作為提升配網(wǎng)安全性的關鍵部件,柱上斷路器廣泛應用于配網(wǎng)分段、聯(lián)絡及支線中,對提升供電可靠性具有重要作用。柱上斷路器的主要用途有兩個方面:一是根據(jù)運行需要,實現(xiàn)負荷轉移;二是在配網(wǎng)發(fā)生故障的情況下,快速準確地隔離故障點,縮小停電范圍。柱上斷路器在其壽命周期內(nèi)的操作次數(shù)是有限的,隨著環(huán)境的改變及使用年限的增加,動靜觸頭燒蝕嚴重、操作機構卡澀、彈簧疲勞及控制器失靈等故障逐漸增多,嚴重影響柱上斷路器分合閘的可靠性。

本文通對一起柱上真空斷路器拒合閘故障進行分析,發(fā)現(xiàn)某廠家生產(chǎn)的柱上斷路器在安裝工藝方面存在缺陷,通過采取改進措施及時避免同類故障的再次發(fā)生。本文可為同類設備拒分、合閘故障分析提供參考。

1 、柱上斷路器常見故障

為快速、準確地查找故障原因,需要深入了解柱上斷路器發(fā)生故障的類型,有針對性地對故障原理進行分析、研究,提升柱上斷路器故障診斷能力。城市配網(wǎng)中柱上斷路器常見故障有拒動、誤動、卡澀及斷裂4種,故障發(fā)生原因如匯總表1所示。

2 、柱上真空斷路器結構

柱上斷路器按滅弧介質主要分為油斷路器、真空斷路器及 SF6 斷路器。油斷路器主要應用在早期,隨著科技的進步,從國外引進、消化并自主研發(fā)出真空斷路器及 SF6 斷路器。真空斷路器主要應用于電壓較低的線路上,SF6 斷路器主要應用于中高壓線路上。

本文分析的拒動故障柱上斷路器為戶外高壓交流柱上永磁真空斷路器,型號為 ZW32-12FG/M630-20,如圖1所示。斷路器主體為三相支柱式結構,永磁操動機構與滅弧室良好配合,電流互感器外置,端子出線,外側選配隔離裝置,坐式安裝結構。同時根據(jù)運行需要配置保護電流互感器、零序電流互感器、電壓互感器及無線遙控器,作為控制器的模擬量測量裝置,實現(xiàn)線路保護、監(jiān)測、控制和遠程操作。

隔離開關主要起到指示和保護作用,給作業(yè)人員制造一個明顯的斷開點。滅弧室主要起到滅弧作用,是最重要的組成部分?；ジ衅魇菙嗦菲鞯年P鍵部件,其作用是將電磁能轉化為動能,執(zhí)行斷路器控制信號,控制器與斷路器主體形成操動運作的結構。斷路器和控制器采用多芯通信電纜連接輔助開關,起到安全和指示作用。

3、 故障分析

2022年2月15日,某配網(wǎng)發(fā)生一起柱上斷路器故障,柱上斷路器儲能機構不能進行儲能操作,無法實現(xiàn)分、合閘。該斷路器于2020年12月投運,在運時間14個月。

第一步:對更換下來的柱上斷路器進行故障分析。根據(jù)柱上斷路器的故障描述判定斷路器發(fā)生拒動故障,根據(jù)表1常見原因進行逐項排除,得出初步結論:觸點接觸不良引起斷路器拒動。

第二步:對二次設備進一步排查,發(fā)現(xiàn)柱上開關在與控制器配合時,電動不能操作,無法進行電動分、合測試,手動分、合正常。

第三步:檢查控制器時未檢測到分、合位輔助位置信號。控制器如檢測不到輔助位置信號,會默認柱上設備不具備分合操作的條件,進而導致控制器不能控制柱上設備分合。

第四步:檢查分、合位信號輔助點時發(fā)現(xiàn),分閘信號回路輔助開關接線插件接觸不良,線鼻在壓接過程中線束位置前移,緊固位置壓在二次線絕緣層上,導致與線鼻沒有可靠接觸,柱上開關在運輸、安裝及運行過程中受震動導致導體與線鼻分開,造成分閘信號回路接觸不良,控制器無法采集分閘信號,造成電動不能合閘。二次線壓接不良如圖2所示。分、合位信號輔助點如圖3所示。

斷路器主體與控制器采用26芯 CZ 航空插頭連接,26芯航空插頭的第19、20、21位為輔助回路遙信端子,如圖4所示。斷路器在出廠試驗及到現(xiàn)場試驗時未發(fā)生控制器無法采集分、合閘信號問題;為此,柱上斷路器運行中發(fā)生拒動故障的原因是運行過程中頻繁操作的震動,造成JX-5端子接觸不良,導致遙信公共端點信號傳輸不正常,控制器無法接收遙信公共端點信號,從而引發(fā)斷路器儲能機構拒動故障。

4 、故障分析結論

本次戶外高壓交流柱上永磁真空斷路器儲能機構故障的原因是分、合閘信號回路輔助開關接線插件壓接不良,在運行中受到震動,造成JX-5端子接觸不良,導致控制器無法接收遙信公共端點信號,引發(fā)柱上斷路器儲能機構拒動故障。

5 、改進措施

設備制造階段采用線束自動加工,避免人為因素控制不良引起的零部件質量問題。

設備安裝階段對生產(chǎn)現(xiàn)場手動壓接的產(chǎn)品實施壓接質量專項復核,防止類似質量問題的再發(fā)生。

6、 結語

柱上斷路器具有集成度高、結構輕巧、燃弧時間短、安全無污染、使用壽命長等優(yōu)點,廣泛應用于城市配網(wǎng)中,加速了配網(wǎng)升級改造,提升了供電可靠性。本文通過一起柱上真空斷路器拒動故障案例,介紹了斷路器故障排查的基本流程,找到了故障發(fā)生的根本原因,并有針對性地提出了改進措施,為強化斷路器入網(wǎng)質量提供了重要支撐,同時也可為柱上真空斷路器故障診斷提供參考和借鑒。

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