主变开关操作机构凸轮和拐臂损伤事件分析

2018-11-07陈家殷

水电站机电技术 2018年10期

关键词：凸轮合闸离合器

陈家殷

（国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂，河北唐山064309）

1 电厂概况

某电厂水库面积550km2，水库正常高水位261m，最大库容108亿m3；该电站三期工程是利用左岸泄洪洞（泄洪时不发电）安装2台机组，总装机容量280MW。该电站合计装机容量1002.5MW，年平均发电量19.68亿kW·h。

某电厂水库为多年调节水库。工程由混凝土重力坝、溢流坝、坝后厂房、左岸泄洪洞防空洞及三期发电厂房组成，大坝按1000年一遇洪水设计，5000年一遇洪水校核，自建库以来，效果显著，对消减流域内洪峰以及沿江城市、广大农村的防洪具有突出的作用。

2 事件经过

某电厂在对机组A级检修前对主变高压侧开关2202进行检查时发现操作机构拐臂有损伤。在与厂家技术沟通及采取必要的预控措施后，将该设备缺陷纳入生产系统缺陷管控（缺陷等级：严重缺陷）。后经厂家出具“故障原因分析报告”鉴定为操作架构离合器故障（制造工艺不良），并出具《某电厂ZF9D-252 GIS 断路器弹簧机构更换方案》，于2018年04月08日完成了该断路器三相弹簧操作机构的整体更换，更换后的各项动作特性试验数据均合格。

3 处理过程

问题出现后，该厂积极与网调沟通，将主变高压侧开关2202转为检修状态；厂家人员现场检查后，初步判断为操作机构内离合器存在故障，导致拐臂损伤，暂不影响运行，待备件到后做更换处理。

操作机构备件到货后，于2018年04月08日，厂家技术人员现场施工，完成了该主变高压侧开关2202三相操作机构的整体更换。

详细处理过程如下：

（1）情况梳理：现场检查分析为机构离合器制造质量不良、产品零部件不合格。

（2）问题排查：现场采用直观法检查，返厂后厂家采用试验法验证。

（3）确定故障点：经厂家出具“故障原因分析报告”鉴定为操作架构离合器故障（制造工艺不良）。

（4）处理步骤：2018年04月08日，操作机构备件到货后，厂家技术人员现场对该主变高压侧开关2202三相操作机构进行了整体更换，各项动作特性试验数据均合格。

更换作业步骤如下：

1）拆除机构箱前门、左右侧板及顶板以备回装使用；

2）拆除机构箱内电机、分合闸线圈、微动开关等二次接线；

3）拆除辅助开关装置，拆除机构输出拐臂与双头螺杆的轴销，脱开断路器本体与机构连接；

4）拆除分闸弹簧系统与拐臂的连接销轴；

5）拆除机芯支座与机构箱之间的连接螺栓；

6）使用吊具配合移除机构；

7）安装新的机构本体；

8）按照上述拆解步骤反顺序依次回装各拆解单元，完成机构回装作业；

9）进行机构二次线检查及校验，确保接线端子接触紧固良好、正确；

10）进行机构动作及机械特性试验。

4 原因分析

综合现场实际情况认定：此次故障原因是离合器失效造成的。该站采用的是西安西电开关电气有限公司生产的ZF9D-252型GIS产品，全站共5台断路器间隔，弹簧机构共计15台。2018年1月17日，设备单位人员检查发现断路器机构内部凸轮有损伤（存在严重磨损）。为了寻找故障原因，设备厂家组织相关部门人员对返厂的机构进行了检查，并在工装上进行了相应的模拟，判断离合器出现了故障后，对离合器进行了进一步的拆解，离合器失效，会造成弹簧操动机构合闸弹簧释放后，驱动凸轮停止位置后退，这种情况出现后，若机构处于合闸状态，合闸弹簧未储能时进行分闸操作，输出拐臂会非正常撞击凸轮，严重时可能导致拐臂或凸轮损坏。如果离合器正常，分闸操作时输出拐臂绕拐臂轴逆时针转动，输出拐臂与凸轮无干涉。离合器失效故障，驱动凸轮完成合闸动作后在正常位置回转，这时如果进行分闸操作，输出拐臂逆时针转动就会与凸轮发生碰撞，严重时会导致凸轮损坏。对离合器解体后发现，其内部楔块存在挤压变形现象、弹簧断裂，判断该离合器楔块材质强度不够，在运动过程中挤压变形后，受力不均匀，使得离合器输出的力矩值不够，无法完全阻止驱动凸轮的回转，输出拐臂会非正常撞击凸轮，导致拐臂与凸轮磨损，严重时可能导致拐臂或凸轮损坏。