接地开关

接地开关（精选7篇）

接地开关 篇1

1 概述

随着电力事业的发展, 现代配电和用电系统的开关设备不仅要求监测、控制及保护等方面实现智能化, 还要求开关设备的操作实现智能化。在智能化的开关柜中, 准确、可靠的接地开关电动操作机构是必不可少的。 (1) ERC-10型开关柜电动操作装置是将自动控制、传感器、电机及机械传动等几个部分的技术综合应用于开关柜操作控制的自动化装置。ERC-10由接地开关电动操作、手车电动进出和闭锁机构电动解/联锁3个单元组成, 每个功能单元又分为控制模块和电动执行机构。在得到开关柜智能操作控制及状态显示装置发出的指令后, ERC-10的控制柜块控制电动执行机构对开关柜进行自动操作。 (2) 接地开关电动操作机构的研发过程所要操作的接地开关是具有关合能力的快速接地开关, 操作转角为90°, 操作力矩为200N·m。从安装和使用方面考虑, 设计接地开关电动操作机构时提出两点要求:安装方便, 不改变或尽可能改变现有柜体结构和相关零部件;安装少电动操作机构后不能影响手动操作

2 工作原理

2.1 控制器。

本操作机构采用ERC-10接地开关电机控制器对接地开关电机驱动装置进行控制和保护, 具有就地和远方两种操作模式。控制器可在电动接地开关驱动电机运转受阻 (如安装不到位或机构卡死) 达到保护条件时立即对电机制动, 并逆向驱动电机解除闷车卡死状态。

2.2 接地开关电动操作工作原理。

接地开关电动操作与断路器之间的联锁保护众所周知, 当断路器离开试验位置时, 接地开关是不允许操作的, 这一点在开关柜的“五防”联锁中已经满足要求。但仅限于手动操作, 但为了更好保护电动操作机构, 此处联锁采用了较为可靠的保护:当断路器离开试验位置时, 微动开关立即发送信号至控制回路, 将整个控制回路立即切断, 这样就确保用户此时无法操作电动机构。接地开关电机操作的手动优先联锁电力系统中, 开关设备里的接地开关往往采用手动就地操作, 但接地开关增加电动操作功能后, 就存在接地开关手动与电动操作之间的切换。本机构在研发设计过程中考虑到工程的实际应用, 接地开关的操作优先采用手动为主, 电动操作为辅模式, 因此势必增加手动优先联锁机构。此联锁要求当手动操作柄插入接地开关操作孔时, 应立即将电机控制回路切断, 以避免在手动操作时, 对电机进行误操作而造成不必要的损失。

(1) 若需要使用手动操作时, 为了保证机构的完整性, 当操作手柄插入时, 即需要向左拨动手动优先滑板, 触动手动优先行程开关, 切断电动接地开关电机回路, 只能进行手动操作。

(2) 进行电动操作接地开关之前, 只有将接地开关操作挂锁机构打开, 使五防解锁行程开关动作, 接通电机回路, 否则, 在接地开关动作时, 接地开关操作主轴联锁滑板会向下运动, 会对接地开关操作挂锁机构造成破坏。

(3) 电机驱动接地开关操作主轴运动时 (以图示运动方向为例-顺时针) , 凸轮触动接地开关合闸微动开关, 电机回路得到动作信号, 切断电机回路, 电机停止运转, 即完成合闸动作, 反之, 凸轮逆时针运动, 触动接地开关分闸微动开关, 电机回路得到分闸动作信号, 切断电机回路, 电机停止运动, 即完成分闸动作。

(4) 当电缆室门处于开启状态时, 电缆室门联锁板触动电缆室门联锁行程开关, 切断电机回路, 接地开关电机无法运转, 确保了在电缆室门打开的情况下, 无法对接地开关进行电动操作。

3 电动接地开关出现的问题及解决的措施

在开关柜电动接地开关的装配中出现的问题:

(1) 传动齿轮组的位置存在一定的偏差, 有可能影响齿轮的正常传动, 应确保安装质量; (2) 整套齿轮机构没有涂抹润滑油, 将导致传动过程的摩擦力增大, 应在所有传动部位涂抹质量合格的润滑油 (注:不能涂抹凡士林) ; (3) 原开关配置的黑色的接线端子, 在绝缘性能上不满足要求, 建议取消配置, 直接将行程开关及电机的连接线, 引到8节绿色的接线端子上即可。如图;同时, 在底部弯边上预留2-M4、距离为150mm左右的螺纹孔, 由本公司安装线槽进行控制线的连接; (4) 开关合、分闸位置采用单微动开关 (即图所示的单触点SL1、SL2) 控制, 其可靠性有待验证, 如安装空间足够, 建议采用双微动开关串联触点控制的方式, 同时, 触点引出端子线应采用焊接线引出, 不采用插接端子引出, 以确保引出线的接触可靠性;

结束语

为适应现代化电网日新月异的发展, 接地开关电动操作的研发是很有意义的。同时, 目前国内的电网系统中, 接地开关电动操作机构的应用并不是非常的普及, 所以, 不仅需要进一步研究更为可靠、优异的接地开关电动操作机构, 其他智能操作系统的研究也是大势所趋。

摘要：简要介绍了电动接地开关的工作原理, 并分析了装配中出现的问题及其解决措施。

关键词：开关柜,电动,接地开关

参考文献

[1]王维俭.电力系统继电保护基本原理[M].北京:清华大学出版社, 1991.

