高压开关柜无法电动分合闸故障处理方法

2021-09-23史辛琳李桂林陈彦卞飞

电子技术与软件工程 2021年14期

史辛琳李桂林陈彦卞飞

（1.国网河南省电力公司新乡供电公司河南省新乡市 453000 2.国网河南省电力公司河南省郑州市 450000）

高压开关柜是一种常见的电气设备，其以断路器为主，并包括接地开关、隔离开关、互感器、母线以及绝缘子、避雷器等多个部分。其在电力系统当中承担着接受与分配电能的作用，并被广泛运用于35kV及以下电力系统当中。

1 高压开关柜无法电动分合闸故障简述

电网实际运行过程中，针对其实际需求，高压开关柜会重复的分合操作，高压开关柜是否能够可靠的分合，其对电网系统的安全稳定运行具有关键性的作用和影响。开关柜在长时间运行过程中，因为制造工艺技术和运行环境等方面因素的影响，不可避免会出现各种故障，这样便会对分合操作产生一定的影响。开关柜无法电动分合闸属于开关柜相关设备运行过程中比较常见的故障类型，该故障通常是因为控制回路短路或者断线，再者是机械结构卡涩等多方面因素多导致。传统的故障处理方法和流程主要是：先对控制回路进行检查，当回路出现短路或者断线的状况，则对短路与断线的具体故障点采取相应的措施进行处理，之后再对传动机进行全面检查，当存在卡涩状况时，应当对卡涩部位予以处理，保障整体传动性良好。需要注意的是，控制回路在并未断线与短路的情况下，分合闸线圈会因为长时间运行和使用，导致出现老化锈蚀，并且也会造成开关柜无法电动分合闸故障，传统处理故障方法，并未充分考虑分合闸线圈疲劳因素。所以。因为分合闸线圈疲劳造成的开关柜无法电动分合故障类型，传统的处理方法是无法有效解决该问题的。为了进一步优化与完善故障处理方法，文章先从传统处理开关柜无法电动分合故障方法存在的问题与不足进行了分析，并从分合闸线圈疲劳因素入手，提出了相应的处理方法。该方法针对故障现象以及试验明确分合闸线圈是否存在疲劳的情况，并优化了具体的故障处理方法措施。并以某变电站开关柜无法电动合闸故障为例，验证该方法的具体有效性与合理性[1]。

2 开关柜无法电动分合闸故障传统处理方法存在的不足

2.1 传统处理方法

通常情况下，造成开关柜无法正常电动分合的主要因素有以下几个方面，前两种类型与处理方法是非常常见的，第三种主要是由于故障现象并不明显，因此在实际工作过程中很容易被人们忽视。

第一种：控制回路出现短路或者断线，开关柜由于分合闸线圈烧坏受损、回路接线变得松动，回路元器件遭到损坏，以上方面因素也都会造成控制回路断线，开关也不能正常进行分合。该类故障类型也是非常明显的，开关柜也会针对具体情况，发出回路断线报警的信号。主要处理方法为为针对接线图纸，对各个不同回路状况进行全面排查，并快速查找出故障点位置，并及时予以处理，从而保障控制回路导通正常。控制回路短路的情况通常比较少，主要是由于回路接点短接与绝缘破坏。

第二种：机构卡涩，其主要分为严重卡涩与轻微卡涩，传动机构出现连杆变形、分合闸弹簧疲劳等方面因素也都会导致机构出现比较严重的卡涩情况，只有及时更换零部件，才能够及时有效解决卡涩问题状况。设备因为长时间运行，因此会出现缺乏润滑、积灰等现象，这样也会导致机构出现轻微卡涩的情况，因此，要定期清洁机构，多分合几次，这样才能够有效解决该类轻微卡涩问题[2]。

第三种：分合闸线圈老化疲劳。分合闸线圈因为其本身可能存在质量问题，在长时间使用过程中便会出现锈蚀、老化、疲劳等情况，且电阻也会逐渐变大，在通电之后，分合闸线圈吸合，但是动作瞬间顶力不足，造成开关电动分合可能会出现不成功的情况，也不能保障其每次都能够正常分合闸。该类状况所采取的传统处理方法主要为：先通过手动的方式分合数次开关，之后再通过电动试验几次，当成功分合，也就有效解决了该问题，如果开关柜出现无法电动分合闸故障问题时，一般情况下是因为以上多种不同类型因素共同造成的，也可能是某一种单独因素造成的。因此，现场处理开关柜无法电动分合闸故障问题的具体方法流程如下：

（1）首先要仔细全面的查看无控制回路断线是否有发出报警信号，当出现报警信号时，采取步骤二方法，如果没有报警信号，采取步骤三方法。

（2）当出现报警信号时，应当及时排查控制回路的断点1情况。通常情况下，该断点处于分合闸线圈比较多的地方，之后再处理断点，让控制回路通畅，当断线状况是因为分合闸线圈烧断所造成的，线圈烧断通常是因为机构卡涩所造成的，这个时候应当继续深入全面检查卡涩相关问题，在必要的情况下，应当对机构润滑清理，再或者是及时更换。

