第1章 变电设备及检修基本要求
1.1 开关类设备
1.1.1 SF6断路器设备
SF6气体是20世纪初发现的,在20世纪40年代应用于电工设备,50年代初第一次被用于断路器。由于SF6气体与空气和变压器油相比,在电气绝缘和灭弧性能方面有较多优势。近年来,SF6在电气设备上的应用有了很大的发展,尤其在高压和超高压断路器和全封闭组合电器上,基本上都使用SF6断路器。
1.1.1.1 基本结构及原理
通常断路器采用弹簧式操动机构,利用已储能的弹簧为动力使断路器动作。弹簧式操动机构有多种形式,具备闭锁、重合闸等其他功能,弹簧操动机构成套性强,不需要配置其他附属设备,性能稳定,运行可靠;但结构复杂,加工工艺要求高。
1.弹簧式操动机构的组成
弹簧式操动机构主要由储能机构、电气系统和机械系统组成,具体如下:
(1)储能机构,包括储能电动机、传动机构、合闸弹簧和连锁装置等。在传动轮的轴上可以套装储能手柄和储能指示器。全套储能机构用钢板外罩保护或装配在同一铁箱里面。
(2)电气系统,包括合闸线圈、分闸线圈、辅助开关、连锁开关和接线板等。
(3)机械系统,包括合、分闸机构和输出轴(拐臂)等。
操动机构箱上装有手动操作的合闸按钮、分闸按钮和位置指示器,在操动机构的底座或箱的侧面备有接地螺钉。操动机构箱的内部布置如图1.1所示,弹簧储能机构如图1.2所示。
2.电动储能式弹簧操动机构工作原理
电动储能式弹簧操动机构组成原理框图如图1.3所示,电动机通过减速装置和储能机构的动作使合闸弹簧储存机械能,储存完毕后通过闭锁使弹簧保持在储能状态,然后切断电动机电源。当接收到合闸信号后时,将解脱合闸闭锁装置以释放合闸弹簧储存的能量。这部分能量中:一部分通过传动机构使断路器的动触头动作,进行合闸操作;另一部分则通过传动机构使分闸弹簧储能,为分闸做准备。当合闸动作完成后,电动机立即接通电源启动,通过储能机构使合闸弹簧重新储能,以便为下一次合闸动作做准备。当接收到分闸信号时,将解脱自由脱扣装置以释放分闸弹簧储存的能量,并使触头进行分闸动作。
图1.1 操动机构箱的内部布置
1—装配板;2—防护等级为IP55的具有通风和加热功能的操作机构箱;3—合闸弹簧;
4—分闸弹簧;5—操作计数器;6—接触器,时间继电器;7—用于防凝露的
加热电阻;8—就地控制
图1.2 弹簧储能机构
1—电动机;2—合闸弹簧;3—分闸弹簧;4—合闸脱扣器;
5—分闸脱扣器;6—已储能弹簧;7—未储能弹簧
1.1.1.2 基本参数及意义
(1)额定电压。指断路器正常工作时,系统的额定(线)电压。这是断路器的标称电压,断路器应能保持在这一电压的电力系统中使用,最高工作电压可超过额定电压15%。
(2)额定电流。指断路器在规定使用和性能条件下可以长期通过的最大电流(有效值)。当额定电流长期通过高压断路器时,其发热温度不应超过国家标准中规定的数值。
图1.3 电动储能式弹簧操动机构组成原理框图
(3)额定(短路)开断电流。指在额定电压下,断路器能可靠切断的最大短路电流周期分量有效值,该值表示断路器的断路能力。
(4)额定峰值耐受(动稳定)电流。指在规定的使用和性能条件下,断路器在合闸位置时所能承受的额定短时耐受电流第一个半波达到电流峰值。它反映设备受短路电流引起的电动效应能力。
(5)额定短时耐受(热稳定)电流。指在规定的使用和性能条件下,在额定短路持续时间内,断路器在合闸位置时所能承载的电流有效值。它反应设备经受短路电流引起的热效应能力。
(6)额定短路关合电流。指在规定的使用和性能条件下,断路器保证正常关合的最大预期峰值电流。
(7)分闸时间。断路器分闸时间是指从接到分闸指令开始到所有极弧触头都分离瞬间的时间间隔。在以前的有关标准中,分闸时间又称为固分时间。