[2]陈芬.浅析快速接地开关HSGS的功能作用[J].工艺与技术, 2012.

[3]王建华.电气工程师手册[M].北京:机械工业出版社, 2000

[4]施耐德公司电气设备选型手册[Z].2011.

接地开关 篇2

接地开关电动操动机构是先进的智能操动机构,与具有短路关合能力及快速合闸机构的JN15型接地开关相结合,组成一款新型的自动化安全设备,具有能在远控或自动的状态下进行接地开关分合操作的功能。具有可靠“五防”联锁的带有电动接地开关的开关柜,是满足我国智能电网发展要求的新型开关柜。本文主要是对带有电动操作机构的接地开关在10k V开关柜操作进行探讨,重点分析带电动接地开关的开关柜如何实现“五防”联锁。

2 接地开关电动操作机构机械组成部分

接地开关电动操作机构机械组成部分主要分为接地开关操作轴、可调节长度的双头螺杆、接地开关本体操作轴。当手动分、合闸时,使用操作手柄手动转动接地开关操作轴,通过双头螺杆带动接地开关本体操作轴转动,从而实现接地开关的分、合闸。当电动分、合闸时,电动接地开关分合闸动作以及分合闸到位的信号取自于电动接地开关操作轴凸轮装置同微动开关的接触,给电动控制装置提供工作电源,电动接地开关上的电机转动从而使地刀分合。

3 启动电动接地开关电动分合的条件

3.1 在开关柜的“五防”联锁中,当断路器离开试验位置时,接地开关是不允许操作的。

在使用电动接地开关时,除了普通的常用的机械联锁,还应该增加一组断路器是否在实验位置的电信号,即在断路器的底盘中增加一个实验位置的辅助触点。当断路器从工作位置移动到实验位置时,辅助触点提供闭合信号。

3.2 在开关柜的“五防”联锁中,当电缆室的间隔带电时,接地开关是不允许操作的。

通常我们的做法即在电缆室间隔中的带电母线上安装一组带电传感器,即带电传感器监测出母线上不带电时,传感器连接的辅助开关提供闭合信号。

3.3 接地开关分合应该在柜体后柜门关闭的情况执行分合闸动作,故在柜体后部增加行程开关。

3.4 电动接地开关通常下,不仅可以电动分合闸也可以手动分合闸,为使二者之间操作时不相互冲突,即在同一时间内电动操作和手动操作之间具有唯一性,故还应该增加一个电动操作与手动操作的选择性开关。

综上所述,电动接地刀操作系统只有在满足上述条件下才能进行电动操作。

4 电动接地刀联锁在中置柜中实现方式

在电动接地刀启动的电气条件,其中断路器试验位置和母线是否带电实现方式比较简单,具体的实现方式在上面已经阐述,现在具体分析柜后门开关闭合状态行程开关和电动操作与手动操作选择开关的安装方式。

4.1 对于柜后门开关闭合状态行程开关设置问题,对于不同的柜体结构方式实现的方式也不相同。

4.1.1 对于市场通常使用的双折边柜体,只需在柜后部增加一个微动开关安装板,并在后柜门上增加一个微动开关碰块,当门关闭时碰触微动开关,即可实现对柜后门开关闭合状态的监测。

4.1.2 对于骨架采用覆铝锌板五折边立柱(美国GE公司P/V柜技术)工艺的柜体,应在柜后门与柜体接地刀操作联锁的杆上增加一块安装微动开关碰块,当后门关上时碰触柜后门顶杆使微动开关碰块跟随移动,从而碰触微动开关使其发生动作。(如图1)

4.2 对于电动操作与手动操作的选择性开关布置,同样也是根据柜体结构方式不同而不同。

4.2.1 对于市场通常使用的双折边柜体,在接地开关操作孔位置增加一个手动操作和电动操作的选择微动开关,若需要使用手动操作时,为了保证机构的完整性,当操作手柄插入时,即需要向左拨动手动优先滑板,触动手动优先行程开关,切断电动接地开关电机回路,只能进行手动操作。

4.2.2 对于骨架采用覆铝锌板五折边立柱(美国GE公司P/V柜技术)工艺的柜体。在柜前地刀孔位置处设地刀操作弯板,并在地刀操作弯板上分别开设有:用于手动操作电动地刀合分闸的地刀孔;用于控制电动地刀的电动操作电路通断的微动开关;地刀孔挡板;用于遮挡地刀操作孔的地刀孔挡板,且在微动开关和地刀孔之间转动,地刀孔挡板的铰接轴上套设有复位扭簧,该复位扭簧使得地刀孔挡板的初始状态位于地刀孔上,地刀孔挡板转动后触动微动开关(见图2)。

5 结论

随着现代化电网日新月异的发展以及日趋智能化的要求,未来使用电动接地开关将会越来越普及,而对于研究如何实现电动接地开关在开关柜中操作使用,研究如何使电动接地开关操作机构与柜体“五防连锁”联动更加合理可靠也就显得很有意义。

