阿海珐27.5KV GIS开关柜电气机械闭锁回路 故障分析处理

黄真合

【摘要】本文重点对阿海珐27.5KV GIS开关柜电气机械闭锁回路故障原因进行分析，结合现场实际，提出了一种简单快捷、易于实施的解决方案——短接电气机械闭锁接点，实践证明，成效明显，有效的解决了因电气机械闭锁回路故障引起的断路器和隔离开关拒动问题。

【关键词】GIS开关柜；电气机械闭锁回路；行程开关；短接

0引言

GIS是指气体绝缘开关设备（GAS Insulated Switchgear），主要是把母线、断路器、CT、PT、隔离开关、避雷器等经优化设计并有机组合形成的整体[1]。目前，GIS开关柜普遍应用于高铁牵引供电系统中。京广高铁河南段牵引供电所亭使用的是阿海珐27.5KV GIS开关柜。通过对信阳供电段管内的22个牵引供电所亭运营维护发现，京广高铁石武段开通至今，阿海珐27.5KV GIS开关柜断路器和隔离开关共出现10起远动拒动故障，其中5起共性问题是由GIS开关柜电气机械闭锁回路故障造成的。因此，本文重点对阿海珐27.5KV GIS开关柜电气机械闭锁回路故障原因进行分析，结合现场实际，提出一种简单、实用的解决方案。

1现场判断

变电检修人员赶赴现场后，对阿海珐27.5KV GIS开关柜断路器和隔离开关分合闸回路（如图1所示）按照从电源正极到负极的顺序依次排查，发现BX1：1端子有正电，而BX1:2端子无电，说明B.KM3继电器的辅助接点没有导通，检查B.KM3继电器是否受电吸合，测得BX102：34 有正电，而BX102：34端子无电，可以初步判断是断路器内部的B044电气机械闭锁接点故障，导致电气机械闭锁回路不通，继而断路器和隔离开关拒动[2]。

图1电气操作回路示意图

2技术分析

打开阿海珐27.5KV GIS开关柜断路器内部结构，发现B044电气机械闭锁接点是通过行程开关控制其通断的。行程开关作用与按钮相同，只是其触点的动作不是靠手动操作，而是利用生产机械某些运动部件上的挡铁碰撞其滚轮使触头动作来实现接通或分断电路的。根据这一原理，阿海珐27.5KV GIS开关柜利用弹子锁的扇形锁舌碰撞行程开关的滚轮来接通B044电气机械闭锁接点，实现手动或电动操作之间的联锁。

2.1工作原理[3]

正常工作时，手动/电动操作转换开关旋转至电动位，弹子锁扇形锁舌顶压行程开关的滚轮，B044电气机械闭锁接点接通，继电器B.KM3受电，继电器的辅助接点吸合，此时，断路器的分合闸回路、隔离开关的分合闸回路以及接地开关的分合闸回路与控制电源之间均接通，从而在满足相关条件下可以实现断路器、隔离开关及接地开关的电动分合闸操作。

当手动/电动操作转换开关旋转至手动位，弹子锁扇形锁舌下移，脱离行程开关的滚轮，B044电气机械闭锁接点断开，继电器B.KM3不受电，继电器辅助接点断开，断路器的分合闸回路、隔离开关的分合闸回路及接地开关的分合闸回路与电源之间无法接通，彻底切断电气操作回路，电动的无法操作，从而实现手动和电动之间的联锁。

２．２原因分析

行程开关控制B044电气机械闭锁接点的通断。在检修时，发现行程开关失灵导致B044电气机械闭锁接点断开。造成行程开关失灵主要有两个原因[4]。

（1）主柱弹簧弹性不足

GIS开关柜正常工作时，手动/电动操作转换开关在电动位，弹子锁扇形锁舌始终顶压行程开关的滚轮，长时间顶压行程开关，使行程开关的主柱弹簧产生工作疲劳，造成弹簧弹性不足，导致它发讯失灵。

（2）行程开关固定螺钉松动

高铁线路因停电检修，GIS开关柜断路器频繁分合闸操作，产生剧烈震动，加之产品质量不过关，施工工艺不规范，久而久之固定在GIS开关柜上行程开关螺钉产生松动，造成行程开关不到位，引起发讯失灵。