(8)开断时间。指断路器从分闸线圈通电(发布分闸命令)起至三相电弧完全熄灭为止的时间。开断时间为分闸时间和电弧燃烧时间(燃弧时间)之和。
(9)合闸时间。合闸时间是指从合闸命令开始到最后一极弧触头接触瞬间的时间间隔。在以前的有关标准中,合闸时间又称为固合时间。
(10)金属短接时间。指断路器在合闸操作时从动、静触头刚接触到刚分离时的一段时间。这个时间如果太长,则当重合于永久故障时持续时间长,对电网稳定不利;如果太短,会影响断路器灭弧室断口间的介质恢复,而导致不能可靠地开断。
(11)分(合)闸不同期时间。指断路器各相间或同相各断口间分(合)的最大差异时间。
(12)额定充气压力。指标准大气压下设备运行前或补气时要求充入气体的压力。
(13)相对漏气率(简称漏气率)。指设备(隔室)在额定充气压力下,在一定时间间隔内测定的漏气量与总气量之比,以年漏百分率表示。
(14)无电流间隔时间。指由断路器各相中的电弧完全熄灭到任意相再次同过电流为止的所用时间。
1.1.2 真空断路器设备
1.1.2.1 设备特点
(1)熄弧过程在密封的容器中完成,电弧和炽热的电离气体不向外界喷溅,因此不会对周围的绝缘间隙造成闪络或击穿。
(2)燃弧时间短,电弧电压低,操作能量少,因而触头电磨损率低,使用寿命长,适于频繁操作。
(3)触头行程短,开断速度低,对操动机构要求的操作功小,对传动机构的强度要求低,体积小,重量轻。
(4)真空灭弧室和触头不需检修,维护工作简单。
(5)灭弧介质为真空,无火灾和爆炸危险。
(6)环境污染小。
1.1.2.2 结构和工作原理
1.外壳
外壳由绝缘筒、静端盖板、动端盖板组成,构成密封真空容器,同时作为动、静触头之间的绝缘支持。绝缘筒材质为玻璃、陶瓷、微晶玻璃,外壳金属材料和绝缘材料的焊接采用过渡金属。
2.波纹管
波纹管分液压成型和薄片焊接两种,是最薄弱的环节,决定了真空灭弧室的寿命。
3.屏蔽罩
真空灭弧室内常用的屏蔽罩有主屏蔽罩、波纹管屏蔽罩和均压屏蔽罩。
(1)主屏蔽罩。
1)主屏蔽罩环绕着电弧间隙,主要作用如下:
a.真空灭弧室开断电流时,电弧会使触头材料熔化、蒸发和喷溅。有了主屏蔽罩后可以有效地防止金属蒸气喷溅到绝缘外壳的内表面,避免内表面绝缘性能下降。
b.屏蔽罩可使交流电流过零时,灭弧室内剩余的金属蒸气和导电粒子径向快速地扩散到屏蔽罩上,冷却、复合和凝结,有利于电流过零后弧隙介质强度的提高,改善了灭弧室的开断性能。屏蔽罩的温度越低,冷凝效果越好。显然在一定程度上加大屏蔽罩的表面积可增大散热效果,将有利于开断性能的提高。
c.屏蔽罩的存在会影响动、静触头间的电场分布。屏蔽罩设计得当将有利于触头间绝缘强度的提高。
2)主屏蔽罩要求散热性能好,材料大多采用铜和不锈钢,厚度为1mm左右。主屏蔽罩的固定方式分两大类,即固定电位式和悬浮电位式。
a.固定电位式将屏蔽罩固定在动触头(或静触头)上,因而电位是固定的。这种方式的优点是结构简单。但在开断大电流时电弧可能转移到静触头与屏蔽罩间,导致屏蔽罩损坏。另外,也可将屏蔽罩固定在动触头上,这可能导致触头间电场分布恶化,影响电流过零后介质强度的恢复。因而这种固定方式只用在电压不高、开断电流不大的真空接触器和负荷开关中。
b.悬浮电位式主屏蔽罩有四种不同的固定方式:①中间封接式,主屏蔽罩固定在绝缘外壳中部的金属圆环上,触头间的电场分布比较均匀;②绝缘支柱式,由瓷柱或玻璃圆筒来支撑屏蔽罩,生产工艺简单,成本较低;③外屏蔽罩式,绝缘外壳焊在主屏蔽罩的两端,主屏蔽罩是外壳的组成部分、有利于屏蔽罩散热;④绝缘端盖式,主屏蔽罩就是真空灭弧室的外壳。动、静触头间的沿面放电距离由高氧化铝瓷盘制成的端盖承担,因而沿面放电距离受到灭弧室直径的限制,一般只用于12k V及以下的真空灭弧室中。