摘要：随着国家智能电网建设的全面推进,电网对电力系统中的开关设备不仅要求监测、控制及保护等方面实现智能化,而且还要求开关设备的操作实现智能化。在智能化的开关柜中,分合操作动作准确、可靠的带电动操作机构接地开关就成为必不可少的组件。

高压开关柜接地导体的选择 篇3

在常用的12 ~ 40.5 k V高压开关柜设计中,为保证维修工作人员和设备的安全,主回路中凡规定或需要触及的所有部件都应能预先接地。常用的做法是沿所有高压开关柜的整个长度延伸方向应设有专用的接地导体。在开关柜现场安装工作完成时,通过接地导体将各个运输单元相互连接成一体,此接地导体应能承受接地回路的额定短时和峰值耐受电流。

但在一些高压开关柜生产厂家中,对接地导体的选择或是理解各不相同,导致制造接地母线时没有标准或依据。

1 生产企业常见接地导体选型特点

部分高压开关柜生产企业常见的接地导体选型错误主要如下:

(1) 生产企业是按照制造低压开关柜接地导体的思路,直接将接地导体的规格选择成了主母线截面积的50%,甚至是分支母线截面积的50%。

(2) 生产企业直接按照高压开关柜主回路母线截面积的87% 来生产接地导体。

(3) 生产企业是从某能源企业招标技术规范中,直接选择240 mm2作为接地导体规格。

(4) 生产企业偷工减料,接地导体截面积只有30 mm2。

针对上述第1 类企业,是将高压开关柜的母线制作工艺和低压开关柜母线制作工艺混为一谈,简单的以低压开关柜接地导体制作的标准来制造高压开关柜接地导体。

针对上述第2 类企业,是混淆了接地回路额定短时耐受电流与主回路的关系。在中性点不直接接地的系统中,接地回路额定短时耐受电流需承受主回路额定短时耐受电流的87%,这仅仅是接地回路电流和主回路电流的关系,不是接地导体截面积和主回路导体截面积的关系。

针对上述第3 类企业,简单地以某一企业招标规范为依据,缺少标准支撑。

针对上述第4 类企业,对GB 3906—2006《3.6k V~40.5 k V交流金属封闭开关设备和控制设备》第5.3.2 条理解不够,错误地认为只要接地导体截面积不小于30 mm2就可以了。如果发生开关柜短路故障,如此规格的接地导体根本不能保证开关柜及运行、检修人员的安全。

2 接地导体的正确选择

国家发改委发布的电力行业标准DL/T 404—2007《3.6 k V ~ 40.5 k V交流金属封闭开关设备和控制设备》中规定,接地导体应采用铜质导体,在规定的接地故障条件下,当额定短路持续时间为4 s时,其电流密度不应超过110 A/mm2,但最小截面积不应小于30 mm2。

由于我国12 k V和40.5 k V电网系统是中性点不直接接地系统,在大多数高压开关柜型式试验报告中,接地开关承受的额定短时耐受电流和时间与主回路一致,时间大多都是3 s或4 s,而接地回路所承受的额定短时耐受电流为主回路的87%,时间大多都是2 s。

在GB 3906—2006《3.6 k V ~ 40.5 k V交流金属封闭开关设备和控制设备》的附录D中,明确了根据短时持续电流的热效应计算裸导体横截面积的方法。

因此,只需按照此公式,就能计算出接地导体的横截面积,从而选用合适的母线。

公式如下:

式中:S为导体横截面积,单位为mm2;I为电流有效值,单位为A。a以表示,并按下列规定取值:铜为13;铝为8.5;铁为4.5;铅为2.5。t为电流通过时间,单位为s。Δθ为温升,单位为K,对裸导体一般取180 K,如果时间超过2 s但小于5 s,Δθ值可增加到215 K。

3 计算实例

下面以典型的高压开关柜为例,计算接地导体横截面积。

1)KYN28A-12/1250-31.5 铠装型移开式交流金属封闭开关设备

其中31.5 代表额定短时耐受电流,单位是k A。

当公式中t =2 s时,由公式计算得到铜质接地导体截面积S =242.3 mm2,因此选用TMY-50×5 的母线。

当公式中t =4 s时,由公式计算得到铜质接地导体截面积S =330.3 mm2,因此当额定短时耐受时间越长时,对接地母线选择越严酷,此次需要选用TMY-60×6 的母线。

2)KYN61-40.5/630-25 铠装型移开式交流金属封闭开关设备

其中25 代表额定短时耐受电流,单位是k A。

当t =2 s时,由公式计算得到的铜质接地导体截面积S=192.3 mm2,因此选用TMY-50×4 的母线。

当t =4 s时,由公式计算得到的铜质接地导体截面积S=262 mm2,因此选用TMY-50×5 的母线。

4 结语

800kV超B类接地开关 篇4

随着电力建设的发展, 电网在不断扩大, 容量也在不断增加, 为了减少输电走廊占地, 同塔双回路平行架空高压输电线路日渐增多, 在这种输电线路中使用的某些高压接地开关要求具有开合感应电流的能力。随着同塔双回线的普及和电压等级的升高, 对接地开关开合感应电流的能力也要求越来越高, 开合感应电流成为高压接地开关的一种特殊运行条件。目前, 同塔双回输电线路已成为我国500k V主干网架的发展趋势, 500k V同塔四回线路[1]、750k V双回线路已成功投入运行。

