变电站刀闸故障检修与维护

变电站刀闸故障检修与维护

刘阳

国网冀北电力有限公司检修分公司 北京 102488

摘要：高压开关柜是变电站内重要的配电设备，包括断路器手车、柜体以及对应的继电保护装置。在现场倒闸操作中，会经常遇到开关柜接地刀闸活门无法按下而导致无法合上接地刀闸的缺陷，需要检修人员到现场消缺后才能进行倒闸操作，延长了操作时间，耽误了正常的检修时间，影响了检修计划的刚性执行。鉴于此，本文介绍了变电站内开关柜接地刀闸闭锁原理，分析了接地刀闸常见的故障原因及排除方法，总结了几点减少接地刀闸故障率的方法，有利于日常运检中降低开关柜设备故障率。

关键词：变电站；刀闸故障；维护措施

1接地刀闸闭锁介绍

变电站内高压开关柜大部分为户内金属铠装式，高压开关柜一般由母线室、仪表保护室、断路器手车室和电缆室组成，每一单元均与接地排可靠连接。柜内配置主要有断路器、电流互感器、电压互感器、避雷器、保护测控装置、接地刀闸和高压带电显示装置。变电站高压开关柜“五防”要求：当断路器手车在检修(试验)位置及线路无电时，接地刀闸方能合闸；当接地刀闸合闸之后，柜体的后柜门和断路器室门才能被打开。为了满足五防要求中的防止误合接地刀闸，对接地刀闸操作孔隔板往往设置机械闭锁和电气闭锁。

2变电站刀闸故障检修

2.1刀闸发热故障

2.1.1刀闸发热的原因

（1）设计结构或容量不合理。如JYN2—10—31D型手车开关隔离插头采用点接触结构，接触面较小；安装工艺不达标，刀闸动静触头长期分合不到位；某些刀闸设计容量偏小，长期运行在额定负荷或过负荷状态下，电流过大，其各部分温升超过了规定的温升标准。（2）刀闸接线端与动静触头在大气中长期裸露运行，受环境侵蚀，接触面氧化使导体表面电阻增加；或者是在刀闸拉合过程中由于电弧放电高温使触头连接处接触面氧化。（3）在刀闸分合闸过程中受机械闭合力冲击，因机械磨损造成触头变形与脱落等；或者刀闸与导线连接处长期受风力摆动，造成连接处螺丝松动，使接触电阻增大。刀闸发热缺陷性质分一般、严重、危急3个等级，遇有刀闸发热缺陷时，其处理步骤为：（1）由变电站运行人员用红外测温仪测量过热点的温度，并判断其发热程度，然后汇报调度，根据站内设备一次接线方式，将相应线路、主变或母线转至检修状态，等待检修人员处理。（2）检修人员经判断，如果是动触头发热，将动触头分解，清除其表面氧化物及烧痕，检查触指弹簧有无退火变形现象，检查触指与内部接触面是否有氧化物及烧痕，更换严重烧伤的触指和弹簧，更换老化的弹簧垫和螺栓；如果是静触头发热，将静触头拆分，检查静触头内表面与导电杆接触部位是否有放电痕迹和氧化物，检查弹簧垫是否退火老化，检查固定螺母是否松动；清除氧化物，磨平烧痕，最后按工艺标准要求顺序复装。（3）对引线线夹与接线柱的过热处理，应解体接线柱与铝帽内的转动连接部分，检查软连接的接触表面是否有烧伤痕迹和氧化物，固定螺丝是否松动、滑丝，弹簧垫圈是否老化断裂，然后进行表面处理和更换部件，最后按工艺标准要求顺序复装。

