HPL系列高压断路器异常运行的分析及处理

ABB高压断路器运行中异常分析及处理东北电网长春超高压局（林乐亭姜奕云陆敬辉）摘要：瑞典ＡＢＢ公司HPL-500、HPL-220柱式路器其高可靠性及耐低温50KA大开断容量的性能，逐年在我国电网中尤其是寒冷地区得到广泛应用．目前我局五个500千伏站所运行该系该系列断路器500从２０００年至目前在运行中出现的异常、消缺及应注意的事项分别介绍如下：一、该系列开关出现的异常、消缺及防范措施1.1弹簧机构分闸挚子滚轴断裂拒分2004年梨树站梨合线春检停电，投运前继电传动5042联络开关（瑞士ABBHPL-500开关）时，发生C相拒分，主付分闸线圈烧毁的缺陷，经检查发现C相分闸掣子的分闸滚轴（长34mm，直径3.4mm）断裂成三截，造成分闸掣子脱扣联板卡死，无法释放分闸弹簧。用新的分闸掣子予以更换，现场重新测分合闸启动电压与三相分合闸时间及相间不同期均合格投入运行。通过拆下的分闸掣子研究，发现断裂的分闸滚轴所在的轴槽口一侧有过多的润滑脂，其脱扣联板与该滚轴滚动接触处互有累积撞击痕迹。目前初步分析原因有二。（1）槽口有阻碍滚轴分闸时移动的润滑脂，使其移动不到位在分闸瞬间受到脱扣板撞击，累积多次后断裂。（2）其滚轴沟槽是否有加工倾斜误差，使其不能在重力的作用下顺利移动。（北京ABB厂已提出分闸掣子需返厂研究检查）目前现场防范措施：已购置一台简易内窥镜。在开关机构储能释放的情况下，去检查其开关分闸掣子的槽口有无阻碍滚轴移动的润滑脂；滚轴有无累积撞击痕迹如有立即更换。同时检查开关机构的垂直度，是否达到设计安装要求。1.2机构中非全相中间继电器静电干扰的预防2005年9月7日包家站HPL-500开关曾出现投运前继电传动时出现远方三相合闸瞬时三相分闸然后又拒合的异常现象。现场检查发现汇控柜内主跳回路的非全相保护的中间继电器K7处于励磁状态（并非其常开接点粘连）。在调看包家实时监测系统记录时发现该开关合闸后无延时瞬间分闸，而且其三相接入遥信的位置接点是串联的，由此判断并非开关辅助接点转换不到位启动非全相保护继电器，而是中间继电器在此次合闸前不正常励磁其串接在跳闸回路的常开接点闭合，造成开关远方合闸时串入跳闸回路辅助常开接点同步闭合正电源使开关瞬间分闸。据此现场当时断开K7的正电源退出主跳回路的非全相保护、按图纸复查及紧固了二次接线、再次传动无异常开关投入运行。中间继电器K7的非正常励磁的原因现推断如下：可能是因现场拉合刀闸或其它操作产生的暂态电磁感应，使非全相保护的时间继电器误动作常开接点闭合导致K7励磁，使K7串接在跳闸回路的常开接点闭合，致使开关合闸后又瞬间跳闸。为了印证上述推断又调出包家站实时监测系统开关、刀闸拉合记录发现线路投运前因母线加装临时保护2个小时内先后拉开了四组刀闸，均距开关5米左右。其电弧产生的暂态电磁感应可能使这电子式时间继电器里的集成块软击穿误动使接点闭合K7励磁。为了进一步印证，2004年9月23日该开关停电，首先检查了机构箱内回路紧固情况、辅助触点转换通、断情况，均正常。然后在就地单合一相断路器（分别在A、B、C相上进行），非全相保护均正常动作，就地和远方合三相，手拍打K7（从不同方向），均未发生接点抖动跳闸的现象。最后在远方合分在三相断路器十次均正常（也未发生辅助接点转换不到位引起K7励磁启动非全相保护的现象），根据上述异常原因推断，现场更换了K6时间继电器，又分合了三次均正常，并对K7、K8中间继电器做电气启动电压测量结果合格数据如下：K7：Ugd=155VUFH=48VK8：Ugd=163VUFH=52V对新的K6时间继电器测试结果合格数据如下：启动电压：120V，时间：3秒（人为设定时间）对旧的时间继电器也做了测试结果合格，再做一次非全相试验，动作正常，合分三相也正常后投入运行至今运行正常。