2 地开关开合感应电流的运行工况

在两条或多条同塔或邻近平行布置的架空输电线中, 当某一回或几回线路停电后, 由于它与相邻带电线路之间产生电磁感应和静电感应, 在停电的回路上将产生感应电压和感应电流。

因此, 用于这些线路的接地开关, 应能满足以下的运行条件: (1) 当停电线路的一端开路, 在线路另一端的接地开关分、合操作时, 接地开关能开断和关合容性电流; (2) 当停电线路的一端接地, 在线路另一端的接地开关分、合操作时, 接地开关能开断和关合感性电流; (3) 接地开关能持续承载容性和感性电流。

3 同塔双回线的静电感应和电磁感应

在双回线同塔情况下, 其中任一回路停电接地, 另一带电回路仍继续运行, 其间存在相互的静电和电磁耦合关系, 若两回线均不换位, 运行线三相相对于检修线每一相的几何位置不同, 其间的互感系数和线间电容则不同, 运行线三相电源对检修线的影响不能相互抵消。若两回线均匀换位。运行线三相电源对检修线的影响仍不能完全相互抵消。只有当一回线路换位, 另一回线路不换位时, 这种影响才可能完全抵消。

根据检修线所处的4种不同状态, 检修线上共有4类不同的感应参数:

(1) 静电感应电压。两端接地开关均不接地, 由运行线对检修线, 检修线对大地的电容分压产生。在打开的接地开关断口间的容性电压取决于带电线路上的电压及与带电线路的耦合系数。

(2) 电磁感应电流。两端接地开关均接地, 由运行线电流在检修线路上感应的电势引起的环流。两端接地的不带电线路中的感性电流取决于带电路线中的电流以及与带电线路的耦合系数 (由杆塔上的线路布置情况决定) 。完全同塔架设不换位线路一回线运行, 另一回线停电检修时, 流过接地开关的电磁感应电流与运行线路传输的功率呈正比, 与线路长度的关系不大。

(3) 静电感应电流 (电容性电流) 。一端接地开关接地, 从运行线与检修线间的电容经检修线流入大地的电流。一端接地的不带电线路中的容性电流取决于带电线路上的电压、与带电线路的耦合系数 (由杆塔上的线路布置情况确定) , 以及不带电线路的接地端和开路端之间的距离。完全同塔架设不换位的线路一回线带电运行, 另一回线停电检修时, 流过接地开关的静电感应电流与运行线路传输的功率无关, 与线路的长度呈正比例关系。

(4) 电磁感应电压。一端接地开关接地。运行线电流在检修线上感应的电势。同塔架设的线路, 在打开的接地开关断口间的感性电压取决于带电线路的电流、与带电线路的耦合系数以及与带电线路邻近的那部分接地线路的长度。

4 地开关开合感应电流的标准要求

根据IEC62271-102修订的GB1985-2004《高压交流隔离开关和接地开关》, 将“接地开关开合感应电流”项目以“规范性附录C”纳入。

国标规定, 对于40.5 k V及以上的接地开关有可能要求开合感应电流和电压的能力, 主要通过额定感应电流和额定感应电压参数来确定。额定感应电流是指接地开关在额定感应电压下能开合的最大感应性电流:额定感应电压是指接地开关在开合额定感应电流后能承受的最大工频电压。接地开关一般可分为A类和B类, 其中800k V接地开关开、合感应电流的额定参数见表1。

5 实际工程对地开关开合感应电流的要求

750k V西宁-永登-白银输变电工程, 计算的同塔双回线路的感应电流、电压, 电磁感应电流和电磁感应电压及静电感应电流满足B类标准要求, 静电感应电压为55k V, 超出B类标准。750k V永登-金昌-酒泉-安西输变电工程招标中, 将静电感应电压定为100k V;已远远超过国标的规定, 具备开合超过国标B类感应电流能力的接地开关称之为超B类接地开关。

6 具备开合超B类感应电流能力的接地开关

800k V超B类接地开关是在常规800k V接地开关的基础上, 增设了开合感应电流的装置, 是由附装在接地刀杆上的具有弹性的辅助触杆以及安装在底座上的真空或SF6灭弧室组成, 两者通过柔性杆连接起来, 见图1~3。合闸时, 接地刀杆与辅助触杆一起从水平位置向上摆, 在接近合闸位置时, 辅助触杆先接触, 感应电流在灭弧室中接通, 然后接地开关主开关合闸.持续感应电流由主开关承载。接地开关分闸时, 主开关先分开, 将感应电流转移到辅助回路中, 由灭弧室将感应电流切断。然后辅助触杆分开。并与主开关一起下摆运动到水平位置。

附装真空灭弧室的800k V超B类接地开关, 开合能力可达到:静电感应电压50k V、开合静电感应电流50A, 电磁感应电35k V、开合电磁感应电流400A;真空灭弧室配备单独的弹簧机构, 与主接地开关之间采用机械联动。附装SF6灭弧室的800k V超B类接地开关, 开合能力可达到:静电感应电压100k V、开合静电感应电流100A, 电磁感应电35k V、开合电磁感应电流400A;SF6灭弧室配备单独的电动机构, 与主接地开关之间采用电气联动。

结语

随着电网的发展, 同塔双回线路越来越普遍, 接地开关开合感应电流的能力, 已经引起运行部门和制造企业的高度重视。国内已有多个厂家开发出超B类接地开关。现有的接地开关国家和行业标准已不能满足电力系统发展的需要, 应加快相关技术标准的修订工作。

参考文献

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[3]GB1985-2004.高压交流隔离开关和接地开关[S].