(2)波纹管屏蔽罩包在波纹管四周,防止金属蒸气溅落在波纹管上,妨碍波纹管工作和降低其使用寿命,波纹管屏蔽罩的厚度较薄,为0.5~1mm,材料为铜,也可采用不锈钢。
(3)均压屏蔽罩装置在触头附近,用以改善触头间的电场分布。触头是真空灭弧室内最为重要的元件,决定其开断能力和电气寿命。目前真空开关的触头的接触方式都是对接式的。
触头结构包括平板圆柱形触头、横向磁场触头、纵向磁场触头。
对触头的基本要求如下:
1)开断能力。
2)截流水平。
3)耐电压强度。
4)抗熔焊能力。
5)含气量。
6)高电导率、高导热系数、小接触电阻以及高机械强度。
7)电磨损率小。
8)低热电子发射能力。
触头材料是影响灭弧室性能的重要因素,这是因为真空电弧是由触头材料蒸发出的金属蒸气来维持的。真空触头材料的要求是十分苛刻的,而且上述要求有些还是相互矛盾的。
当前真空断路器采用最多的合金触头材料是铜铬合金。铜铬合金材料的质量取决于铬粉的质量,特别是其中的含气量。国外生产的铬粉的含气量很低,因而用这种铬粉制成的铜铬材料的质量高。
铜铬合金触头的开断性能比铜碲硒触头高10%,同时具有更好的绝缘性能,更低的触头烧损和弧后重燃概率,在燃弧过程中还具有吸气作用。缺点是抗熔焊性能稍差。铜铬合金材料适宜用在高电压、大开断电流的真空断路器中。
1.1.3 隔离开关设备
1.1.3.1 GW4型隔离开关的结构
GW4型隔离开关是由三个独立的单相隔离开关(图1.4)组成的三相高压电气设备。采用联动操作,主开关由电动(或手动)操作机构操动,接地开关由手动操作机构操动。主开关与接地开关设有防止误操作的机械闭锁装置,手动操作机构可配置有电磁锁和辅助开关,构成电气防止误操作连锁回路,以实现机械闭锁或电气连锁,达到防止误操作的目的。
图1.4 单相GW4型隔离开关
GW4型隔离开关为双柱单断口水平旋转式结构,由底座装配、轴承座装配、导电系统、传动系统、操动机构等组成。根据现场使用需要可在单侧或双侧安装接地开关,也可以不安装接地开关。
(1)底座装配如图1.5所示。底座装配由槽钢做成,每相底架两端装有轴承座装配,槽钢上安装有主开关操作底座和接地开关操作底座安装孔,可根据用户需要安装一个或两个接地开关,左、右接地可以任意组合。
图1.5 底座装配
1—轴承座装配;2—接头;3—交叉连杆;4—转轴;5—槽钢;6—限位钉;7—铭牌
(2)轴承座装配如图1.6所示。轴承座采用全密封组合式结构,可任意配置成A、B、C三相的各种结构,轴承座内装圆锥滚子轴承,加二硫化钼锂,两端设有密封装置,可确保防雨、防潮、防凝露。金属表面全部热镀锌处理,可确保20年不生锈。能承受较大的径向负荷及隔离开关的轴向重力且不产生间隙,稳定性好、旋转灵活。
(3)导电系统如图1.7所示。导电系统分成左、右两部分,分别固定在支柱绝缘子的顶端。导电系统由接线夹、接线座、导电杆、软铜导电带、触指臂导电管、触指(左触头)、触头(右触头)、触头臂导电管组成。具体接线座装配及触指装配分别如图1.8和图1.9所示。
(4)传动系统。GW4隔离开关传动系统主要由垂直连杆、水平连杆及传动装配等组成。GW4型隔离开关传动系统如图1.10所示。
图1.6 轴承座装配
1—转动板;2—上端圆锥滚子轴承;3—轴承座;
4—下端圆锥滚子轴承;5—并紧螺母;6—防尘罩
图1.7 导电系统
图1.8 接线座装配
1—接线端子;2—螺钉
图1.9 触指装配
1—触指座;2—触指;3—垫圈;4—螺母;5—弹簧;6—螺杆;7—定位板
图1.10 传动系统
1—接地开关合闸限位拐臂;2—机械连锁拐臂;3—接地开关合闸限位拐臂;4—主开关合闸限位螺杆;
