两类220kVSF6开关运行中出现的重要问题及对高压开关有关问题的探

韶关电厂从1996年开始使用220kVSF6开关。早期因进口开关价格昂贵，因此选用了三台沈阳高压开关厂生产的LW11-220型SF6开关，分别用于韶关电厂老厂220kV升压站的母线联络开关、韶田线开关和韶曲丙线开关。1998年后，因进口SF6开关的价格与国产SF6开关的价格已具有可比性，因此此后的10台开关选用了ABBHPL245型开关，其中早期的3台是原装进口，后期的7台是北京ABB在国内组装。这两类开关投运后，先后出现了拉杆断裂、自动合闸、储能齿轮破裂、缓冲机构变形、拒合等重要问题，非凡是LW11-220型开关，险些酿成重大事故。

1　LW11-220开关的重要问题及其发现过程

1.1　连杆断裂问题

　　2002年1月20日，韶关电厂预备用220kV母联开关对检修后的#3主变进行充电。220kV升压站进行倒闸操作，在已经空出一组母线后，跳开母联开关。此时四条220kV出线的高频保护的收发信机忽然都启动长期发信，而且无法复归。运行人员当即停止倒闸并将母联开关合上，所有保护均恢复正常。为查清所有高频保护同时忽然启动发信的原因，再次将母联开关跳开，上述异常情况再次出现，但继续将母联开关一侧的刀闸拉开后，上述异常又全部消失。根据上述情况，估计所有高频保护同时发信是由同时作用于各条线路的干扰所引起，而引起这一现象的直接操作来自母联开关，因此判定母联开关内部有问题。于是立即将此开关停运并进行检查。停运后，开关在分闸状态下用2500伏摇表测绝缘，B相断口间绝缘为0。对该断口加压，70伏时即发生击穿。这些试验说明B相未完全分开。解体B相，发现绝缘拉杆与操作机构之间的黑色连杆已经断裂。此连杆使用的材质为A3钢，经按原尺寸用#45钢制作新的连杆换上，调整各项数据合格后投运。
　　由于连杆断裂，母联开关在分闸时B相并未彻底分开，实际只分开了很微小的距离，导致动静触头间产生强烈放电，放电产生的强烈干扰通过B相母线传送到所有出线，引起4条采用A、B相高频保护的线路的收发信机均启动发信，在母联处于分闸位置时干扰信号一直存在，故收发信机无法复归。而开关合上或将开关两侧的任一组刀闸拉开时，放电消失，干扰消除，保护自然恢复正常。若用此开关对#3主变进行充电，由于B相连杆断裂，开关机械特性已发生很大变化，充电时的励磁涌流很可能引发事故。

　　约半年后，这台开关的A相连杆又发生断裂。这次是在定期试验测时间时，发现A相合闸时间缩短而分闸时间加长，经反复调整仍不能合格，而且A相分闸越来越慢。于是对开关解体，发现其连杆已断裂。但从断裂痕迹看出，一开始连杆的两个平行锣孔并未全部断裂而只是单边发生了断裂，因此在这次停运倒闸过程中并未出现异常，但单边断裂后绝缘拉杆的中心已发生偏移，触头在运动时产生稍微卡涩，分合闸时间已经出现异常。在试验时几次操作后全部断裂。

　　鉴于此型开关已有两相出现连杆断裂，韶关电厂已逐步将三台LW11-220开关的这种连杆全部更换为#45钢连杆。

1.2　自动合闸问题
　　2003年4月16日，220kV韶田线线路单相永久故障，开关重合后跳开，线路停运检修。第二天，当继保人员打印出故障录波图时，却发现韶田线开关在4月16日的故障中A相重合了两次。首先怀疑保护装置有问题，经对保护装置全面检查却未发现异常。模拟单相故障，重合闸动作正常。三次模拟相间故障时，两次未重合，有一次A相又发生了一次重合，但并无重合闸信号出现。于是判定问题可能不在保护装置本身。为确定问题是在保护装置及其外部回路上，还是在开关本身的操作机构上，将开关合闸后，在开关的就地操作箱上将合闸电源拆除，再模拟相间故障传动，A相仍然发生了一次重合。由此证实，开关机构本身存在自动合闸的严重问题。

　　LW11-220型开关采用气动分闸，弹簧合闸。当压缩空气将开关分闸时，合闸弹簧同时储能，具备了合闸的能量。开关分闸后能否可靠保持在分闸位置，从机构上来看，取决于分闸复位弹簧能否将挚子复位于扣板中。若分闸后能将挚子复位于扣板中，则开关可靠保持在分闸位置；反之，若挚子不能复位于扣板中，则由于分闸后分闸的气动回路已关闭，而合闸弹簧已储能，挚子处于自由状态，则开关必然不能保持在分闸位置而又将合闸。

　　经过检查，发现复位弹簧已疲惫，弹力已明显不足。该弹簧在开关合闸运行中长期受压老化，复位时弹力不足，不能将挚子复位于扣板中，引起了A相的自动合闸，这在切除故障时将可能引起开关的多次跳跃，而这种跳跃由于是开关机构本身引起的，是各种防跳措施均无法防范的，因此是十分危险的。  

　　有鉴于此，一方面要及时检查开关复位弹簧的老化情况，及时更换，必要时可增加垫片增大弹簧压缩量，增加复位弹力，但要害是要选用优质弹簧。

1.3　缓冲机构变形问题

　　缓冲机构变形问题的发现是在进行分合闸时间测试时发现的，开关三相的分合闸时间经调整后均在合格范围内，但相间同期超标，C相的合闸时间比另外两相明显较长。经反复调整，C相合闸时间调整元件已调至尽头，但合闸时间仍然偏大。最后经反复检查，发现位于开关底部的分闸缓冲机构外壳已经断裂歪斜。拆下外壳，发现主缓冲杆已变形，缓冲器内已没有缓冲油。由于这种缓冲器靠油和弹簧进行缓冲，每次分闸，缓冲油受到强烈撞击压缩而有部分挥发。多次操作后，缓冲油已挥发完，失去缓冲效果，结果造成缓冲器受到分闸时的过度冲击，外壳断裂，主缓冲杆变形，导致开关传动系统偏离中心，运动产生卡涩，必然引起开关时间特性的变化。

2　ABBHPL245开关的问题

2.1　机构问题

　　用于韶关电厂#10机组高压侧出口处的220kVABB开关在机组尚在调试未正式投运时就发现有一相机构的主齿轮破裂。同样是这台开关，后来又出现了储能小齿轮断齿的情况。用于#10机组启动变的另一台同型开关，出现了拒合情况。经将操作机构整体运回厂家检查，发现机构主轴已扭曲，导致合闸机构机械性闭锁。而用于#5机组高压出口侧的另一台同型开关，在机组检修打开C相三角箱进行检查时，发现箱内有许多银白色丝状铁屑。进一步检查发现，三相联动的主传动杆与C相自身的提升杆在三角箱内十字交叉布置，本来相互间应有一定间隙，但由于制造安装不良，相互间紧贴在了一起，这样开关每次动作时产生摩擦，导致铁屑，提升杆已被磨出银白色。而这台开关是原装进口的。

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