（3）当没有发出断线报警信号时，这个时候可第一时间排除掉控制回路断线问题，要重点检查操作电源的动作情况，当在送上操作电源时，马上跳开，这个时候应当采取步骤四方法，当送上之后，电源并未立即跳开，在电动分合状况时，电源才跳开，此时可采用步骤五的方法。

（4）如果在合上电源状态下，立即跳开，这个时候能够充分说明控制回路出现短路情况，结合图纸对故障点具体位置进行排查。

（5）当送上操作电源时，并未立即跳开，在电动分合时，电源才会出现跳开的情况，能够充分说明，分合闸线圈长时间带电产生过电流，从而造成操作电源跳开。该情况通常是因为机构卡涩所造成的，所以，要全面检查传动机构卡涩问题，要结合实际情况，及时润滑，或是更换机构零部件，从而保障其传动比较良好。

2.2 传统故障处理方法存在的不足

通过分析可得出，传统故障处理方法一般情况下也只考虑到第一类和第二类的部分因素，但是却经常会忽视第三类因素所导致的无法电动分合闸故障类型。如果是由于分合闸线圈长时间使用，从而导致出现锈蚀、疲劳和老化的现象，这样会对其动作性能产生极大的影响，使得分合闸回路即使在通电之后，也会发生分合闸不成功的现象，控制电源空开会因为回路过电流而跳掉。传统方法总结为电动分合过程中发生跳空开的情况，分析可得出是由于机构出现卡涩问题，并检查传动机构，得出是出现了轻微卡涩问题，可通过手动进行分合，并对传动机构进行润滑清理，之后通过电动分合，多数情况下都可正常完成分合闸，从而解决问题。但是需要注意的是开关柜实际运行之后，还可能会再次发生无法成功电动分合闸的异常状况[3]。

表1：机械特性试验参数

表2：换合闸线圈后机械特性试验参数

3 基于线圈疲劳因素的高压开关柜无法电动分合闸故障的处理方法

经过以上分析可得出，当没有出现控制回路断线报警信号时，并且电源空开不跳，当电动分合闸时才跳开，因充分考虑到线圈疲劳因素所导致的无法电动分合闸故障情况，从而进一步优化与完善故障处理方法。下面是针对分合闸线圈疲劳因素造成的无法电动分合闸故障的具体处理方法流程[4]。

（1）针对具体状况，要充分考虑与分析分合闸线圈疲劳因素，当未出现控制回路断线信号时，且控制电源空开正常，电动分闸或者合闸不成功，通过对传动机构进行润滑，以及手动分合几次，可使其正常电动分合，此时要充分考虑到分合闸线圈疲劳因素。

（2）试验确定，通过开关柜机械试验，当分合闸线圈疲劳，其分合闸时间以及动作电压等相关性能参数接近规定上限。其次是测量电阻，当线圈疲劳，电阻则会变大。

（3）具体处理措施。经过试验之后可确定是因为线圈疲劳，此时要更换分合闸线圈。

（4）试验验证，在进行特性试验，分合闸时间以及动作电压等参数有显著改善，此时该因素造成的故障类型可得到有效解决。将该方法流程纳入到故障处理步骤五当中，能够进一步优化处理方法，从而有效解决因线圈疲劳造成的无法电动分合闸故障。

4 案例分析

以某变电站分合闸线圈疲劳方面因素导致的35kV开关柜无法电动分合闸故障为例，进一步验证该方法的实际有效性与可靠性。

现象简介：变电站于2018年10月13日投运，在进行开关柜电动分合闸过程中，3C3开关柜合闸未成功，操作电源出现空开跳掉情况。

处理过程：10月14日，检修人员达到进行处理，开关柜没有卡涩现象，也没有线圈烧坏情况，手动能够顺利分合，通过检查记录可知，开关柜曾经发生过该现象，为了及时查清楚具体原因，检修人员和厂家一同进行检查和分析，试验数据如表1。

结合开关柜性能参数以及规定标准，开关柜电压范围在30%-65%之间，合闸时间80ms以内为合格，表1中可得出，开关柜合闸最低动作时，其电压过大。结合传统处理方法，可能判定为机构卡涩问题，并对机构弹簧、连杆及时进行更换，并清洗零部件。但是经过处理之后，试验数据并没有得到明显改善，可排除机构卡涩问题。之后对合闸线圈进行排查，合闸线圈更换之后，机械特性实验数据如表2。

通过对两个图表进行对比，能够明显看出更换合闸线圈之后，机械特性参数能够得到非常明显的改善，时间优化了25%，最低动作电压改善为87V。经过测量可得出，原合闸线圈阻值大于额定阻值。所以，故障主要原因是由于合闸线圈长期使用，导致出现锈蚀、疲劳以及电阻过大的情况。经过处理后，开关柜电动分合闸恢复正常，且并未再次出现过故障。