分析隔离刀闸在操作中的故障处理

分析隔离刀闸在操作中的故障处理

刘彦

国网遂宁供电公司 四川省 遂宁市 629000

摘要：在电力系统中隔离刀闸是变电系统中的一个重要元件，直接影响着系统供电的可靠性和安全性。变电运行过程中,往往是在倒闸操作的过程中才出现故障，因此提高隔离刀闸故障处理的效率就显得至关重要。

关键字：隔离刀闸；倒闸操作；故障处理

1.隔离刀闸在操作中的故障处理的必要性

电力系统的正常安全运行保障着人们的正常生活，刀闸的操作是电力变电运行中主要用来通断转换电源的最基础的设备操作方式。若没能及时有效地处理好刀闸操作过程中出现的故障，就会损坏电力系统的设备，从而引发恶性的操作事故，严重影响着人们的生活。及时有效地发现并处理故障有利于电力系统的安全稳定运行，从而保证人们的正常生活。

2.隔离刀闸在操作中的故障原因

刀闸出现故障，可分为两种类型：一次设备故

障类型、二次回路故障类型。对这两种类型的故障

处理要点、关键都不同，下面概括介绍一下。

刀闸一次故障，常见的类型有：分、合闸不到

位、连杆卡死、支柱瓷瓶断裂、触头发热等。对这类

故障只能进行停电处理，将刀闸转为检修状态，这

就涉及线路、倒母线等，就必须考虑系统运行方式。

一次故障又可分为一般缺陷和重大缺陷。—般

缺陷例如：刀闸合闸不到位，但可以分闸，并不影响

正常运行。在这种睛况下，可以按照正常停电程序

i 亍申请停电。重大缺陷例如刀闸卡死、动静触头

之间持续放电或者支柱瓷瓶出现裂纹，有可能断裂

引发事故，这就要求立即处理。要迅速处理此类故

障，最重要有两点，一是运行人员、检修人员都有事

故处理预案、二是备品备件充足。运行人员发现故

障后停止有关操作，根据预案隔离故障点，做好安

全措施，同时通知检修人员到场进行处理。检修人

员根据运行人员的故障描述，初步确定检修的重

点，携带备品备件到达现场处理，尽快恢复设备正

常运行。

刀闸二次回路故障，查找起来往往比较困难，

这对继保检修^、员技能要求更高。二次回路故障，

不一样。要提高二次回路

故障时的处理效率，继保检修人员需要了解、充分

掌握刀闸二次回路部分。—般刀闸的二次回路可分

为：闭锁回路、控制回路、电机回路。闭锁回路主要

是实现刀闸与地刀、刀闸与开关、刀闸与刀闸之间

的防误闭锁；控制回路实现刀闸的分合控制、信号

输出；电机回路由控制回路控制，通过电机的正反

转实现刀闸的分合。

处理二次回路故障，我们首先根据故障现象结

合图纸来分析、判断故障点的范围、故障原因，按可

能性大小逐一列出，再逐—排查，然后处理。下面我

们结合一刀闸故障的例子进行分析讲解。

一刀闸在操作过程中不能合闸，即在分闸状态窗体顶端

窗体底端

隔离刀闸在操作中的故障，可分为两种类型：一次设备故障类型、二次回路故障类型。对这两种类型的故障处理要点、关键都不同，下面概括介绍一下。

2.1一次设备故障类型

刀闸一次故障，常见的类型有：分、合闸不到位、连杆卡死、支柱瓷瓶断裂、触头发热等。对这类故障只能进行停电处理，将刀闸转为检修状态，这就涉及线路、倒母线等，就必须考虑系统运行方式。

一次故障又可分为一般缺陷和重大缺陷。—般缺陷例如：刀闸合闸不到位，但可以分闸，并不影响正常运行。在这种睛况下，可以按照正常停电程序进行申请停电。重大缺陷例如刀闸卡死、动静触头之间持续放电或者支柱瓷瓶出现裂纹，有可能断裂引发事故，这就要求立即处理。要迅速处理此类故障，最重要有两点，一是运行人员、检修人员都有事故处理预案、二是备品备件充足。运行人员发现故障后停止有关操作，根据预案隔离故障点，做好安全措施，同时通知检修人员到场进行处理。检修人员根据运行人员的故障描述，初步确定检修的重点，携带备品备件到达现场处理，尽快恢复设备正常运行。

2.2二次回路故障类型

刀闸二次回路故障，查找起来往往比较困难，这对检修人员技能要求更高。二次回路故障，不一样。要提高二次回路故障时的处理效率，检修人员需要了解、充分掌握刀闸二次回路部分。—般刀闸的二次回路可分为：闭锁回路、控制回路、电机回路。闭锁回路主要是实现刀闸与地刀、刀闸与开关、刀闸与刀闸之间的防误闭锁；控制回路实现刀闸的分合控制、信号输出；电机回路由控制回路控制，通过电机的正反转实现刀闸的分合。

处理二次回路故障，我们首先根据故障现象结合图纸来分析、判断故障点的范围、故障原因，按可能性大小逐一列出，再逐—排查，然后处理。下面我们结合一刀闸故障的例子进行分析讲解。一刀闸在操作过程中不能合闸，即在分闸状态下按合闸按钮后，刀闸刚转动即停止，不能再进行操作。处理这个故障，首先应判断故随点最有可能在哪个地方。因为刀闸在完全分闸状态下是可以起动的，因此最有可能是控制回路出现问题。经过分析，列出以下几个可能性：（1）闭锁回路接触不良；（2）自保持回路不同；（3）行程开关损坏；（4）辅助开关接触不良。

