提高6k V开关柜地刀操纵机构的运行可靠性

来祥林 杨 飞

国能织金发电有限公司 贵州 毕节552106

0 引言

6k V 开关柜是火电厂重要的配电设备,包括手车、柜体以及对应的二次保护装置。在分合闸操作中,接地刀闸作为6k V 开关的重要设备之一,在高压设备和线路检修时将设备接地,保护人身安全,满足保护要求。主要配置在6k V 开关柜真空断路器以及真空接触器(F-C回路)柜体下部,代替携带型地线,起到检修时接地的作用。本文主要从原理着手分析了接地刀闸操纵机构的故障原因及解决方案。

1 设备概述

织金电厂采用2×660 MW 汽轮发电机组,配套87台由镇江华东化工电力设备总厂有限公司提供的真空断路器与F-C 回路开关组成的6k V 混合式高压成套配电装置。12k V 真空断路器采用金属铠装全隔离手车中置式真空开关柜,带弹簧操作机构;7.2 k V 真空接触器采用金属铠装F-C开关柜,带限流式熔断器。6k V开关柜配备综合保护及测量装置、零序电流互感器、过电压保护装置等。

2 设备现状

2.12号机组自投入运行以来,6k V开关柜所属低压干式变、高压电机等负载的地刀操纵机构出现传动机构摇孔的六方连接头与地刀操作摇杆连接头打滑、闭锁装置失效、操纵杆移位导致分合闸困难等现象,严重影响了设备的正常投运和检修安全,因此,对机组的运行存在较大的安全隐患。

3 存在问题及原因分析

3.1 设备材质质量问题6k V开关柜接地刀闸摇孔机构出现打滑,其金属材质质量问题,检修人员在经常分、合闸地刀时操纵杆的六方连接头棱角出现磨损而变形,多次碰磨以后,六方头逐渐被磨圆,地刀操作摇杆易打滑,地刀操作摇杆与六方头无法同步动作,不能进行分、合闸操作,如图1、2所示。

3.3 拐臂受力不均匀 地刀操动机构的拐臂在轴向力及径向力的作用下,在力矩作用下由于受到挤压,拐臂活接处的万向转动珠容易外跑,拐臂容易卡死在固定位置,不能沿分、合闸的方向转动,导致地刀分、合操作困难,此时如果检修人员操作地刀摇杆力度过大,一方面万向珠在受力过程中会严重变形,另一方面操纵杆没有着力点,六方头和地刀操作摇杆会出现打滑的可能性,如图4所示。

3.2 设备设计缺陷 操作接地刀闸操纵机构的主轴传递力矩使接地开关进行分合闸合闸操作。

合闸时,作为力矩使操纵杆克服力矩,带动拐臂沿合闸方向转动,并使接地刀上的操纵杆通过压簧死点,压簧释放能量,使接地开关快速在合闸位置;分闸时,作用力矩使操纵杆克服力矩及弹簧力,带动拐臂沿分闸方向转动,并使接地刀闸压簧通过死点,压簧储能结束,以备下次合闸。

为此,地刀操纵杆在长期的分、合闸使用过程中操纵杆易出现沿轴向方向窜动,此时固定止退螺丝也因此在轴向力的作用下而产生松动,连杆在力矩的作用下出现向左右两个方向偏移问题,失去着力点,分、合地刀时有一定困难性,如图3所示。

3.4 拐臂受力不均匀 合闸地刀步骤:当开关柜前后门完全关闭时,操作摇杆垂直插入地刀操作孔,沿顺时针方向均匀用力,到合闸位时,会听到地刀合闸的声音发出,同时观察地刀位置状态是否到位。

分闸地刀步骤:当开关柜前后门完全关闭时,操作摇杆垂直插入地刀操作孔,沿逆时针方向均匀用力,到合闸位时,会听到地刀分闸的声音发出,同时观察地刀位置状态是否到位。

3.5 操作不当导致闭锁装置失效 接地刀闸摇孔闭锁机构偶尔出现失灵,主要是摇孔指示器变形。接地刀闸摇孔闭锁装置功能正常时,开关柜下部前、后门均关上后销键自动缩回,才能对地刀进行分合闸操作。

一方面,一旦摇孔指示器变形,地刀摇孔内的销键无法弹出,柜体下部前、后门无法实现机械闭锁,另外,该指示器与操纵杆是连为一体的,此时地刀还能进行分、合,导致保护失效,严重影响人身安全。

另一方面,此时操作地刀,会使地刀摇孔销键将指示器卡死,在分合地刀过程中操纵杆无法和地刀操作手柄同步动作,从而又会使操纵杆的六方头磨损进一步打滑,如图5所示。

4 解决方案

针对以上存在的问题,结合6k V 开关柜“五防”措施要求,对地刀的操纵机构进行了整体的优化改造,并提出解决措施:

(1)利用开关处于检修停用状态时,将地刀操纵机构拆下,用45 号钢的高硬度焊条将接地刀闸摇孔的六方头磨损处堆焊修复,然后按六方头原来尺寸打磨光滑平整,如图6所示。(2)利用开关处于检修停用状态时,操动机构的操纵杆在装复过程中将连杆止退螺栓进行点焊,如图7所示,防止连杆在轴向力的作用下而产生移动,同时保证地刀操作摇杆与摇孔的六方头饱满接触已致不再出现咬不紧的现象。(3)将操纵机构的拐臂活接处压板两端增加垫片以保持万向珠在地刀进行分、合闸的方向上进行自由转动,防止其外移。

5 运用效果

通过对通过操纵机构优化设计后,使用情况良好,稳定性能有所提升,同时将该优化方案推广于全厂6k V 开关柜地刀,优化改造后至今,未发生过六方头打滑磨损、轴向移位窜动及闭锁失效等故障,达到了提高6k V 开关柜地刀操纵机构的运行可靠性的目的,确保了设备能正常操作,设备检修安全,保证机组正常稳定运行。