LW12-500型斷路器缺陷分析
一、 斷路器重合未動(dòng)故障
萬順二線B相發(fā)生單相接地故障,萬全變#5031、#5032開關(guān)B相跳閘,#5032B相重合成功,#5031B相未成功,后手動(dòng)合閘。為找到重合閘不成功的原因,同廠家技術(shù)人員對#5031開關(guān)進(jìn)行如下檢查: ①在正常壓力下斷開儲(chǔ)能電機(jī)電源,對開關(guān)三相進(jìn)行分閘操作,觀察開關(guān)分閘后的壓降及信號情況,結(jié)果三相壓降均<3Mpa,B相最大,約3Mpa,無信號發(fā)出。 ②在最低工作壓力(即,在接近打壓壓力還未打壓時(shí)的狀態(tài))下斷開儲(chǔ)能電機(jī)電源,對開關(guān)三相分閘操作觀察開關(guān)分閘后的壓降及信號情況,結(jié)果:壓降情況同①,并出現(xiàn)重合閘閉鎖信號。③對開關(guān)液壓機(jī)構(gòu)泄壓,觀察各信號出現(xiàn)的壓力值和對開關(guān)三相進(jìn)行壓力重調(diào)。
LW12-500型罐式斷路器液壓機(jī)構(gòu)額定工作壓力(32±0.7)Mpa,重合閘閉鎖壓力(30.5±0.7)Mpa,重合閘解除壓力為(31.2±0.7)Mpa,合閘壓力閉鎖為(27.5±0.7)Mpa,合閘閉鎖解除壓力為(28.5±0.7)Mpa,合閘閉鎖與額定最低壓力最小壓差為3Mpa,而分閘操作一次油壓降<3Mpa,故正常分閘后不應(yīng)、也不會(huì)出現(xiàn)合閘閉鎖。
液壓機(jī)構(gòu)各結(jié)點(diǎn)壓力值與出廠相比均發(fā)生了變化,合閘閉鎖壓力達(dá)29.3Mpa,>28.2Mpa(27.5+0.7)Mpa,而該相啟泵壓力為31.8Mpa,與合閘閉鎖壓差只有2.5Mpa,當(dāng)線路故障時(shí)#5031B相液壓機(jī)構(gòu)正牌最低壓力,開關(guān)跳閘后壓降近3Mpa,會(huì)出現(xiàn)合閘閉鎖信號。如果在重合閘閉鎖脈沖收回前,合閘閉鎖沒有消除,斷路器則不能正常重合。經(jīng)檢查,壓力開關(guān)調(diào)節(jié)螺母松動(dòng)是造成合閘閉鎖壓力值變化,重合失敗的直接原因。
采取措施為首選編制《LW12-500型斷路器小修作業(yè)書》,將對壓力開關(guān)的檢查及對操作壓降的檢查列入檢查小修項(xiàng)目。檢修作業(yè)書實(shí)施后,提高了設(shè)備檢修質(zhì)量,且多次在檢修中發(fā)現(xiàn)并消除設(shè)備隱患,保證了設(shè)備運(yùn)行安全。
二、斷路器拒分故障
結(jié)合停電,對萬全站變電設(shè)備及串補(bǔ)裝置進(jìn)行清掃檢修。在對500kv斷路器進(jìn)行檢修時(shí),發(fā)現(xiàn)#5053A相在操作過程中未能正常分閘,80s后A相開關(guān)跳開。
1、故障的查找
在對#5053開關(guān)A相拒分原因分析檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)B相同樣也出現(xiàn)分后即合。把開關(guān)控制回路斷開,通過手動(dòng)操作,A、B兩相分后即合現(xiàn)象仍存在,確定斷路機(jī)構(gòu)故障主要原因是拒分,其中B相在操作幾次后又恢復(fù)正常,A相雖經(jīng)多次操作故障仍然存在。對A相一級閥解體檢查發(fā)現(xiàn),合閘一級閥內(nèi)油泥較多,閥桿上存在銹跡,閥桿在閥體內(nèi)動(dòng)作不暢。隨后對B、C兩相一級閥解體檢查,B相油污銹跡較A相輕,閥桿動(dòng)作沒有明顯卡澀,C相油污最少,閥桿動(dòng)作較為靈活。將閥體用汽油注冊清洗后重新安裝試驗(yàn),故障消除。
2、原因分析 因合閘一級閥積污嚴(yán)重,致使行動(dòng)不暢,合閘操作后不能機(jī)械復(fù)位 ,閥系統(tǒng)始終處于合閘狀態(tài),分閘操作后斷路器立即進(jìn)行合閘操作,開關(guān)拒分。如果分閘命令未及時(shí)取消,分閘閥繼續(xù)執(zhí)行分閘命令,斷路器發(fā)生連跳。