由此想到：该型开关的非全相保护设置固定在开关汇控柜箱门内壁上，开关运行时，如果打开稍有卡涩的汇控柜门，其柜门的震动就有可能使非全相保护的中间继电器常开接点抖动瞬间闭合使开关跳闸。故运行的开关，开柜门时应注意避免震动。另外，我想其中间继电器常开接点应该设计成二个常开接点串接，减小因外力震动使接点误闭合的可能性。目前在和厂家商讨中。二、运行小修时应注意的事项2.1分、合闸缓冲器的检测开关的弹簧操作机构无外渗内泻、零压慢分、崩管及低温阀口转换迟缓，分合闸耗压过低等不足之处。但弹簧机构也有其软肋，其每次分合闸后弹簧势能的缓冲如果释放不彻底，极易造成机构本身零部件的损伤。弹簧机构设有分、合闸柱塞式液压缓冲器各一，如果因质量原因或柱塞面不洁划伤密封面则易使柱塞滑动密封处渗油。这时如用专门振动传感器测其分、合闸阻尼曲线，其缓冲位移和时间就会有变化。系统内某局就因合闸缓冲器长期渗油失效，没有真正起到缓冲作用，致使在合闸过程中造成操作主轴受理过大变形也使开关本体下部拐臂箱的轴承支座开裂，开关本体内气体喷出设备停运。我局每次设备春秋检停电都注意检查分合闸缓冲器有无渗油的现象。2008年发现一支分闸缓冲器有渗油现象，经检测其缓冲时间小于30ms，及时进行了更换，图片如下：我局今年也发现弹簧机构内有固定螺栓因震动断裂，其断裂原因有材质问题但也与缓冲器失效有关。预防措施：应预先监测针对开关分合闸动作时振动波形曲线作为基准波形。首先录下开关正常状态下的机械振动的标准波（含固有频率比效），当开关弹簧机构出现裂纹、卡涩缓冲器漏油、固定螺栓松动以及传动变直部分异常时，其原振动的固有频率和振幅就会发生变化，以此为判据对波形异常的机构进行检查。2.2该型开关分闸弹簧整体设置在一个金属桶内，但其上部分闸拉杆出口处开口过大，易落入金属异物有损坏高速运动分闸弹簧的可能。我局曾出现过一次类似情况，当时是固定分合闸指示牌的螺丝脱落掉入分闸弹簧金属桶内，处理时用专用工具卸掉分闸弹簧压力取出螺丝，并查看螺丝有无和弹簧碰击的痕迹以防弹簧有硬伤。防范措施应打开分合闸指示器有机玻璃罩检查固定螺栓有无松动；如果是新设备安装调试时应用软布对其开口处封堵一下。2.3在做分合闸启动电压试验时，有可能出现试验电压低、合闸线圈碰击力小使合闸挚子半脱扣卡死拒合，这时应手动释放合闸储能弹簧，使合闸挚子恢复原位，再电动储能即可。如果分合闸启动电压不合格，调整分合闸挚子磁铁与辅助锁扣机构间隙时，应用专用工具使其变形调节间隙，但其磁铁臂只能用专用工具变形调整二次，故厂家也强调不允许运行单位自己调整。在调整的同时也应检查分合挚子的固定情况，有松动的螺栓应即使固定。2.4该型开关记数器为插接式接线，曾出现过因分合闸剧烈震动插接接头脱落的现象。计数器不记数是小事，因其并接在合闸回路上，脱落的接头有可能搭接在弹簧机构的外壳上，如果合闸控制回路已有一点虚接地将会造成开关拒合。结束语：通过2000年以来我局对ABB公司500和220电压等级HPL系列开关运行维护经验的总结及防范措施的提出，有效的提高了该型开关可靠性，运行至尽从未出现一次临检，大大提高了系统运行的安全稳定性。作者简介：林乐亭（1962----）男高级工程师在局生产部从事变电设备检修管理工作。姜奕云（1972-----）女工程师变电站从事变电运行工作。陆敬辉（1976------）男助理工程师变电站从事变电检修工作。