5—主开关分闸限位螺杆;6—机械连锁拐臂;7—接地开关分闸限位螺杆;8—双接地开关;
9—绝缘子下降件;10—调节螺杆;11—调节螺母;12—导电管;13—导电管
(5)操动机构。电动操动机构主要由电动机、机械减速传动系统、电气控制系统和箱体等组成。电动操动机构如图1.11所示。
图1.11 电动操动机构
1—减速箱;2—输出轴;3—箱体;4—辅助开关连接头;5—辅助开关;6—接线端子;7—电路板
1.1.3.2 GW4型隔离开关工作原理
隔离开关(俗称刀闸)是高压开关电器中使用最多的一种电气设备,在电路中起隔离作用。它本身的工作原理及结构比较简单,但是由于使用量大,工作可靠性要求高,对变电所和电厂的设计、建立与安全运行的影响均较大。隔离开关的主要特点是无灭弧能力,只能在没有负荷电流的情况下分、合电路。
1.GW4型隔离开关传动系统
隔离开关工作由其分合体现,而使其分合主要借助于传动系统。隔离开关操作由操动机构带动底座中部转动轴旋转180°,通过水平连杆带动一侧支柱绝缘子(安装于转动杠杆上)旋转90°,并借交叉连杆使另一支柱绝缘子反向旋转90°,于是两闸刀便向一侧分开或闭合。另外两相(从动相)则通过三相连杆联动,同步于(主动相)分合。
另外,部分隔离开关根据设计要求配备接地开关。接地开关操动机构分合时,借助传动轴及水平连杆使接地开关轴旋转一角度达到分合目的。由于接地开关转轴上有扇形板与紧固于瓷柱法兰上的弧形板组成连锁,故能确保主分—地合—主合的顺序动作。
2.操动机构
隔离开关的分合由操动机构实现,通常配备手动操动机构或电动操动机构。手动操动机构以人力为操作动力,由凸轮、连杆等组成,操作方式多为水平操作。电动操动机构以电动机为操作动力,通过齿轮、蜗杆涡轮减速后将转矩传至输出轴。其与手动操动机构最大的区别在于它包含电气回路,同时电动操动机构具备手动操动功能。
机构设有远方、停止、就地切换开关,当机构调整或检修时拨到就地位置,可在机构前操作(此时远动电力已切断);拨至远方位置时,机构分合按钮不起作用,只可远动。机构箱内装有加热器,可以驱散箱内潮气,防止电器元件受潮引起故障。
1.1.3.3 隔离开关的巡检项目及要求
隔离开关的巡查项目及要求包括以下各项:
(1)绝缘件检查。瓷件应无破损、无异物附着。
(2)引线检查。引线应无松动、无扭劲、无损伤,无严重摆动,接地线连接正确。
(3)异常声检查。应无异常声。
(4)传动部件检查。润滑应良好、外观无异常。
(5)触头检查。接触应良好、软连接无折断现象
(6)分、合闸位置判断。分、合闸位置应正确。
(7)金属件检查。应无锈蚀情况。
(8)机构箱体检查。密封应良好、无进水现象。
(9)加热器检查。工作应正常,无功率过大现象。
(10)端子排。外观应无异常。
(11)二次元件。应无破损及老化现象。
(12)电缆孔。封堵应完好。
(13)平衡弹簧。应完好无损伤。
(14)传动机构连杆。应无弯曲变形、松脱、锈蚀。
(15)闭锁装置。应准确到位。
1.1.3.4 隔离开关常见故障原因分析、判断及处理
1.隔离开关常见故障
隔离开关故障从整体结构分类可分为导电回路故障、支柱绝缘子故障、传动部分故障、操作机构故障四种。
(1)导电回路故障。
1)触头过热。
a.触指与触头接触不良,引起触头过热。
b.触指、触头烧损严重,接触不良引起过热。
c.触指弹簧失效,压力不够引起过热。
d.各连接部分松动引起过热。
2)接线座过热。
a.导电杆与接线座接触不良引起过热。
b.接线座内导电带两端接触面接触不良引起过热。
c.出线端子与接线板接触不良引起过热。
(2)支柱绝缘子故障。
1)支柱绝缘子外绝缘闪络。
2)支柱绝缘子断裂。
(3)传动部分故障。
1)传动连杆轴销生锈卡死。
