(广东电网梅州供电局变电管理所 广东梅州 514021)
摘要：近年来，由于10kV开关柜隔离开关接触不良导致的烧融、过热等事故时有发生，其中GN30型隔离开关，受结构缺陷及材质缺陷影响，在梅州供电局已出现此类型的刀闸事故为数不少。本文对其中一起事故进行分析，探讨造成故障的原因，在运行中巡视监测的重点，以确保电力系统的安全可靠运行。
关键词：开关柜，GN30，接触不良
1 事故经过
2017年5月13日，梅州供电局220kV丰顺站运行人员报告，10kV 3C1开关保护过流一段保护动作跳开10kV电容器3C1开关，#3主变主一保护、主二保护低后备复压过流Ⅰ段2时限动作出口跳开#3主变变低503开关，一次故障电流约25.88kA。
2 设备情况及原因分析
10kV 3C1开关柜转检修状态后，观察发现3C1开关柜前、后柜门被冲开，门板变形，开关柜体内部被弧光熏黑，柜体部分灼伤变形。开关三相拉杆与7字拐臂连接部位断裂，开关机构指示为分闸状态，开关真空泡外观完好，电流互感器外观无异常，电缆室干净、无放电痕迹。3C1开关柜上隔离刀闸A相触指紧固螺栓掉落，B相触指紧固螺栓及弹簧掉落，C相未发现明显痕迹。上隔离刀闸A相处柜体可见明显的电弧灼伤点，下隔离刀闸A相内柜门固定螺丝存在对地放电痕迹，如图1所示。
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图1 10kV 3C1开关柜内部情况
根据故障现象和现场情况，初步分析认为：3C1开关柜为电容器柜，在日常运行时操作频繁，固定瓷瓶易积累灰尘，导致绝缘水平下降。当A相上隔离动触头接触面腐蚀或固定螺丝松动时，接触电阻升高导致接头温度上升，静触头发热，随着电流的持续增大，静触头受热出现溶融，产生爬弧等现象，进而发展成绝缘击穿，产生内部弧光短路故障。由于故障电弧能在短时间内释放出大量的能量，在故障持续过程中，产生的电弧引起下隔离刀闸对地放电，并对柜体造成损伤。
3 设备故障后处理情况
（1）故障后对10kVIII段母线瓷瓶、其他间隔GN30刀闸进行了检查，未发现裂纹，松动，发热等缺陷。将3C1开关柜故障部分隔离后，10kV III段母线耐压试验合格，恢复了10kV III段母线运行，并进行了局放测试，试验合格。
（2）当天下午对#3主变进行绕组变形试验，试验合格。
（3）与厂家联系，现场勘查故障开关柜受损情况，安排生产开关柜，尽快对故障开关柜进行修复。
4 GN30型隔离开关分析
GN30型刀闸由于其自身结构特殊，满足了开关柜四室独立分开的设计要求，可将带电部分与检修部分完全隔离，被广泛应用于各电压等级变电站。但是近年来因GN30刀闸发热导致开关柜烧毁，全站失压等事故频发。GN30型隔离刀闸存在设计、制造、运行等几个方面的缺陷，容易引起发热，导致触头接触电阻增大，造成恶性循环进而引发更严重的故障。
（1）相对于GN22型刀闸，其为旋转式刀闸，一组刀闸有上、下两个接触点，分、合闸时阻力较大，容易造成触头卡涩或合闸不到位等问题。
（2）刀闸动触头为夹片外压弹簧式结构，夹片采用6mm的螺杆外加弹簧压紧，其螺杆及压紧弹簧均未采取加装绝缘板等限制弹簧分流措施，弹簧长期分流发热退火，压力降低进一步增大发热。
（3）刀闸接触面稳定性差，由于刀闸动触头夹片（两片）仅用一根6mm的螺杆加弹簧压紧，在分合闸过程中容易产生位移，多次操作后很难保证接触良好。
（4）刀闸操作方法较难掌握，刀闸操作时力道不好控制，缓冲能力差，经调查，现场运行人员在力气较小时往往采用冲击合刀闸，容易造成瓷瓶破损，绝缘降低，给运行带来隐患。
（5）刀闸动触头夹片选用材质差的导磁材料，运行时造成涡流损耗，造成刀闸动热稳定性差，容易发热。
（6）GN30刀闸其接触点一个在母线室，测温困难，也无法观察刀闸运行情况，长久运行容易集小缺陷为大事故。
5 建议与对策
针对故障的分析结果，提出以下的措施：
（1）计划6月份开始，对220kV丰顺站大电流开关柜GN30型刀闸进行改造，总结改造经验，对所有GN30型刀闸进行改造。
（2）加快完善开关柜红外测温窗口改造工作进度，制定开关柜测温巡视要求及记录。
（3）进一步加强迎峰度夏期间开关柜的红外测温、局放测试工作。在未完成加装红外测温窗口之前，运行人员要采用红外热成像仪对开关柜进行测温，重点测量GN30型刀闸母线室温度，根据红外成像图谱分析，若发现温度偏差超过3摄氏度，应及时上报，加强分析跟踪，经分析判断异常时有必要申请停电检查。也可采用以手触摸柜体感知发热的方法来判断是否存在发热缺陷。
（4）加强运行人员GN30刀闸操作培训，规范操作方法，避免因操作导致的瓷瓶损伤。其操作要领：慢速合闸至动静触头3厘米位置，再用力合上，合上时用力要均匀，不可用力过猛。
（5）做好专业巡视合规范化检修工作。对于重负荷、重要变电站未完成GN30刀闸改造之前每年开展一次开关柜B修工作，重点检查、检修GN30刀闸问题，检查刀闸合闸是否到位、各部件是否存在变形、接触部分是否发热变色、瓷套是否开裂、转动是否灵活等。
（6）做好事故预想和抢修准备工作。对于一台主变运行，另一台主变停电进行的预试、定检、检修等工作，若运行主变变低为GN30型的刀闸时，应提前做好设备状态评价及风险评估，做好预控措施，并报设备、调度部门同意。防止在停电检修期间运行主变因变低GN30刀闸故障而导致全站失压或更大的电网事故事件。要根据各变电站GN30运行情况，做好备品备件准备工作。
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论文作者:谢聪乾
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/11
标签：开关柜论文; 测温论文; 故障论文; 梅州论文; 事故论文; 弹簧论文; 母线论文; 《电力设备》2018年第21期论文;