[4]郭贤珊.交流高压接地开关开合感应电流问题的探讨[J].高压电器, 2006, 42 (3) :214-216.

接地开关 篇5

小车开关柜与其它类型设备相比具有柜体精度高、重量轻、机械强度高、外形美观、性能优越等特点, 因此被广泛的应用于电力系统户内配电装置中。宁夏固原供电局将台110k V变电站10k V户内配电装置选用陕开电器有限公司生产的KYN28A-12型户内金属铠装抽出式开关设备 (以下简称开关设备) , 此开关设备具有防止带负荷推拉断路器手车、防止误分合断路器、防止接地刀闸处在闭合位置时开合断路器、防止误入带电间隔、防止在带电时误合接地刀闸的联锁功能。

2、小车开关的触头检查

由于小车开关结构的特殊性, 当小车断路器推入柜内, 无法检查到其触头的实际接触情况, 只有通过其它方法判断小车断路器已完全推入柜内即工作位置。现场的具体做法是:

2.1 断路器手车上装有真空断路器及

其推进机构, 当手车用转用车运入柜体断路器室时, 便能可靠的锁定在工作位置/试验位置, 而且只有完全锁定后, 才能摇动推进机构。断路器在分闸状态下, 将推进手柄插入推进孔中顺时针摇动, 推进总行程约为200mm, 转动手柄20圈, 当听到“嗒”的一声时即为工作位置, 此时运行人员就检查手车确实已摇至工作位置, 具体方法是:检查开关柜壁的工作位置红色刻度线与断路器操作机构面板完全重合。

2.2 检查保护装置开关量开入变化:

检查保护装置相应的断路器手车工作位置开关量开入发生变化, 断路器手车工作位置信号光隔灯亮。

2.3 检查遥信变位:

检查后台机断路器手车工作位置遥信量发生变化即显示工作位置。

2.4 现场检查:

完成上述工作后运行人员在远方进行断路器合闸, 在现场检查断路器实际位置, 注意听有无放电声。

在现场只有通过这四种方式检查后才能判断断路器触头接触良好。

3、接地刀闸的检查

将台变10kV配电装置选用的是后检修方式的开关设备, 接地刀闸安装在开关设备背面的电缆室内, 其位置的分、合可以直接通过开关设备背面的观察窗对接地刀闸动力弹簧的松紧程度检查来进行判断:若弹簧压紧则接地刀闸在分闸位置, 其动触头与主母线断开, 可以明显的观察到;弹簧拉紧则在合闸位置, 其动触头与主母线闭合, 也可以明显的观察到。还可以通过以下方式对接地刀闸的位置进行检查:

3.1 检查接地刀闸相应位置的开关量变化:

若合接地刀闸, 保护装置显示接地刀闸由分到合即从0→1, 接地刀闸位置信号光隔指示灯亮;若分接地刀闸, 保护装置显示接地刀闸由合到分即从1→0, 接地刀闸位置信号光隔指示灯灭。

3.2 接地刀闸操作把手位置检查:

由于开关设备没有接地刀闸分、合位置指示, 现场对开关设备进行了相应的改造, 标明了分、合方向, 并在相应的位置标明了分、合闸位置, 可以通过相应的位置检查接地刀闸的位置。

3.3 检查遥信变位:

检查后台机接地刀闸的遥信变位, 其状态发生变化, 后台机也随之发生相应变化。

如果开关设备相互间的闭锁完好, 断路器手车在工作位置, 即使断路器已断开, 此时接地刀闸由于相互间的闭锁是合不上的。断路器手车在试验位置, 如接地刀闸未拉开, 此时断路器手车由于相互间的闭锁是推不到工作位置的。将台变在一次线路停电检修转运行操作时, 运行人员拉开接地刀闸后进行位置检查, 接地刀闸的实际位置在合, 而保护装置的开关量、接地刀闸操作把手的位置以及后台机遥信显示此接地刀闸在分。运行人员打开开关设备电缆室柜门检查, 发现接地刀闸动触头传动杆与主传动轴间的销子脱扣, 使此接地刀闸操作失灵, 而此时接刀闸主传动部分位置已发生变化, 接地刀闸在合闸位置闭锁推进断路器手车已打开, 此种情况下断路器手车可以推到工作位置, 合上断路器就会发生带接地刀闸送电的恶性误操作事故。因此现场检查接地刀闸分合状态是以其实际位置为主。

4、小车开关的触头发热原因分析

由于小车开关结构的特殊性, 其断路器触头完全封闭在母线室内, 传统的测温方法已不能满足运行的要求, 小车断路器触头的测温成为运行工作中的死角。下面对小车断路器触头的发热原因进行分析:

