电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸故障分析及处理

黄凤萍，刘开贵

（1.广东电网有限责任公司惠州供电局，广东 惠州 516001；2.广东电网有限责任公司汕尾供电局，广东 汕尾 516600）

0 引 言

变电站的电动刀闸多为户外式，电动刀闸的主要作用是隔离电源和倒闸操作。倒闸操作过程中出现了刀闸不能电动分合，或者分合闸不到位的情况，将会使问题更加复杂化。电动刀闸故障主要有钟罩式或夹杆式静触头合闸不到位、卡涩，电动刀闸静触头动触头接触发热或钟罩发热，上臂杯口内进水腐蚀导致合闸卡涩、发热，整体锈蚀操作阻力大，连杆卡死、支柱瓷瓶断裂、传动系统的故障等一次故障。针对二次回路故障，专业人员需要充分掌握刀闸二次回路部分。一般刀闸的二次回路分为闭锁回路、控制回路及电机回路。闭锁回路实现刀闸与地刀、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。根据故障现象结合图纸来分析、判断故障范围和故障原因，按可能性大小逐一列出故障，逐一排查处理。

目前，变电站特别是巡维中心倒闸操作非常多，电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸故障时有发生。因此，研究电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸故障处理措施变得十分必要而且有意义。

1 电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸动作过程原理

电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸主闸刀动作过程原理包括3个部分，即折弯动作、钳夹动作和分闸动作。

折弯动作是指合闸时由电动机构驱动旋转瓷瓶逆时针转动，旋转瓷瓶通过一对伞齿轮带动连杆使主闸刀向合闸方向运动，操作杆与下导电杆作相对运动，齿条推动与上导电杆结合成一体的齿轮旋转，使上导电杆向合闸方向运动，直到合闸完成。

钳夹动作是指当刀闸在合闸过程中，快要到合闸位置时，刀闸拐臂滚轮开始与齿轮箱上的斜面接触，并沿斜面继续运动，与刀闸拐臂滚轮相连的顶杆便克服复位弹簧的反作用力向上推移，同时动触头座内的对称式滑块增力机构把顶杆的推移动作转换成动触片的相对钳夹动作。当静触头被钳夹住后，刀闸拐臂滚轮继续沿斜面上移，直至完全合闸。在这个过程中，由于顶杆设计成推压柔性杆，固原已被压缩的夹紧弹簧被第二次压缩，并作用于端杆上，使顶杆获得一个稳的助推力，从而使动触片对静触杆保持一个稳定的钳夹力。

分闸动作是指当刀闸开始分闸时，刀闸拐臂滚轮沿斜面朝外运动，直至脱离斜面，在复位弹簧的作用力下，顶杆带动动触片张开。

电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸经过一段时间动作过程后，再次进行刀闸合闸操作时出现了合闸不到位现象，甚至出现刀闸发热、刀闸合闸三相不到位或三相不同期，倒闸操作过程中刀闸拒合拒分，由于继电器故障造成的刀闸不能电动分合等故障[1]。

2 电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸操作方式和操作注意事项

电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸的主要操作方式有3种，包括监控操作、端子箱操作及机构箱操作。

监控操作时需将线路测控屏上相应操作的刀闸的控制压板投入，正常情况下该压板是不投入的。然后到监控机上实现遥控操作。一般都选择端子箱操作隔离开关。正常运行时应将刀闸机构箱内的“远方/就地”切换开关切至“远方”位置，将端子箱内的“远方/就地”切换开关切至“就地”位置。需注意，主变中性点地刀及隔直刀闸机构箱及端子箱“远方/就地”切换开关都要切至“远方”位置。只有在检修状态下才允许在刀闸机构箱进行手动操作和电动操作，正常运行时应断开刀闸的电机电源及控制电源空气开关。此外，还需注意，主变中性点地刀及隔直刀闸除外，操作时投入，操作完后再断开。一般刀闸的操作都只在端子箱进行操作，主变中性点地刀及隔直刀闸允许调度操作及监控机操作。将端子箱的控制方式开关切换至端子箱，机构箱的控制方式开关切换至就地，就可实现机构箱的操作。值得一提的是刀闸的手摇操作，手摇视为解锁操作，未经分管领导的批准，任何人任何时候都不许进行手摇操作。

