变电站220kV组合电器隔离开关闭锁关系问题探究

山东泰开高压开关有限公司 刘鑫铃 王 伟 张 凯

在我国各地区电力需求逐步增加的背景下，对供电可靠性及安全性的要求也越来越高。与此同时，考虑到和经济设备的发展趋势相适应，近些年来我国各地区变电站建设项目数量越来越多，并且组合电器设备（GIS）在其中的应用广泛，价值显著。但变电站组合电器应用期间，也存在一些较为明显的问题。以变电站220kV组合电器中的隔离开关闭锁关系问题较为显著，如接地与相关规范要求不符、快速接地刀闸未能直接接地等，此外在组合电器中还存在隔离开关闭锁设备缺陷问题。

1 问题原因及解决措施分析

1.1 设备缺陷信息问题

以国内某地区的220kV变电站工程项目为例，在该工程项目现场验收工作开展期间，若电动操作对-4母线隔离开关合闸，并进行-47接地隔离开关操作，则-47接地隔离开关能够有效合闸。在现场电气指示方面显示的情况包括：-4母线隔离开关处于合位状态（红色）；-47接地隔离开关处于分闸状态（绿色）、为半离半合的状态。在上述情况下，倘若相关运维工作人员对-47接地隔离开关的具体机械状态不甚了解，且-47接地隔离开关电器绝缘距离与相关规范标准要求不符，则在送电期间易诱发放电故障问题，从而出现带接地线送电状况，进一步使电网运行的稳定性及安全性受到严重影响。

1.2 设备缺陷问题产生的原因

对起始阶段进行优先分析判断，基于-4母线隔离开关动作期间，没有对-47接地隔离开关执行可靠闭锁操作。经对图纸进行二次查阅显示，-4隔离开关和-47之间的联锁关系密切。对于联锁关系，主要经机构辅助开关节点实现。

在与设备生产常见进行沟通交流的基础上，发现此型号组合电器隔离开关机构在2年前采取了一次机械改造。与此同时，对于新式机构辅助开关连杆，基于机构输出轴位增设了空行程。在此段空行程的影响下，使-4母线隔离开关的辅助开关处于运动状态期间下，在时间上明显比主刀闸拐臂落后。基于-4母线隔离开关合闸动作起始环节，机构辅助开关、拉杆没有跟随主刀闸拐臂作出一致的动作。在此情况下联锁关系未能起到有效的作用，使-47接地隔离开关能够进行操作。

此外，通过现场测量结果显示，-4母线隔离开关合闸总时长大概为3秒，辅助开关基于主刀闸大概起始动作1秒后跟随主刀闸作出相应的动作，即在此大概1秒时间范围内辅助开关没有作出动作，且此时间范围中4隔离开关对-47接地隔离开关未能作出相对应的闭锁作用。在此情况下，在-4母线隔离开关处于操作状态时，-47接地隔离开关也出现了操作方面的问题。

1.3 设备缺陷问题的相关解决措施

为解决上述提到的设备缺陷问题需落实有效的解决措施：经分析研究，基于-47接地隔离开关联锁回路上可增设机械限位节点，使设备缺陷问题的发生得到有效预防控制。具体做法为：基于-4母线隔离开关主刀闸拐臂分闸限位部位增设常开节点（1个），并串入到-47接地隔离开关的联锁回路当中。在-4母线隔离开关处于分位的情况下，47隔离开关可执行相应的操作；在-4母线隔离开关处于非分位情况下时，则-47隔离开关不能进行操作。图1为该设备改造方案示意图。

图1 设备改造方案示意图

2 设备安装注意事项分析

在上述分析过程中，不难发现变电站220kV组合电器隔离开关闭锁关系问题带来的影响较大，对于此类问题，需严格遵循预防为主、及时处理的基本工作原则[1]。对于处理措施上述已提到，而从预防角度考虑则需做好组合电器设备的安装工作。具体安装注意事项如下：

以产品的技术规定、设备重量为依据，合理选择使用吊装索具、起重设备，进一步对吊点进行合理应用。并以制造厂的编号、规定程序进行装配作业，避免搞混淆。在安装期间，对于可见的密封槽面需进行严格检查，保证表面光滑、清洁、无划伤等。对于已使用过的密封圈不能重复利用；对于新的密封圈需确保无损伤、无裂痕及毛刺，避免出现其他异常状况等。

安装期间，针对可见母线触头连接部位需进行严格检查，确保镀银层的优良性能，并确保表面光滑，能够和母线触头座保持良好连接关系，避免出现卡阻状况。并对母线、母线筒内壁、支撑绝缘件、盘式绝缘子等表面进行详细检查，确保平整，没有毛刺；对于应用到的密封脂、清洁剂以及擦拭等材料，需与产品技术文件相关要求相符。此外，基于每一次内检、安装以及试验工作完成之后，需确保GIS内没有残留物，然后进行封盖处理。