4.1 接触不良

4.1.1 设计缺陷:

现运行的小车断路器的触头有鸭嘴形触头和梅花形触头两种。实际运行经验证明, 鸭嘴形触头在运行中更容易发热, 与梅花形触头相比其接触面积小, 降低了其接触可靠性。梅花形触头其动静触头为圆形结构, 活动范围大, 由于磁场、电场都比较均匀, 可以较好地避免局部放电和过热。如制造工艺过关的话, 该接触应是相当可靠的。

4.1.2 设备缺陷:

小车断路器动静触头个别零件松动或损坏、动触头弹簧压力不足造成接触不良引起的发热。

4.1.3 运行原因:

由于对断路器手车轨道维护不到位使断路器手车轨道变形, 推入断路器手车用力过猛损伤触头等原因使断路器触头偏移引起接触不良发热。

4.2 负荷影响

回路的负荷电流直接影响触头的发热, 如果断路器的选型不当, 载流量小的断路器在运行中更容易发热。

5、现场对小车断路器触头的温度检查及措施

5.1 运行中的小车断路器每天都进行巡视检查, 在巡视时注意有无异味和异常声响。

5.2 在断路器触头的表面涂一层随温

度变化而改变颜色的感温腊, 利用停电的机会通过观察其颜色变化来大致确定温度范围, 这种方法准确度低、可读性差, 不能进行定期和实时测量, 方法原始。

5.3 加强对开关柜、开关主回路的

各连接点的检查, 特别注意各连接螺丝是否紧固、接触是否良好、有无氧化腐蚀及过热变色征象, 每两年对开关柜整体回路的接触电阻进行测量, 以及早发现并消除事故隐患。

5.4 对开关室进行整治, 降低使用环境的温度, 采用空调降温。

6、小车断路器触头温度测试的思路探讨

6.1 采用无线传感技术测量温度是国际上最近几年才兴起的一项新的应用。

大连金州仪器仪表厂采用无线射频模块和数字温度传感相结合的方法在国内率先研制成功配变电设备实时温度无线监测系统, 实现了对电力系统的高压和超高压母线、高压开关接点 (以及人员无法接近的其它危险、恶劣环境) 的温度进行实时在线检测, 经过与电力自动化系统连接, 在中心监控室内就可以实时监视运行设备的温度状况, 真正做到了远距离遥测。当被测点温度超过预先设定的规定值时, 就发出报警信号及时提醒有关人员采取措施。

6.2 在小车断路器开关室装设温度

接地开关 篇6

田湾核电站一期工程6kV中压配电系统使用的是ABB开关有限公司提供的ZS1型开关柜。2台机组共计拥有413台开关柜,其中带有EK6型接地开关的柜体开关柜有369台,均于2002～2004年安装完毕并投入使用。

田湾核电厂一期工程ZS1型开关柜中的EK6型接地开关,主要在负荷设备检修、试验、隔离时投入使用。部分接地开关只在每年1次的大修中才操作几次,但有部分接地开关由于负荷定期切换试验的需要而操作频繁。EK6型接地开关自投运以来,总体状况良好,但在运行和维护中仍出现了一些问题,本文针对几种常见问题加以分析探讨。

1 接地开关驱动杆上铸铝件断裂或破碎

接地开关驱动杆上的铸铝件主要作用是与半月形凸轮形成机械限位和对驱动杆的支撑及固定,并防止接地开关分、合闸时超过限位而损坏驱动轴末端的伞形齿轮。在电站6kV开关柜日常维护和大修中发现,部分接地开关驱动杆上铸铝件出现裂纹、破损或破碎,导致操作接地开关卡涩或者不能操作到位。在随后对2台机组369台6kV开关柜接地开关进行了全面普查,共计发现56台接地开关的铸铝件出现了裂纹或破碎。现场取样返厂检测结果如下:

(1)X射线透视分析。从现场破损样件的X光图片(如图1所示)可以看出,铸铝件铸造的气孔多而大,造成样件脆裂或表面有裂纹。

(2)断面气孔尺寸对比分析。从样件断面(如图2所示)可以看出,铸铝件气孔多且直径较大,造成铸铝件整体破碎。

(3)样件成分分析和硬度试验。使用光谱分析仪对4份样件进行测试,结果见表1。

通过分析4个样件的主要成分得知,铜含量在0.221%～0.469%,远低于要求的2.5%～3.5%。

4份样件硬度实测数据见表2。

由表2可知,4个样件的实测硬度为HB66.2～HB76.5,远不能满足Z430硬度要求(大于HB90)。

从以上检测结果得知,铸铝件含铜量偏少,导致硬度不能满足要求,加上铸铝件整体气泡含量多且直径较大,造成了铸铝件易碎裂。另外根据现场检修情况来看,人员操作不当也是造成铸铝件损坏的另外一个要素,如操作接地开关手柄时用力过大,旋转手柄超过了180°限位,在操作接地开关时不能一次操作到位,而在中间位置往返,对铸铝件造成冲击损伤。