2.1.2闭锁电磁铁回路故障

1. 闭锁电磁铁损坏。接地刀闸故障的大部分原因都是闭锁电磁铁损坏或闭锁电磁铁的整流桥损坏，损坏原因有过热损坏、线圈受潮腐蚀损坏。一些变电站运行环境恶劣，若柜内加热除湿装置故障而没有及时发现或恢复，线圈长时间在潮湿环境中容易受霉菌腐蚀而断线。一般情况下，停电检修需要维持几个小时甚至几天。若线路侧不带电而又没有拉开控制电源时，电磁铁长时间处于带电吸合状态。此外，当断路器手车长时间处于冷备用状态时，也使得闭锁电磁铁长期处在励磁状态。接地刀闭锁电磁铁设计为电压型电磁铁，理论上可以长时间通电励磁而不致过热烧毁。但由于制造参数分散、质量良莠不齐、长时间使用性能下降等原因，长期励磁也可能使其线圈发热损坏，从而失去对接地刀闸的正确闭锁。确认闭锁电磁铁回路故障后，可用万用表测量闭锁电磁铁两端电压，若为直流220V，则确定电磁铁损坏，应更换电磁铁。（2）闭锁回路故障。上节所述用万用表测量闭锁电磁铁两端电压，若无电压，则可能是连接闭锁电磁铁和显示器常开节点的电气闭锁回路出现断线情况，这种情况现场遇到的较少，主要是开关振动引起的接点松动、二次回路线路老化等原因。防护措施：（1）保证加热除湿装置正常投入。高压室内的空调、除湿机、开关柜内的加热装置等故障后往往得不到及时修复，甚至有的高压室没有空调及除湿机，这不仅会导致放电现象的增加，还会使电磁铁线圈的寿命减少。所以，在日常运维与检修中，应提高对高压室内加热除湿装置的重视程度，及时修复故障装置，保证开关柜良好的运行环境。（2）在检修时拉开控制电源和合闸能源，减少电磁铁的励磁时间。在检修时，安全措施一般都要求拉开控制电源和合闸能源，但在做传动试验时需要合上控制电源和合闸能源，做完传动试验后，应立即将控制电源和合闸能源断开。（3）对开关柜进行技术改造。为每面开关柜的接地刀闸闭锁电磁铁回路单独设置空开或加装闭锁电磁铁回路旋钮开关，当开关柜长期处于冷备用时，切断闭锁电磁铁回路的电源，从而避免闭锁电磁铁长时间带电引起的发热。

3 变电站刀闸维护

3.1定期检查刀闸关键部件

解决不同故障情形的基础上，还要对刀闸进行常规检查与维护，降低故障率。采用变色漆或示温片，在刀闸切换操作过程中，监视刀闸温度不允许超过70℃，电流不超过额定电流，当接触温度达80℃时，尽可能减少刀闸负荷，可以采取电风扇吹风冷却等降温措施，待高峰负荷过去后停止刀闸使用。定期检查变电站刀闸，及时消除刀闸缺陷，具体检查项目为：注意绝缘子的完整情况，是否存在电晕和放电现象，有无裂缝；拉开刀闸后，查看机械互锁装置是否牢靠，以及闭锁装置的运行情况，检查辅助接点位置是否正确；确保刀片和刀嘴无脏污和烧伤痕迹，保持刀闸各机件的牢固程度；检查刀闸的辅助接点位置是否发生偏移，还要确保关键机械部位没有出现偏移；控制刀闸连杆无歪斜，确保表面没有锈蚀，使连杆操作灵活且触头接触良好；检查刀闸弹簧片是否断股或折断；夜间巡检过程中，重点检查刀闸分合闸的接触表面，查看可见部分接地是否良好，保持刀闸无弯曲，避免变色等异常现象，使合闸状态接触严密。

3.2注重清洁封堵工作

使用不锈钢材料，在刀闸连杆的转动轴加装铜套，在操作机构内面加装驱潮器和防雨罩，并更换密封圈，减少转动扭力和摩擦力的同时，使刀闸的转动部位做到全密封防水。当气候骤变时，重点关注刀闸的易损坏部分，由于刀闸运行时，弹簧片会锈蚀过热，并暴露在空气中产生氧化和脏污，应定期清洁刀闸的套管和绝缘子，拧紧触头的母线连接处，还要反复拉合刀闸，将氧化层对刀闸的影响降到最低，解体清洗导电回路接触部位，及时更换产生锈蚀的弹簧片。在刀闸的触头表面，利用二硫化钼代替导电膏，涂抹后测量其接触电阻，当刀闸的刀口沾染涂料时，对其进行包扎。定期对刀闸进行封堵工作，在接线板表面设置排水孔，封住刀闸管类部件的渗水空隙，避免刀闸内部积水造成零件锈蚀。

4 结语

综上所述，本文首先介绍了高压开关柜接地刀闸的闭锁原理及带电显示原理，然后分析了接地刀闸出现故障的常见原因及故障点查找方法，总结出了日常运检中减少开关柜接地刀闸故障率的几点建议，对于电力生产中开关柜运维检修具有积极的指导意义。

参考文献：

[1]沈耀宏．浅谈刀闸热故障及防控措施[J]．科技信息，2010(25)：348—500．

[2]陈家斌.息气设备运行维护及故障处理[M]．北京：中国水利水电出版社，2003．