3 设备安装要点方法分析

3.1 母联间隔安装要点方法

考虑到安装误差的积累得到有效减少，可将母联间隔当作安装组对基准，从母联间隔起始朝两边进行安装。在母联间隔初步就位后需与地面的中心线对正，然后对母联间隔的水平度、垂直度、中心进行调整，针对不适宜的地方则采取垫片进行细调处理。对于母联间隔来说，作为安装的基准点，基于安装期间需规范测量、调整其水平度，保证间隔安装情况下，底架中心线能够和标注的间隔中心线间维持重合关系。对于母联GIS间隔的地脚螺栓，则需以生产厂家指定的力矩值进行固定定位处理，然后在此基础上对两侧各元件、间隔部分进行拼装处理[2]。此外，基于母联间隔安装完成后对主变间隔、进线间隔进行依次就位。以母线间隔母管轴线为依据，进行找平、找平、对中主变间隔以及进线间隔。

3.2 法兰安装要点方法

基于法兰对接之前，需将法兰连接位置的运输封盖先打开，然后对密封槽内运输用的密封胶圈进行拆除处理，废气的密封胶圈不能再应用，针对可见部位，则需进行全面的清洁与检查处理。针对法兰对接面、密封槽，需确保光滑，没有划痕，没有凹凸点，并避免出现铸造沙眼等缺陷问题。如法兰对接面存在划痕，则需使用油石、240#水磨砂纸进行打磨平整处理，朝着法兰弧形轻轻进行研磨处理，避免对法兰圈心前后进行研磨处理，在研磨后需采取高纯度的酒精进行清洗处理。

在连接法兰过程中需使用到手拉葫芦、行吊等相关机具，对等待对接的GIS间隔或母线筒，朝已经安装好的母联GIS间隔进行平移靠拢处理。接口位置的距离需维持在大概50mm，然后对吊装角度、方位进行合理调整，并采取2支导向用定位螺栓，对称穿过对接法兰的螺孔。对于对接法兰，基于平移期间需确保没有卡阻，并保证法兰面间隙距离的均匀性，加强对连接部位母线的检查，确保在触头座内完全插入。在法兰对接完好后需全部插入法兰连接螺栓，以法兰直径方向对称紧固螺栓，并确保螺栓紧固力矩值与产品技术规定要求相符。

3.3 散装母线安装要点方法

在安装散装母线的情况下，需把母线安装专用小车放置母线筒内部，并在母线小车上将母线放置好，通过施工人员对导体另一端水平托起，然后以缓慢的速度把母线推入至母线筒内部，确保导体一端在触头座内完全插入[3]。经观察孔或对母线长度进行测量，对母线插入尺寸是否合格进行分析判断，在确保合格后采取尼龙绳进行绑扎处理，托起母线后将母线安装小车拖出，进一步采取塑料薄膜对母线筒进行临时封包处理，在安装连接合拢前期，然后将尼龙绳取出来。

3.4 其他安装要点

一方面，在电压互感器、避雷器安装过程中，需对内部气压是否正常进行严格检查，在确保正常后将运输封盖拆除，然后实施电气特性试验及绝缘电阻测试，在测试合格后再进行安装连接处理。值得注意的是，对于电压互感器需采取水平安装方式，避雷器则采取垂直安装方式，基于起吊期间需以相关要求为依据，做好相对应的吊运、翻转作业，在翻转期间需预防控制剧烈冲击状况的发生。

另一方面，在电缆仓安装过程中，首先需对出厂时电缆仓气室的盲板进行拆除处理，然后拆换电缆仓接口部位的密封橡胶圈，利用工业洁净纸蘸取适量的无水酒精对新密封橡胶圈进行擦拭处理。擦拭完成后，基于密封橡胶圈上将密封脂均匀涂抹上，并把密封圈装至凹槽内部[4]。将GIS电缆仓打开后，安装好手孔，把电缆终端头配套到场的环氧母座缓慢垂直进入电缆仓内部，并将洁净手套带来，进入手孔后，确保环氧母座末端导体和GIS电缆仓内的电气维持可靠连接的关系。此外，利用螺栓将环氧母座在GIS电缆仓下端固定好。将电缆仓手孔盖板安装好之后，针对电缆仓气室实施抽真空、充气等处理操作，以此保证电缆仓安装的质量。

4 结语

针对变电站220kV组合电器隔离开关闭锁关系问题，需分析问题产生的原因，然后采取有效的解决措施。与此同时，从问题预防控制角度考虑，则需注意组合电器安装过程的一些基本事项，并掌握母联间隔安装、法兰安装以及散装母线安装等要点，以此确保组合电器安装应用的质量及安全性得到全面提高。