2 接地开关合闸后无法正常手动分闸

在田湾核电站#2机组第3次大修期间,主泵电机开关柜接地开关合闸后无法手动分闸,在随后的#1机组第4次、5次大修期间,同样出现开关柜接地开关合闸后无法手动分闸,并且接地开关动触头已大部分脱离静触头,处于半分闸状态(如图3所示)。将接地开关和操作机构拆除后,检查发现传动齿轮磨损(如图4所示),甚至断齿,伞形齿轮与传动齿轮错位,铸铝件出现了碎裂,接地开关动触头也出现了约0.3mm的磨损。

将磨损的传动齿轮返厂通过光谱分析仪检测,其主要成分含量见表3。

从检测结果看,传动齿轮不存在质量问题。

结合现场检查情况,判断造成传动齿轮磨损、断齿的原因主要如下:

(1)接地开关动、静触头结合较紧,表面干涩且有磨损痕迹。虽然接地开关动、静触头已润滑,但整体来看润滑不够充分。

(2)在接地开关铸铝件断裂后,操作杆松脱,传动齿轮咬合度不足,造成其打滑或断齿。

(3)操作过程中,接地开关不能一次操作到位,而在中间位往返,此时接地开关分合弹簧处于储能最大状态,致使传动齿轮因在中间位过度受力而磨损。

3 接地开关塑料位置指示器标识脱落、移位或损坏

接地开关塑料位置指示器位于操作机构操作孔驱动杆前端,并与驱动杆一起转动,指示接地开关分合闸位置。经统计,在6kV开关柜日常维护和检查维修中,接地开关塑料位置指示器标识脱落、偏移或损坏发生频率最高(如图5所示),占到了6kV开关柜故障的60%以上。

根据现场检查和统计情况来看,接地开关塑料位置指示器标识脱落、移位或损坏主要原因如下:

(1)设备定期试验切换频繁,投运前一般在电缆室测量绝缘,分、合接地开关时闭锁未完全解除,闭锁舌片划伤塑料位置指示器。

(2)铸铝件安装的过紧或铸铝件破碎,塑料位置指示器随驱动杆转动时卡涩,导致塑料指示器移位、标识脱落。

4 接地开关操作孔滑片卡涩或不能按下

接地开关在分闸位时,接地开关操作孔滑片不能按下;接地开关分闸后滑片无法弹回原位。该类故障发生也较为频繁,其原因如下:

(1)铸铝件安装的位置不当或过紧,铸铝件破损,都会造成接地开关滑片卡涩。

(2)断路器手车没有摇到试验/隔离位置,闭锁电磁铁Y0未解除或位置装偏,挡住接地开关滑片,都会导致接地开关滑片不能按下。

(3)接地开关驱动六角杆未到位,导致滑片无法弹回原位。

5 接地开关与断路器间闭锁故障

5.1 闭锁故障

闭锁故障后,即使接地开关分闸,断路器小车也不能送至工作位置。其原因主要是接地开关分闸后,驱动杆没有到位,使闭锁挡片未退出手车导轨,从而阻止断路器小车向前移动。另外,接地开关分闸后,接地开关滑片没有弹回原位,也会使闭锁挡片没有完全退出手车导轨。

5.2 闭锁失效

闭锁失效后,断路器可在接地开关闭合情况下送至运行位置,如未接有可靠的电气闭锁,则有可能出现母线短路,甚至断路器爆炸的风险。其原因主要是接地开关分闸后,驱动杆没有到位,断路器手车摇送过程中撞击闭锁挡片,致使闭锁弹片轻微变形;或不当操作,使驱动杆超过限定位置,闭锁挡片完全缩回并被卡住,接地开关合闸后该挡片不能重新弹出,致使闭锁失效。

6 接地开关与电缆室柜门闭锁失效

2012年11月～2012年12月,在对负荷设备定期切换进行绝缘测量时,先后多次出现电缆室柜门闭锁失效故障,在接地开关合闸的情况下,电缆室柜门能打开。经过检查和不断验证发现,凹型锁片上的楔形垫片方向装反,致使凹型锁片不能与闭锁挡片完全形成有效闭锁。正确的凹型锁片上的楔形垫片装法如图7所示。

7 结束语

通过分析ZS1型开关柜中EK6型接地开关的故障,发现除了设备本身质量和正常磨损引发的缺陷外,运行操作人员操作技能和维护人员检修技能的不足也是导致故障频发的原因。因此,加强运行操作人员和维护人员的培训,规范接地开关操作步骤,全面落实设备维护保养十分必要。在今后的消缺过程中应首先重点针对此类频繁出现的缺陷进行排查,力争在第一时间内完成消缺工作,保障接地开关的正常使用,避免因接地开关故障造成检修工期拖延和开关设备的不可用。

摘要：根据ZS1型开关柜中EK6型接地开关在田湾核电站的检查维护情况,分析了几种在田湾核电站检查维护经常出现的故障缺陷,以期为处理同类接地开关缺陷问题提供参考。

接地开关 篇7

目前大多数变电站均配有35kV或10kV配电设备,且绝大部分采用金属铠装式高压开关柜。随着高压开关柜的普及,人身、设备安全问题逐渐涌现。开关柜是操作最为频繁的设备之一,为了避免误操作,确保电网的安全运行和人身设备的安全,处理好开关柜联锁就显得愈加重要。开关柜手车开关与接地刀闸间有机械联锁和电气联锁,联锁逻辑为:手车开关在工作位置时接地刀闸无法操作;接地刀闸在合闸状态时手车开关无法摇至工作位置;出线带电时接地刀闸无法操作。本文主要分析开关柜手车开关与接地刀闸间的电气联锁,它主要通过相关设备的辅助接点来实现。