2)转动轴承生锈损坏卡死。
3)主刀与地刀闭锁板卡死。
4)伞形齿轮脱齿。
5)垂直连杆进水,冬天冰冻,严重时使操动机构变形,无法操作。
(4)操作机构故障。
1)电动机主回路故障。
a.电动机缺相。
b.电动机匝间或相间短路。
c.分、合闸交流接触器主触点断线或松动,可动部分卡住。
d.热继电器主触点断线或松动。
e.电动机用小型断路器触点断线、松动或接触不良。
2)控制回路公用部分故障。
a.控制用小型断路器触点断线、松动或接触不良。
b.急停按钮常闭触点断线、松动或接触不良。
c.热继电器辅助常闭触点断线、松动或接触不良。
d.手动机构辅助开关常闭触点断线、松动或接触不良。
e.转换开关就地操动触点接线断线、松动或接触不良。
f.热继电器控制用触点卡滞。
3)控制回路分闸部分故障。
a.分闸回路不通。
(a)分闸行程开关接线断线、松动或接触不良。
(b)合闸交流接触器常闭触点接线断线、松动或接触不良。
(c)分闸交流接触器启动线圈触点接线断线、松动或接触不良。
(d)分闸按钮触点接线断线、松动或接触不良。
b.分闸回路通,但无法保持。
(a)分闸交流接触器常开触点接线断线、松动或接触不良。
(b)热继电器电流动作值调整得太小,通电后马上就切断控制回路。
(c)就地、远方切换开关连接线断线、松动或接触不良。
4)控制回路合闸部分故障。
a.合闸回路不通。
(a)合闸行程开关接线断线、松动或接触不良。
(b)分闸交流接触器常闭触点接线断线、松动或接触不良。
(c)合闸交流接触器启动线圈触点接线断线、松动或接触不良。
(d)合闸按钮触点接线断线、松动或接触不良。
b.合闸回路通,但无法保持。
(a)合闸交流接触器常开触点接线断线、松动或接触不良。
(b)热继电器电流动作值调整得太小,通电后马上就切断控制回路。
(c)就地、远方切换开关连接线断线、松动或接触不良。
5)分闸终了时电动机不停止或分闸不到位。
a.分闸定位行程开关常闭触点短路。
b.分闸定位形成开关弹片过于灵敏,导致没有完全分闸时就把分闸控制回路切断。
6)合闸终了时电动机不停止或合闸不到位。
a.合闸定位行程开关常闭触点短路。
b.合闸定位形成开关弹片过于灵敏,导致没有合闸到位时就把合闸控制回路切断。
2.常见故障原因分析
隔离开关运行中,主要存在的缺陷和故障有绝缘子断裂、传动机构问题、导电回路过热、进水锈蚀问题等。在各种缺陷和故障中,比较普遍发生的包括锈蚀、进水受潮、润滑干涸、机构卡涩、辅助开关失灵等,这些缺陷不同程度上导致隔离开关分合闸不正常,因此,拒动和分合闸不到位发生最多;其次是导电回路接触不良,正常运行时发热,严重时可使隔离开关退出运行。其主要原因是隔离开关触头弹簧失效,使接触面接触不良。对安全运行威胁最大的是绝缘子断裂。
(1)绝缘子断裂。通常绝缘子断裂所造成的事故重大,影响极大。该问题每年都有发生,以运行多年的老产品居多,同时不排除刚投运的新产品。
绝缘子断裂事故至今仍不能有效地予以防止。目前电网内普遍采用超声波探伤技术对支柱绝缘子进行定期检测,但该手段只局限于静态试验,而隔离开关本身是动态设备,所以对于绝缘子断裂故障,超声波探伤只能做初步的筛查,并不能在运行时起到理想的预防效果。
(2)传动机构问题。传动机构问题多为操作失灵,如拒动或分、合闸不到位,往往在倒闸操作时易发生。很多情况下故障不会扩大,现场可以进行临时检修和处理,当然也会耽误停送电时间。
隔离开关在出厂时或安装后刚投运时,分、合闸操作还比较正常。但运行几年后,就会出现各种各样的问题。有的因机构进水,操作时转不动;有的会发生操作时连杆扭弯;还有的在连杆焊接处断裂而操作不动。由于机构卡涩问题会引起各种故障,操作失灵首先是机械传动问题,早先使用的机构箱容易进水、凝露和受潮,转动轴承防水性能差,又无法添加润滑油。隔离开关长期不操作,机构卡涩,轴承锈死时强行操作往往导致部件损坏变形。
