闸或合闸。在手动分闸或合闸的情况下，能全面检查接地情况和隔离刀闸接触面的情况。手动分闸或合闸检测没有问题的情况下才能电动分闸或合闸检查。

6 结束语

通过每年的检修期对GCB的检修，五强溪水电厂GCB运行情况良好，只更换过空压机的减震环和控制系统接触器，操作机构及断路器没有因运行时间超出运行年限而出现问题。检修时期的维护是延长断路器使用寿命的一种有效手段。

参考文献：

[1]王章启，何俊生，邹积岩，等.电力开关技术[M]. 武汉：华中科技大学出版社.

[2]林莘.现代高压电器技术[M]. 北京：机械工业出版社.

[3] ABB公司. ABB说明书[Z].

[4]陈家斌. SF6断路器实用技术[M]. 北京：中国水利水电出版社.

[5]李建基.高压断路器及其应用[M]. 北京：中国电力出版社.