行程开关失灵，导致电气机械闭锁回路断开，致使断路器的分合闸回路、隔离开关的分合闸回路及接地开关的分合闸回路均与控制电源之间断开，因而电动的无法操作，所以电调端远动分合断路器或隔离开关时，无法动作，表现出来就是断路器或隔离开关远动拒动。

３技术处理

经过分析，断路器或隔离开关远动拒动主要由电气机械闭锁回路的行程开关失灵移造成的，通过拉长主柱弹簧和紧固行程开关的固定螺钉可以临时消除故障，但是无法从根本上消除故障，主柱弹簧因疲劳会再次弹性不足，行程开关的固定螺钉会因震动再次松动，这些不可控因素时刻影响着断路器和隔离开关远动拒动，从高铁供电安全可靠角度出发，存在着严重的安全隐患，必须从根本上予以消除。通过与阿海珐厂家商讨确定了两种解决方案。

3.1方案一：更换行程开关

更换行程开关，优点是在原有的设计理念下，通过更换相应的配件解决问题。缺点是，首先要求新的行程开关在质量和可靠性方面较原行程开关更高，同时要求其结构形式和安装尺寸与原行程开关一致，否则需要更改GIS开关柜的内部结构，甚至更改机械联锁结构；其次，新的行程开关是否能有效的避免原行程开关的存在的问题仍需时间的验证；再次，需要购买大量的高质量、高可靠性的行程开关，同时需要大量的专业技術人员予以更换，处理起来需要消耗大量的人力、物力、财力。

３．２方案二：短接电气机械闭锁接点

行程开关的作用是配合弹子锁使用时，手动/电动操作转换开关置于手动位，切断断路器、隔离开关及接地开关电动控制操作回路的电源，杜绝电动操作。其实际应用意义不大，因为需要手动操作时，说明电动已经无法操作了；其次为了安全，所亭值班员和检修人员在进行手动操作时一般都会将GIS开关柜内的断路器控制电源、储能电源、三工位电机电源、三工位控制电源断开。基于此点，直接将B044电气机械闭锁接点短接，保证电气机械闭锁回路始终接通，从而消除安全隐患。此方案优点是对GIS开关柜的结构和机械联锁等都不会产生任何影响，手动操作流程不变；同时，简单快捷，易于实施。缺点在于手动与电动之间没有联锁，进行手动操作时，需要手动断开断路器控制电源和三工位控制电源。

综合考虑设备的安全运行、方案实施的可行性和停电处理时间等因素，选择方案二，短接电气机械闭锁接点。并针对其缺陷，采取了相应的补救措施，在已完成电气机械闭锁接点短接的GIS开关柜手动操作面板上，贴上提醒标签，提醒所亭值班员和检修人员手动操作时，断开GIS开关柜的所有电源，人为实现手动与电动之间的联锁。处理后的阿海珐GIS开关柜，断路器、隔离开关及接地开关手动电动分合闸正常，设备运行稳定，至今未发生因电气机械闭锁回路故障引起的断路器和隔离开关拒动现象。

４结论

高铁无小事，任何可能影响高铁安全运营的隐患都应及时处理。通过对阿海珐27.5KV GIS开关柜断路器和隔离开关拒动深层次的分析，发现电气机械闭锁回路的行程开关偶尔失灵，存在着严重的安全隐患。结合现场实际，提出了一种简单快捷，易于实施的解决方案。用于实践后，成效明显，无类似故障发生，有效的解决了因电气机械闭锁回路故障引起的断路器和隔离开关拒动问题。

【参考文献】

［１］王勇.GIS气体高压开关柜在高铁中的应用[J].科技资讯,2010(16)．

［２］史国生.电气二次回路及其故障分析[M].北京：化工工业出版社,2009.

［３］中国铁建电气化局集团第一工程有限公司.变电所设备说明书（二）[S].

［４］刘观平.行程开关的故障排除[J].机床电器,1997(06).

［责任编辑：刘帅］