(3)导电回路发热。GW4型隔离开关为转动水平开启式,动触头插入静触头后,靠静触指压紧弹簧保持合闸接触状态。运行中常常发生导电回路异常发热,可能是静触指压紧弹簧压力(拉力)达不到要求,也可能是静触指接触不良造成的,还有可能是长期运行后,接触面氧化、锈蚀使接触电阻增加而造成。运行中弹簧长期受压缩(拉伸),并由于工作电流引起发热,使弹性变差,恶性循环,最终造成烧损。有些触头镀银层工艺差,厚度得不到保证,易磨损露铜,导电杆被腐蚀等。导电回路接触不良发热的主要原因是弹簧锈蚀、变细、变形,以致弹力下降;机构操作困难引起分、合位置错位及插入不够;接线板螺栓年久锈死,接触压力下降;接触面藏积污垢,清理不及时等。
涂抹导电物质不当会造成隔离开关接触电阻增大从而发热。据有关资料,早先检修安装中经常使用的中性凡士林熔点太低,只有54℃,在夏天正常的运行温度70℃时就已经液化,使隔离开关接触部位间产生间隙,灰尘和水分随之进入间隙中,增加了接触电阻,引起接头发热。而近年来使用的电力复合脂,当涂抹过厚时,经过运行操作,将在触指表面产生堆积,由此引起对触头放电,导致触头烧损露铜发热。
GW4型隔离开关触头接触处是过热发生频率较高的部位,而触指发热一般不被注意,因为触指紧靠接头接触处,其发热现象容易被接头接触处发热所掩盖。在现场测量时经常发现左触头温度明显高于触头接触处,这两处发热的主要原因有:合闸不到位或合闸过度,造成接触面接触压力不够,导致发热;因过热或锈蚀等原因引起触指弹簧弹性下降,造成触指与触指座、右触头之间的接触压力不够,导致发热;左右触头烧伤,表面不平整,造成有效接触面减小,导致发热等。
(4)进水锈蚀问题。隔离开关机构箱进水以及轴承部位进水现象很普遍,金属零部件的锈蚀问题也十分严重。老产品,凡是金属部件,大多会发生不同程度的锈蚀,锈蚀包括外壳、连杆、轴销等。加之连杆、轴销润滑措施不当,导致机械传动失灵。
隔离开关运行中,雨水顺着连接头的键槽流入垂直连杆内。因连杆下部与连接头焊死不通,进入垂直连杆内的雨水,日积月累后造成管内壁生锈严重,致使钢管强度大幅度降低,操作中造成多起垂直连杆扭裂的故障。冬季来临时管内结冰,体积的膨胀可能造成钢管破裂,致使本体与机构脱离。此时隔离开关失去闭锁能力,有可能在运行中自动分闸,形成严重的误分事故。
3.常见故障处理
(1)接触部分过热处理。
1)应停电处理,处理时应认真执行导电回路检修工艺及质量标准。
2)解体检修时,严禁使用有缺陷的劣质线夹、螺栓等零部件,用压接式设备线夹替换螺栓式设备线夹,接头接触面要清洗干净并及时涂抹导电脂,螺栓使用正确、紧固力度适中。
3)对过热频率较高的母线侧隔离开关,要保证检修到位,保证检修质量。对接线座部位要重点检查导电带两端的连接情况,保证两端面清洁、平整、涂抹导电脂、压接紧密。对触头部位,要保证触头的光洁度,并涂抹中性凡士林,检查触头的烧伤情况,必要时要更换触头、触指,触指的触指座要打磨干净,有过热、锈蚀现象的弹簧应更换。要保证三相分合闸同期,右触头的插入深度符合要求和两侧触指压力均匀。为检验检修质量,还应测量回路接触电阻,保证各接触面接触良好。
4)对老型号的GW4型隔离开关触指处过热,应采取加装分流带的处理方法,即在每个触指和触指座相应的地方,各钻一个6mm螺孔,然后用螺钉将叠起的铜质软连接片固定在触指与触指座之间。
5)对老型号的GW4型隔离开关触指更换新式触头,新式触头弹簧中间有绝缘块,消除了弹簧分流的可能性,使弹簧不易退火变形,弹性减弱。