對斷路器液壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行解體大修時(shí)發(fā)現(xiàn),液壓油箱內(nèi)可見積水,液壓油劣化嚴(yán)重,儲(chǔ)氮筒內(nèi)部銹蝕嚴(yán)重,閥體有部分銹蝕,油路及油箱中油泥、鐵銹等雜質(zhì)較多。由此可看出,設(shè)備在安裝時(shí)工藝控制不嚴(yán),液壓機(jī)構(gòu)充氮及注油時(shí)未能對油箱及儲(chǔ)氮筒進(jìn)行干燥處理,致使液壓油水分超標(biāo),并發(fā)生劣化,閥體在潮濕環(huán)境中銹蝕,最終導(dǎo)致閥體卡澀不能復(fù)位,開關(guān)拒動(dòng)或連跳。
3、改造措施
為保證設(shè)備安全運(yùn)行,對8臺(tái)斷路器安排液壓機(jī)構(gòu)大修。目前已完成4臺(tái),因氣候原因暫時(shí)不能進(jìn)行大修的另4臺(tái)進(jìn)行了換油處理,并清洗閥體。檢修后效果良好。
三、斷路器本體缺陷
1、 斷路器罐內(nèi)支持瓷瓶斷裂故障
萬全變二期工程在完成#5031開關(guān)安裝,調(diào)試試驗(yàn)時(shí)B相接觸電阻無法測量,即確定為斷路器本體故障。隨后解體檢查,發(fā)現(xiàn)罐體內(nèi)支持絕緣子斷裂,滅弧室受撞擊損壞嚴(yán)重。返廠檢修確定故障原因?yàn)闇缁∈抑凶冎睓C(jī)構(gòu)安裝時(shí)尺寸發(fā)生偏差,機(jī)構(gòu)拐臂撞擊機(jī)構(gòu)室擋板致使支持絕緣子受力斷裂。據(jù)廠家要求,機(jī)構(gòu)室變直機(jī)構(gòu)拐臂間隙在分閘位置時(shí)與機(jī)構(gòu)擋板間隙應(yīng)為2-3mm,但解體實(shí)測時(shí)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)拐臂間隙尺寸均為零。因尺寸偏差,致使設(shè)備在分閘時(shí)原本應(yīng)由液壓機(jī)構(gòu)工作缸承受25T的分閘操作用力轉(zhuǎn)由變直機(jī)構(gòu)擋板承受,并將此力直接傳遞并作用于中間支持絕緣子,廠家計(jì)算其產(chǎn)生的彎曲力矩高達(dá)100KNm,造成變直機(jī)構(gòu)擋析板撞擊變形,絕緣子斷裂,動(dòng)觸頭下沉;在隨后的合閘操作過程中,下沉的動(dòng)觸頭撞擊兩側(cè)靜觸頭,造成兩端絕緣子相繼斷裂,動(dòng)靜觸頭損壞 。 2、 采取措施
對于一期工程運(yùn)行的8臺(tái)斷路器,因已經(jīng)過多次操作的考驗(yàn);存在同類缺陷的可能性不大,故對這8臺(tái)開關(guān)不做檢查;對于同批次產(chǎn)品,仍有可能存在相同問題,需要逐相進(jìn)行核查。方法如下:①使設(shè)備用液壓慢分的方法處理分閘狀態(tài);②打開機(jī)構(gòu)室端蓋,拆下至拐臂處軸銷;③做好標(biāo)記后用外力使拐臂向分閘方向轉(zhuǎn)動(dòng),如拐臂能夠轉(zhuǎn)動(dòng)且水平行程>1.5 mm 為產(chǎn)品合格,否則需要對設(shè)備進(jìn)行解體檢查。隨后在設(shè)備送電前對同批次產(chǎn)品進(jìn)行逐相檢查,未發(fā)現(xiàn)同類問題。
四、罐體內(nèi)壓氣缸鍍銀層脫落造成閃絡(luò)事故
豐萬I線電流差動(dòng)保護(hù)C相動(dòng)作,#5053、#5052C相跳閘,20ms后,萬沙線短引線保護(hù)動(dòng)作,#5052、#5051開關(guān)三相跳閘,同時(shí)閉鎖#5052開關(guān)重合閘,#5053開關(guān)重合成功。
1、 現(xiàn)場檢查及原因分析