根据以上几点可能性，首先检查闭锁回路是否正常。正常情况下控制电源应到达节点884处。测量884处有电，闭锁回路正常。然后对控制回路进行检查，通过短接合闸线圈，检查自保持回路正常。进一步检查发现行程开关节点不同，发现接线把常闭、常开节 接反。经处理后，刀闸操作正常。

3.隔离刀闸在操作中的故障处理案例——GIS刀闸分合闸不到位案例分析

以某220kV变电站发生的一起GIS刀闸分合闸不到位的实际案例为例，通过全面介绍该案例中的缺陷情况、排查经过、缺陷处理和总结分析等过程，分析了一种由控制回路异常造成的刀闸分合闸不到位的情况，并提出相应整改和防范措施。

3.1设备缺陷情况

在配合某220kV变电站110kVGIS倒母操作过程中，检修人员发现某110kV线路一把母线侧刀闸出现合闸不到位情况。现场对刀闸机构进行详细检查，缓冲器、电机、行程开关等均无异样。将刀闸手动摇至合闸到位状态，电动分闸，无异常。继续电动合闸，合闸到位后电机不能自动切断电源，随后热偶继电器保护动作切断电源，合闸拐臂受缓冲器作用反弹，再次出现合闸不到位状态。为了确保倒母操作顺利完成，值班员将该把刀闸手动摇至合闸到位状态。由于处理该缺陷涉及母线停电，因此只能待有合适的停电计划再安排处理。

检查机构拐臂、传动杆等传动部件无变形，插销、卡簧无脱落，手动分合刀闸检查传动部件的运动状况良好；

电机外观检查无烧伤痕迹，测量电机阻值为7.4Ω，证明电机状况良好；

分、合闸限位开关检查，由于限位开关在机构内部，难以对拨片与合闸凸轮的位置进行检查，结合刀闸合闸到位时电机不能切断电源而继续空转的现象，可以判断合闸限位开关未能切换，不能切断储能回路，即限位开关拨片与合闸凸轮不能有效接触。

确定故障点后，合闸限位开关拨片进行调整。按照厂家的技术标准，限位开关拨片与分、合闸凸轮的间隙应在2-3mm，此间隙不在标准范围内是造成此次缺陷的主要原因。处理措施是将合闸限位开关拨片向外弯曲以缩短与合闸凸轮的间隙，随后刀闸电动合闸，合闸到位，电机及时停转，合闸拐臂无反弹现象。

3.2缺陷分析

经厂家技术人员分析，确定该把刀闸缺陷原因是合闸限位开关拨片与合闸凸轮间隙过大，不在2-3mm的标准范围内，刀闸合闸到位后合闸凸轮不能有效接触拨片，电机不能切断电源而持续转动，电机过流致使热偶继电器动作，切断电机电源，合闸拐臂受缓冲器作用力反弹，导致刀闸合闸不到位情况。

电动合闸时，电机通电旋转，通过一对直齿圆锥齿轮和二对直齿圆柱齿轮减速，直接带动主轴及拐臂转动，再通过连杆及连接机构代动隔离开关合闸。接近合闸位置时，装于主轴上的合闸凸轮（516）控制合闸限位开关（514）切换，使合闸接触器及电机相继断电。惯性运动使主轴上的拐臂与合闸缓冲器（501）活塞连杆接触，减少惯性运动的冲击并将机构和开关定位。

限位开关在机构内部深处，正常情况下不会出现由于外力影响导致拨片变形、移位的情况，推测此次缺陷的主要原因是限位开关拨片与合闸凸轮的间隙在出厂时未能调整好。

5.3整改及防范措施

由缺陷案例说明，由于元器件产品质量、安装调试工艺等问题，部分设备出厂前即存在缺陷隐患。因此，在对设备进行出厂验收时加强设备制造环节质量监造，通过厂内安装工艺见证、检查装配卡等手段提高对现场工艺的把控，从源头入手可有效控制出厂设备质量，对于提高GIS设备现场运行可靠性至关重要。

此外，设备出厂后变电站现场的交接验收和交接试验是设备投运前的最后一道防线，应加强验收环节把控，对设备每一个部件的功能进行调试，及时发现设备隐患，保证设备投运前的初始健康水平。

第三，对已投运设备按照规定的周期年限开展各类检修维护。根据网省公司修编的设备运维策略及管控机制和电力设备检修规程，对在运设备按期开展专业巡视和检修维护，及时发现设备隐患，保证电网的安全稳定运行。

3.结束语

综上所述，刀闸作为变电站中的高压设备之一，其运行稳定性对电能可靠性具有直接影响。因此有关工作人员必须加强刀闸日常运行维护工作，对刀闸常见异常现象进行总结和归纳，并有针对性的采取相关措施进行刀闸检查与维护，努力将刀闸发生故障的概率降到最低。

参考文献：

[1]关立军.分析变电站刀闸发热的预防及处理方法[J].机械管理开发，2018，v.33；No.180（04）：191-192.