6)涂在隔离开关动触头及静触杆上导电膏的量不易掌握,致使发热。处理方法是针对这种活动导电接触面,应严格控制导电膏的涂抹量。将活动接触面使用无水酒精清洗干净,在导电面上抹一层均匀少量的导电膏,马上用布擦干净,使导电面上只留下微量的薄层导电膏。
(2)支柱式绝缘子断裂和闪络放电处理。
1)应停电处理,处理时应认真执行支柱绝缘子检修工艺及质量标准。
2)新支柱绝缘子应采用高强度瓷柱,使用超声波无损探伤仪对瓷柱进行检测,测试合格后方可使用。
3)对运行中的支柱绝缘子加强维护工作,在探伤诊断良好的基础上,在瓷柱所在水泥结合面处涂敷绝缘子专用防护胶。
4)更换新的瓷柱,增加爬电距离和瓷柱高度,提高整体绝缘水平。采取带电清扫,加强清扫力度,给隔离开关绝缘子增加硅橡胶伞裙以增大爬电距离和喷涂RTV以利用其憎水性。
(3)拒分拒合处理。
1)传动机构及传动系统造成的拒分拒合。
原因:机构箱进水,各部位轴销、连杆、拐臂、底架甚至底座轴承锈蚀卡死,造成拒分拒合。
处理方法:对传动机构及锈蚀部件进行解体检修,更换不合格元件。加强防锈措施,涂润滑脂,加装防雨罩。传动机构问题严重或有先天性缺陷时应更换。
2)电气问题造成的拒分拒合。
原因:三相电源开关未合上、控制电源断线、电源熔丝熔断、热继电器误动切断电源、二次元件老化损坏使电气回路异常而拒动、电动机故障等原因都会造成电动机分、合闸时,电动机不启动,隔离开关拒动。
处理方法:电气二次回路串联的控制保护元器件较多,包括小型断路器、转换开关、交流接触器、限位开关及连锁开关、热继电器等。任一元件故障都会导致隔离开关拒动。当按分合闸按钮不启动时,要首先检查操作电源是否完好,然后检查各相关元件。发现元件损坏时应更换,并查明原因。二次回路的关键是各个元件的可靠性,必须选择质量可靠的二次元件。
(4)分、合闸不到位处理。
1)机构及传动系统造成的分、合闸不到位。
原因:机构箱进水,各部位轴销、连杆、拐臂、底架甚至底座轴承锈蚀卡死,造成分合不到位。连杆、传动连接部位、隔离开关触头架支撑件等强度不足断裂,造成分合闸不到位。
处理方法:对机构及锈蚀部件进行解体检修,更换不合格元件。加强防锈措施,采用二硫化钼锂。更换带注油孔的传动底座。
2)隔离开关分、合闸不到位或三相不同期。
原因:分、合闸定位螺钉调整不当。辅助开关及限位开关行程调整不当。连杆弯曲变形使其长度改变,造成传动不到位等。
处理方法:检查定位螺钉和辅助开关等元件,发现异常进行调整,对有变形的连杆,应查明原因及时消除。此外,在操作现场,当出现隔离开关合不到位或三相不同期时,应拉开重合,反复合几次,操作时应符合要求,用力适当。如果还未完全到位,不能达到三相完全同期,应安排计划停电检修。
1.1.4 开关柜设备
1.1.4.1 中置式开关柜结构
开关柜广泛应用于10~35k V配电设备中,主要有GG-1A、GBC、XGN、KYN等类型。其中KYN型开关柜又称中置式开关柜,其结构紧凑,占地面积小,手车可以互换,便于快速处理故障,封闭性好,“五防”功能齐全,所有设备操作都可以在柜门关闭状态下进行,运行安全可靠。
中置式开关柜分三层结构,上层为母线和仪表室(相互隔离),中间层为断路器室,下层为电缆室。由于断路器在中间层,所以称为铠装型移开中置式金属封闭开关设备,简称中置式开关柜。中置式开关柜由固定的柜体和可移开部件两大部分组成。
1.1.4.2 中置式开关柜二次回路
1.分合闸回路
图1.12为分闸回路,图1.13为合闸回路。
图1.12 分闸回路
图1.13 合闸回路
开关在分闸位置,开关辅助接点31-32闭合,储能完毕的情况下,储能接点13-14闭合。手车位置在工作位置或者试验位置,S2接点0-2闭合。状态对应后,遥控合闸命令发出(或者KK把手合闸,或者保护重合闸动作并且重合闸压板投入状态下),正电源导通到4,合闸线圈Y3励磁,机构合闸。