电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸操作注意事项有如下8点。（1）操作电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸前应先检查该间隔断路器、该间隔接地刀闸确已断开并分闸到位，确认送电范围的所有接地线均已拆除。（2）电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸电动操作电压应在额定电压的85%～110%。（3）刀闸倒闸操作原则为停电操作次序必须按照先切开关后拉负荷侧刀闸，再拉母线侧刀闸的顺序依次操作；送电操作次序必须按照先合母线侧刀闸，后合负荷侧刀闸，再合开关的顺序依次操作；双母线接线热倒换方式，必须先检查母联开关在合位，然后投母差保护屏的投单母压板和失灵屏的互联压板（220 kV才有）并退出母联开关控制电源，采取先合后拉刀闸的方式进行；双母线接线冷倒换方式，必须先断开本身开关，后采用先拉后合母线刀闸，再合本身开关的操作顺序。（4）电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸的主闸刀和接地刀闸之间应有可靠的机械联锁，并应具有实现电气联锁的条件，即主闸刀合上而接地刀闸不能合，接地刀闸合上而主闸刀不能合。（5）检查电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸操作机构箱箱体无变形，箱门密封良好，无受潮进水、起霉变色痕迹，箱内电气元件接线头及端子排编号清晰，接线头布局合理，接线紧固，各转动部分应涂以润滑脂，分、合闸位置指示清晰正确。（6）定位螺丝是防止电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸分合闸过度最直接的措施，分闸与合闸状态下的定位螺钉距挡板应有1～3 mm的间隙，否则可能出现分合闸不到位或超出行程。（7）进行倒母线操作以后应立即检查线路保护屏电压是否切换正确，检查母线保护装置刀闸位置切换是否正确并复归刀闸变位信号。（8）操作带有闭锁装置的电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸时，应按相关使用规定进行，不得随意破坏闭锁装置或挪用解锁钥匙。

3 电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸的故障处理

电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸动静触头及其附属的接触部分是其安全运行的关键部分。因为在运行中，经常的分合操作、触头的氧化锈蚀、合闸位置不正等各种原因均会导致接触不良使刀闸的导流接触部位发热[2]，如图1所示。

特别是旁路接线方式中，如果某一母线刀闸发热，可将用旁路代替线路运行，替代后应进行红外测温工作。运行人员应注意母线的型式，是软母线还是硬母线，如果是220 kV软母线，母线刀闸在回路断路器检修时可带电拆头而管型母线不能，因为母线的型式不同而造成旁路替代的方式不同。

图1 GW16型刀闸导流接触部位发热图

对电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸在合闸操作中发生的三相不到位或三相不同期的情况，运行人员必须高度重视，否则刀闸会因接触不良而发热发生触头烧熔或烧损等事故[3]。图2为GW16型刀闸动触头触指钳夹静触杆合闸到位的情况。若运行人员在操作刀闸合闸后发现，三相不能完全合闸到位或三相不同期，应拉开重新再合闸。如果重复操作后，刀闸的这种情况依然存在，则应带好绝缘手套并使用绝缘棒，将刀闸的三相触头顶到位[4]，缺陷可在下次计划停电时处理。如果重复操作仍不到位，则应汇报调度及上级主管部门安排停电检修。

图2 GW16型刀闸动触头触指钳夹静触杆

在操作正确时，电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸拒合拒分的原因主要是机械和电气两个方面的故障。机械方面的故障有机械转动、传动部位的卡死，相关轴销的脱销，也有转动、传动连杆焊接脱裂，甚至是刀闸触头烧熔的情况；电气方面的故障有操作电源消失、接触器动作但卡涩或接触不良、接触器不动作回路不通、电动机转动机构机械卡涩及电动机缺相故障等[5]。

电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸大多数故障都是不能电动分合，而进一步可以发现不能电动分合的原因是相关继电器及其辅助节点出现问题，有可能是老化或者损坏。电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸基本可分为5个处理环节，分别是更换继电器、查图分析故障、组织协调分工、汇报上级、处理后调试。其中更换继电器消耗时间过长，主要原因是运行人员培训和实际动手实践机会少、运行人员对不同继电器的接线方式不熟悉、站内缺少专门的开箱工具。可利用刀闸大修及其年度特维的机会，让年轻员工主动参与继电器更换过程，系统地整合和利用好继电器更换培训资源，对继电器不同接线方式进行归类和学习，提高专业技能水平。可向部门申请发放更换继电器所需的开箱工具扳手和螺丝刀，弥补空缺，以极大缩短电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸故障处理时间。

4 结 论

通过分析电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸动作过程原理，从而总结电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸操作方式和操作注意事项，最后得出电动GW16垂直单臂伸缩型刀闸故障处理措施。