根據(jù)豐萬I線線路保護(hù)、萬沙線#5051、#5052短引線保護(hù)同時(shí)動(dòng)作,及#5051、#5052保護(hù)的錄波圖記錄(在#5052、#5053C相跳閘后,#5051、#5052C相仍存在故障電流,并有助增現(xiàn)象),經(jīng)分析,初步認(rèn)定故障點(diǎn)在二者保護(hù)范圍的交叉部分,即#5052開關(guān)本體。 根據(jù)事故情況,對保護(hù)范圍的一次設(shè)備(包括瓷瓶、導(dǎo)線、絕緣子串、架構(gòu)等)外觀進(jìn)行了檢查;對萬沙線短引線保護(hù)二次回路進(jìn)行了檢查,均未發(fā)現(xiàn)異常,對#5052進(jìn)行了部分項(xiàng)目試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果未見異常。后邀請華北電科院對故障相進(jìn)行SF6氣體中SO2含量定性測試,發(fā)現(xiàn)∮(SO2)嚴(yán)重超標(biāo),判斷為本體內(nèi)部發(fā)生電弧放電。對#5052C相進(jìn)行解體檢查情況如下:①斷路器東側(cè)(非機(jī)構(gòu)測,下同)動(dòng)觸頭屏蔽罩下部有放電痕跡;斷路器開關(guān)筒下部有放電痕跡;②斷路器東側(cè)動(dòng)、靜觸頭有放電痕跡;東側(cè)動(dòng)觸頭噴口有熏黑痕跡;③開關(guān)筒內(nèi)有金屬鍍層殘留物。判定斷路器在合閘焊東側(cè)動(dòng)觸頭屏蔽罩下部對開關(guān)筒放電,造成斷路器內(nèi)部故障,保護(hù)動(dòng)作將#5052、#5053切開時(shí),因開關(guān)筒內(nèi)接地故障未消除,I母線經(jīng)#5051給#5052供電使開關(guān)主動(dòng)靜觸頭在打開時(shí)拉弧,主動(dòng)靜觸頭部分燒傷。#5052斷開后,#5052內(nèi)部電弧失電熄滅。可確定開關(guān)筒下部金屬鍍層殘留物是造成開關(guān)內(nèi)部故障的直接原因,因現(xiàn)場不具備檢修條件,將斷路器C相返廠解體。
2、 返廠大修 廠家對設(shè)備解體檢查,發(fā)現(xiàn)非機(jī)構(gòu)側(cè)動(dòng)觸頭壓氣缸內(nèi)部鍍銀層脫落嚴(yán)重,開關(guān)筒及屏蔽罩內(nèi)存在大量鍍銀層碎屑。經(jīng)討論后確定:壓氣缸內(nèi)部鍍銀層質(zhì)量不佳,脫落后由噴口噴出,使屏蔽罩與罐體絕緣擊穿,造成斷路器內(nèi)部故障。
廠家對鍍銀層脫落原因分析解釋:斷路器內(nèi)部壓氣缸為鋁質(zhì),通過先鍍銅后鍍銀的工藝以保證載流能力。電鍍前壓氣缸原件需抽樣調(diào)查酸洗,以保證鍍層質(zhì)量。如電鍍前表面處理不到位,可能會(huì)引起鍍層脫落。2000年以前,廠家只對壓氣缸鍍層厚度檢查而不進(jìn)行附著力檢查,2000年后新增高溫附著力檢查。#5052系1998年產(chǎn)品。
故障處理:①更換了鍍層脫落的壓氣缸,并對另一只壓氣缸進(jìn)行高溫附著力試驗(yàn),未發(fā)現(xiàn)問題;②更換了燒損的屏蔽罩;③將有熏黑痕跡的噴口進(jìn)行打磨,并作耐壓試驗(yàn);④對開關(guān)罐罐體燒傷部分打磨噴漆;⑤更換部分有燒灼痕跡的電容;⑥對動(dòng)靜觸頭打磨處理。設(shè)備修后在變電站現(xiàn)場按新設(shè)備投運(yùn)進(jìn)行交接試驗(yàn),全部試驗(yàn)項(xiàng)目合格。
五、結(jié)語
萬全變電站一期工程安裝的8臺(tái)500kv斷路器均為1998年產(chǎn)品,因制造工藝相同,8臺(tái)斷路器的48個(gè)噴口中仍有可能存在相同問題。為保證設(shè)備運(yùn)行安全,我公司決定結(jié)合機(jī)構(gòu)大修,由廠家配合對這批斷路器抽相開蓋檢查,現(xiàn)已對4臺(tái)進(jìn)行了檢修,并抽取了其中的8相本體進(jìn)行開蓋檢查,未發(fā)現(xiàn)任何問題。上述缺陷分析可看出,這些設(shè)備缺陷頻繁發(fā)生的主要原因,除元器件的設(shè)計(jì)、材質(zhì)、加工工藝和精度、密封件質(zhì)量、清潔度和裝配質(zhì)量等方面存在問題外,全面質(zhì)量管理和質(zhì)量控制不夠嚴(yán)謹(jǐn)是造成設(shè)備故障率偏高的主要原因。
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