开关合闸后,开关辅助接点31-32,合闸回路断开,开关辅助接点13-14闭合,当有遥控分闸命令发出(或者是KK把手分闸,或者保护装置分闸命令发出且分闸压板投入状态下),正电源导通到31(分闸回路开出到机构箱接点),分闸线圈Y2励磁,开关分闸,分闸之后开关辅助接点13-14断开,分闸回路断开,开关辅助接点S3又闭合,储能完毕后准备后下次合闸。
2.机构防跳回路
图1.14为防跳回路。
开关在分闸位置时,合闸命令过来后,假如开关辅助接点31-32接点粘连,开关合闸后,合闸回路仍导通,此时开关辅助接点53-54闭合,继电器K0动作,控制合闸回路接点1-2导通变为1-4导通,同时实现继电器K0自保持,断开合闸回路,即使合闸接点一直粘连,开关也不能合闸,这是防跳回路的基本原理。注意,机构自身防跳与微机保护防跳仅投一套,不能两套同时投入。
3.储能回路
图1.15为储能回路。
当开关未储能时,储能辅助接点31-32、41-42闭合,储能空开合上,电机通电并开始储能,储能结束后,储能辅助开关动作,储能辅助接点31-32、41-42断开,电机失电,储能结束。
图1.14 防跳回路
图1.15 储能回路
4.指示灯回路
图1.16为指示灯回路。
图1.16 指示灯回路
BB2为开关位置辅助接点,开关在分闸位置时回路15导通,回路17断开,指示灯HLQ显示开关分闸,开关在合闸位置的时候回路15断开,回路17导通,指示灯HLQ显示开关合闸。BT1、BT2为手车位置辅助接点。手车在试验位置时,回路19导通,指示灯HLT显示试验位置状态。手车在工作位置时,回路21导通,指示灯HLT显示工作位置状态。QE为接地开关位置辅助接点,接地开关合闸时回路25导通,指示灯HLE显示接地开关合闸;接地开关分闸时回路23导通,指示灯HLE显示接地开关分闸。
5.温湿度控制器回路
图1.17为温湿度控制器回路。
图1.17 温湿度控制器回路
DTH1、DTH2为温湿度传感器,一个装在中置柜的开关室里,另一个装在电缆室里。
EH1、EH2为加热器,一个装在开关室里,另一个装电缆室里,装在电缆室里的加热器功率较大。
温湿度控制器作用是给开关柜加热或者除湿。开关柜里很多元器件的正常工作对温度和湿度都是有要求的,温度过低,元器件不能正常工作或者会损坏;湿度过高,会在绝缘表层形成凝露,降低绝缘性能。
传感器DTH1、DTH2采集开关室和电缆室里的温度、湿度的数据,发送到控制装置,控制装置将设定值与收到的数据进行比较,如果达到地洞条件,加热器ETH1、ETH2的回路就导通。13、14为温湿度控制器的告警接点,当装置有故障或者失电时,接点闭合,发告警信号。
6.照明回路
图1.18为照明回路。
图1.18 照明回路
XN1为开关柜门的行程接点。开关柜门打开时,XN1常闭接点闭合,灯泡通电;柜门合上时,XN1接点断开,灯泡失电。
7.带电显示装置回路
图1.19为带电显示装置回路。
L1、L2、L3分别代表高压的A、B、C三相,感应一次设备是否带电,标正负号的位置接装置电源,D31、D35接闭锁接点。当高压部分有电时,指示灯亮,同时装置发出闭锁信号;当高压部分无电时,指示灯灭,装置解除闭锁信号。带电显示装置失电或者告警的时候,会发出闭锁信号,闭锁地刀。
8.闭锁回路
图1.20为闭锁回路。
图1.19 带电显示装置回路
图1.20 闭锁回路
S9为43-44手车工作位置辅助接点,S8为43-44手车试验位置辅助接点。接点a连接至合闸闭锁电磁铁。
手车既不在工作位置也不在试验位置时,合闸闭锁电磁铁失电,断开合闸回路,防止手车在工作位置和试验位置之间时开关合闸。