GL312型SF6斷路器是阿爾斯通公司在生產安裝兩萬多臺自能式斷路器經驗的基礎上,結合阿爾斯通彈簧機構改進而成的。它具有高度的可靠性,即使在極端的條件下,亦有出色的表現,并且能夠保證變電站高效的使用率。因此,它在電力系統中得到了廣泛運用。
我局某220kV變電站110kV高壓系統中就都采用了這類型的斷路器。但隨著GL312型SF6斷路器在該變電站投運年限的增長,它開始發生了一些異常及故障現象。
某日,檢修人員對該變電站某臺110kV GL312型SF6斷路器例行檢修,檢查斷路器分合閘控制回路時,發現如下異常現象:斷路器分合閘控制電源空氣開關在已斷開的情況下,控制回路中仍存有較高的電壓,即用萬用表測量機構箱端子排X1-610、625、645處時(如圖1),電壓顯示值都為66.5V。于是檢修人員就對回路進行了排查。
圖1為GL312型SF6斷路器控制回路原理圖,直流控制電源正極和負極經過保護屏上的空氣開關分別接在斷路器機構箱的端子排-X1-601、605,同時-X1-625、645、605短接在一起。
圖1 分合閘控制回路圖
遠控分閘和合閘分別接在-X1-630、610。當遠方就地切換開關切到就地時,按下分閘按鈕S5、合閘按鈕S4,它們就分別接通分合閘回路實現分合閘,分合閘完成后,靠輔助開關-S1.1切斷分合閘回路,以免分合閘線圈長時間通電而燒毀。
同樣,遠方就地切換開關切到遠方時,就靠保護屏后的KK開關或保護動作接通分合閘回路實現分合閘。SF6監控回路也是接于直流控制電源兩端,回路中串聯有SF6密度控制器的壓力接點-F1,當SF6壓力下降至閉鎖壓力時,-F1中的3、4這對接點閉合,SF6操作繼電器-K14的線圈得電,-K14串在分合閘回路中的接點21與22,31與32這兩對接點斷開,切斷分合閘回路,使斷路器不能分合閘。
斷路器檢修時,其控制電源已斷開,為什么分合閘回路仍能測到這么高的直流電壓(66.5V)呢?檢修人員進行了如下的排查:
檢修人員在機構箱內分別甩開外部接線引入端:控制電源正極、負極、遠控分閘和合閘,再用萬用表測量分合閘控制回路,仍是測到66.5V這么高的直流電壓,而測量甩開的這四條引入端,卻沒有電壓。因此66.5V這么高的電壓不是從這四條引入端進來的。
于是,檢修人員進一步在斷路器機構箱端子排上甩開信號電源的接入端,當解開斷路器SF6報警信號接入端時,即位于機構端子排的-X1-870、850(如圖2),此時分合閘控制回路直流電壓接近0V,恢復正常。而SF6報警信號接入端間有220V直流電壓。可見,斷路器分合閘控制回路的66.5V的電壓是從信號電源竄進來的,那它是怎么竄進去呢?
圖2 信號回路圖
檢修人員進行了進一步的分析檢查:檢修人員在斷路器機構箱解開接于控制電源兩端的SF6監控回路中的SF6密度控制器壓力接點-F1的3與4這對接點的引線。同時恢復信號電源的接線,后再測量分合閘控制回路的電壓,此時電壓接近0,是正常。
可見信號電源電壓是通過SF6密度控制器壓力接點的引線竄到斷路器分合閘回路的。檢修人員在斷路器機構箱端子排上解開SF6密度控制器1與2、3與4這兩對接點的四條引線,用搖表對這四條線相互間的絕緣進行測量,發現這兩對接點中有兩條引線絕緣電阻較低,只有1MΩ多一點,于是打開SF6密度控制器接點的接線盒,發現這兩條引線分別接于接線盒的2柱和3柱上。并且2和3的接線柱上有銅綠銹斑。
檢修人員在接線盒上解開這兩條接線,再對這兩條接線間的絕緣進行測量,絕緣電阻有80 MΩ多,正常。而直接對2端和3端的接線柱搖絕緣,絕緣電阻較低,也只有1 MΩ多一點。
于是進行了的處理:刮去2和3的接線柱間絕緣表面的銅綠銹斑(如圖3),并用電風吹對接線盒進行吹烘,后用兆歐表測量這兩個接線柱端的絕緣,電阻值在50MΩ左右,正常。恢復所有解開的接線,裝復好SF6密度控制器的接線盒,同時對接線盒的縫隙打上密封膠。在有信號電源的情況下,測量斷路器的分合閘回路,電壓已正常。
圖3 SF6密度控制器接線盒
從這起GL312型SF6斷路器控制回路異常的發生、檢查及處理的過程中,不難找到該設備的異常原因和應采取的改進措施。
現場這臺斷路器的SF6氣體密度控制器常年暴露在外界陽光中,風吹雨打,日光暴曬,時期久了,導致SF6氣體密度控制器接線盒的密封受損,雨水沿著受損的密封面而滲入接線盒,導致接線盒內的接線柱受潮銹蝕,進而使接線柱間的絕緣表面也爬上銹斑,使它們間的絕緣降了很低,導致信號電源竄入斷路器分合閘控制回路。
為了防止類似情況發生,檢修人員采取了這樣的預防措施: GL312型SF6斷路器氣體密度控制器安裝于斷路器支架兩橫梁之間(如圖4),上方沒有遮擋,容易雨淋和日曬。因此,檢修人員在斷路器支架兩橫梁之間的密度控制器上方加裝了防護板,防止接線盒直接受雨淋而滲入雨水受潮導致接線柱銹蝕及接線絕緣下降,同時對接線盒的密封面涂以防水膠。
圖4 SF6密度控制器防護板安裝設計圖
雖然GL312型SF6斷路器具有高度的可靠性,但隨著運行時間的長久,也暴露出一些缺陷,產生了異常現象。我們對這些缺陷及異常現象認真分析排查,找出原因,并采取防范及改進措施。這樣,才能確保GL312型SF6斷路器繼續安全穩定運行。
本文編自《電氣技術》,標題為“110kV GL312斷路器控制回路異常的原因分析與處理”,作者為鐘麗瑩、林向宇 等。