一起开关机构箱加热器故障事件分析及处理

钟乐安

(国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司，浙江 嘉兴 314000)

1 引言

开关机构加热器作为变电所常备设备，是专为机构箱内电气回路、继电器等电气设备防潮、除湿设计的，在梅雨季节等比较潮湿的季节，加热器(常配合温湿度监控器可实现电力的防潮、防凝露加热控制自动化)的投入能有效祛除机构箱内的凝露，改善内部潮湿的运行环境，从而保证了电气设备可靠的工作以及延长了设备的使用寿命[1]。一旦上级交流电源出现缺失，极易造成加热器故障，甚至影响开关的正常运行。通过对本文的研究，希望在今后施工和巡视检查过程中能够注重类似的问题，提高设备管理的针对性，从而避免此类异常事件的再次发生。

2 事件概况

运行人员接到某变电所线路A、线路B开关机构加热器故障频繁动作、复归异常，立即到现场检查确认，线路A、线路B开关机构加热器电源空开合闸位置，加热器工作正常，箱内无渗水、受潮、积水现象，随后运行人员在现场多次分合加热器电源空开后，加热器频繁动作、复归故障仍然存在，立即向监控中心汇报此情况。

3 现场初步检查情况

检修人员到达现场进一步检查处理，变电所监控后台线路A、线路B开关机构加热器故障光字常亮，已停止刷屏，加热器电源空气开关F3合闸位置，部分加热器已不再发热，查阅图纸，“加热器故障”信号由加热器工作监视继电器K38接点触发，不受加热器电源空开F3控制。现场检查发现，加热器工作监视继电器K38指示灯均熄灭，电源消失。

图1 加热器故障图纸

检修人员测量发现开关机构箱内加热器交流电源A相失电、储能交流电源A相失电。进一步检查线路A、线路B开关端子箱内交流电源总闸刀也存在A相失电的现象。确定导致加热器故障的原因为交流电源缺相故障，而直接导致的储能电源缺相故障危害性更大，需要立即处理消缺。

查阅变电所交流系统图，显示220kVII段交流电源从所用电屏出来存在两级控制开关，分别是所用电屏抽屉开关和线路C开关端子箱内的220kV II段交流电源总闸刀2K。所用电屏抽屉开关合闸位置，测量输出电压正常。

图2 变电所交流系统图

220kVII II段交流电源总闸刀2K合闸位置，测量发现输入端电压正常、输出端A相无电，拆除下盖板后，发现熔丝未融断但下桩头有烧蚀痕迹，生产厂家:温州市宝雁电器有限公司，投运日期:2006.6.26。

运行人员将检修发现的情况告知监控，拉开所用电屏220kV II段交流电源开关，隔离电源后，进一步检查，发现2K闸刀内A相熔丝下桩头固定螺丝松动并且因底座螺纹磨平已无法坚固。申请更换新闸刀后，合闸送电，加热器故障消失，线路A、线路B间隔信号均恢复正常。

图3 交流电源总闸刀烧蚀痕迹

图4 更换交流电源总闸刀

4 故障原因和隐患危害分析

4.1 故障原因分析

造成此次故障的原因是，220kV II段交流电源总闸刀2K投运年数较长，闸刀内熔丝随着运行时间的增长，逐渐变细，熔丝上、下紧固螺丝松动，使熔丝与底座接触不可靠，时断时通，在长时间通流运行后，接触部位烧蚀，最终烧断，同时高温烧蚀导致闸刀底座螺纹烧坏，紧固螺丝无法紧固。由于220kV II段交流电源总闸刀2K的A相时断时通，导致线路A、线路B开关机构箱内加热器交流电源A相频繁消失，造成线路A、线路B开关机构箱内加热器工作监视继电器k38频繁失电，以“加热器故障”的形式上报到监控系统，监控后台报加热器故障频繁动作、复归的异常信号。

4.2 隐患危害分析

此次交流失电，造成线路A、线路B开关机构箱内加热器工作监视继电器失电，以“加热器故障”的形式上报到监控系统，而更大的隐患“储能电源缺相”却没有直接反映出来。变电所线路A、线路B开关型号为西门子3AP1F1，内部配有加热器工作监视继电器K38，能通过“加热器故障”反映出交流缺相。而共同使用交流II段上交流电源的线路C、220kV＃2母联、＃3主变、220kV副母分段开关，因开关机构内未配备加热器工作监视继电器K38，在交流缺相时，无任何异常现象，但是所有机构都不能正常储能。该隐患将导致储能电源长期缺相，在开关需要打压时无法建压，将可能造成“储能超时”、“开关分、合闸闭锁”等更严重的故障，影响开关的正常运行，甚至存在线路短路故障需要跳开关，而开关拒动失灵启动母差跳开所在母线上所有进线开关的更大电网事故，关乎电力系统的供电质量和供电可靠性[2]。同时，存在正母Ⅱ段压变、副母Ⅱ段压变间隔因交流电源缺相导致正母Ⅱ段压变、副母Ⅱ段压变闸刀不能电动分闸等故障。

在220kV II段交流电源总闸刀2K出现故障时，共有9个间隔内设备受到不同程度的影响，所有需要使用交流电源工作的设备都不能正常工作。又由于没有足够的交流电源监视手段，使变电所巡视人员难以发现。另外，110kV、35kV设备存在同类问题，所以综上所述，该隐患危害性巨大。

4.3 后续处理

运行人员立即对全站同类设备进行仔细排查，发现220kV I段交流电源总闸刀1K也存在螺丝松动并伴有烧蚀痕迹的情况，但输出电压正常，对松动螺丝紧固处理，后续将持续关注。同时，发现220kV＃1母联储能电源缺相，检查发现220kV＃1母联交流电源总闸刀B相熔丝下桩头螺丝松动，已经紧固。至此，全站该类闸刀熔丝桩头螺丝都已紧固。

5 建议

为避免该类型缺陷再出现，需要提高巡视工作针对性，利用日常巡视机会，结合五小箱检查工作，定期对该类闸刀进行检查，重点检查闸刀内熔丝桩头螺丝紧固情况。

由于该类型闸刀运行年份较长，设备工况逐步开始恶化，在后续技改项目中，建议将该类型闸刀更换为空气开关，将同时期投运变电站内同类型老旧闸刀更换为空气开关。建议考虑加装储能电源“相序监视继电器”，并将相应的信号上传监控系统，或加装分段交流电源“相序监视继电器”，并将相应的信号上传监控系统。