1 开关柜接地刀闸电气联锁分析

开关柜接地刀闸电气联锁主要通过判断三相高压出线带电情况来确定接地刀闸的解锁或闭锁,即若三相高压出线均不带电,则接地刀闸解锁,可对其进行操作,否则接地刀闸闭锁,无法对其进行操作。

1.1 电气联锁原理

电气联锁原理如图1所示,闭锁电磁铁安装在开关柜本体接地刀闸操作孔小活门处,开关柜状态综合指示仪的闭锁输出接点与闭锁电磁铁串联后接在电源两端,通过控制开关柜状态综合指示仪的闭锁输出15-16接点的通断就可控制接地刀闸的解(闭)锁。

开关柜状态综合指示仪结构如图2所示。开关柜出线处安装有带电显示传感器,高压出线带电时输出一定数值的感应电压。传感器低压端分别接入开关柜状态综合指示仪的三相接线端子(21-23),该指示仪通过判断高压三相带电情况来控制闭锁输出接点的通断。

1.2 电气联锁缺陷分析

目前,绝大部分开关柜的接地刀闸电气联锁均采用上述方案。该电气联锁在开关柜机械联锁非常完善的情况下能够满足接地刀闸联锁要求,但是现在很多开关柜柜体与所配置的手车断路器并非一个厂家设计制造,导致很多开关柜柜体与手车断路器间存在设计误差、配合公差、机械联锁不完善等问题。当机械联锁不完善时,电气联锁就显得极为重要。

实际应用表明,上述电气联锁方案在机械联锁不完善时无法满足联锁和“五防”要求。在该电气联锁中,接地刀闸解锁唯一的条件是高压出线三相均不带电,即无论手车开关在工作位置或试验位置,只要高压出线三相均不带电即可操作接地刀闸,该情况完全与开关柜“五防”要求相悖。在设备实际运行过程中,当手车开关处于工作位置分闸状态(冷备用)且高压出线三相均不带电时,接地刀闸电气联锁解锁,可对其进行操作;合上接地刀闸后,若误合手车开关,则为带地刀合闸,将会导致严重误操作事故,影响人身、设备安全。

2 改进方案

为保证人身安全,提高设备可靠性,确保电网、设备安全稳定运行,杜绝设备误操作事故,结合开关柜实际运行,对该接地刀闸电气联锁存在的严重缺陷进行分析,并从开关柜状态综合指示仪、电气联锁线路本身两方面提出改进方案。

2.1 方案一:改进开关柜状态综合指示仪逻辑程序

对于现有的开关柜产品,开关柜状态综合指示仪生产厂家可对接地刀闸联锁逻辑程序进行改进,改进方案如图3所示。

开关柜状态综合指示仪逻辑程序修改前,指示仪CPU检测到高压出线三相均不带电时,解除接地刀闸联锁,可对其进行操作;修改后,指示仪CPU必须检测到高压出线三相均不带电且手车开关在试验位置时才解除接地刀闸联锁。

修改开关柜状态综合指示仪逻辑程序,不影响原仪器的安装方法、外围线路的接线方式,工作量小、操作方便,无需重新设计外围线路。

2.2 方案二:改进接地刀闸电气联锁回路

原接地刀闸电气联锁回路图中,开关柜状态综合指示仪的闭锁输出15-16接点与闭锁电磁铁串联后接在电源两端,无法与手车开关位置相关联,无法满足手车开关在试验位置时才能解锁接地刀闸的联锁要求。为解决该缺陷,分别取试验位置辅助开关S8的一副常开接点、工作位置辅助开关S9的一副常闭接点串联后与原联锁回路串联。改进前后对比如图4所示。

改进后,S8、S9、闭锁输出15-16接点与闭锁电磁铁依次串联后接在电源两端,构成一条完整的电气联锁回路。当高压出线三相中有一相或以上带电时,闭锁输出15-16接点断开,该电气联锁回路断开,接地刀闸闭锁,无法操作。当高压出线三相均不带电时,若手车开关在工作位置,则S8保持原状态即断开状态,S9动作后为断开状态,该电气联锁回路断开,接地刀闸闭锁,无法操作;若手车开关在试验位置,则S8动作后为闭合状态,S9保持原状态即闭合状态,该电气联锁回路导通,接地刀闸解锁,可对其进行合、分闸操作。

本改进方案思路清晰、简单易懂、检修方便、可靠性高。S8、S9两副接点串联,与只使用S8接点相比,大幅提高了电气联锁回路的可靠性。

2.3 方案三:方案一与方案二组合

方案一从开关柜状态综合指示仪本体软件程序方面进行改进,方案二从开关柜状态综合指示仪外围电路(硬件)方面进行改进。两方案各有优缺点,独立使用时,联锁保护措施单一,若将两方案组合使用,则可实现双重联锁,当一套联锁出现故障时,另一套联锁亦能很好地起到联锁作用,从而大幅提高接地刀闸电气联锁的可靠性。

3 结束语