如何查找高压开关柜的故障.doc

如何查找高压开关柜的故障高压开关柜广泛应用于变配电系统中，起到对电路进行控制和保护的作用。高压开关柜一旦出现故障，造成大范围停电，港口生产将无法进行。由于高压开关柜结构比较复杂，故障形式多种多样，运行、检修人员判断故障难度较大。为了方便运行、检修人员准确地判断出故障类型、故障原因，并及时进行检修，缩短停电时间，现就高压开关柜的几种常见故障判断及处理介绍如下。 高压开关柜常见故障表现形式主要有正在运行设备突然跳闸和电动手动不能分合闸。高压开关柜常见故障类型可分为电气故障和机械故障两类。电气故障可以分为电动不能储能、电动不能合闸、电动不能分闸等。 一、高压开关柜在运行中突然跳闸故障的判断和处理 1)故障现象:这种故障原因是保护动作。高压柜上装有过流、速断、瓦斯和温度等保护。当线路或变压器出现故障时，保护继电器动作使开关跳闸。跳闸后开关柜绿灯闪亮(如果没有闪光母线不闪)，转换开关手柄在合闸后位置即竖直向上。高压柜内或中央信号系统有声光报警信号，继电器掉牌指示。计算机监控系统有“保护动作”、“开关变位由合变分”的告警信息。 2)判断方法:判断故障原因可以根据继电器掉牌、遥信信息等情况进行判断。在高压柜中瓦斯、温度保护动作后都有相应的信号继电器掉牌指示。过流继电器(GL型)动作时不能区分过流和速断。在定时限保护电路中过流和速断分别由两块(JL型)电流继电器保护。继电器动作时红色的发光二极管亮，可以明确判断动作原因。 3)处理方法:过流继电器动作使开关跳闸，是因为线路过负荷。在送电前应当与用户协商减少负荷防止送电后再次跳闸。速断跳闸时，应当检查母线、变压器、线路。找到短路故障点，将故障排除后方可送电。过流和速断保护动作使开关跳闸后继电器可以复位，利用这一特点可以和温度、瓦斯保护区分。变压器发生内部故障或过负荷时瓦斯和温度保护动作。如果是变压器内部故障使重瓦斯动作，必须检修变压器。如果是新移动、加油的变压器发生轻瓦斯动作，可以将内部气体放出后继续投入运行。温度保护动作是因为变压器温度超过整定值。如果定值整定正确，必须设法降低变压器的温度。可以通风降低环境温度，也可以减少负荷减低变压器温升。如果整定值偏小，可以将整定值调大。通过以上几个方法使温度接点打开，开关才能送电。 二、高压开关柜储能故障的判断和处理 来源:高压开关网 在应用弹簧储能操作机构的高压柜中，合闸前必须预先储能方可合闸。储能机构由电动机带动齿轮机构将弹簧拉长。操作方法有电动和手动两种方法。手动不能储能应当是机构出现机械故障。手动可以储能，但电动不能储能是电气故障。使用时间不久的机构机械磨损不大一般不会出现机械故障。下面主要分析电气故障。 1、行程开关调节不当:行程开关是控制电机储能位置的限位开关。当电机储能到位时将电机电源切断。如果限位过高时，机构储能已满。故障现象是:电机空转不停机、储能指示灯不亮。只有打开控制开关(HK)才能使电机停止。限位调节过低时，电机储能未满提前停机。由于储能不到位开关不能合闸。调节限位的方法是手动慢慢储能找到正确位置，并且紧固。 2、电机故障:如果电机绕组烧毁，将有异味、冒烟、保险熔断等现象发生。如果电机两端有电压，电机不转。可能是碳刷脱落或磨损严重等故障。判断是否是电机故障的方法有测量电机两端电压、电阻或用其它好的电机替换进行检查。 3、控制开关故障或电路开路:控制开关损坏使电路不能闭合及控制回路断线造成开路时，故障表现形式都是电机不转、电机两端没有电压。查找方法是用万用表测量电压或电阻。测量电压法是控制电路通电情况下，万用表调到电压档，如果有电压(降压元件除外)被测两点间有开路点。用测量电阻法应当注意旁路的通断，如果有旁路并联电路，应将被测线路一端断开。 三、高压开关柜合闸故障的判断和处理 合闸故障可分为电气故障和机械故障。合闸方式有手动和电动两种。手动不能合闸一般是机械故障。手动可以合闸，电动不能合闸是电气故障。1、保护动作:在前面已经分析过保护动作使开关跳闸。开关送电前线路有故障保护回路使防跳继电器作用。合闸后开关立即跳闸。即使转换开关还在合闸位置，开关也不会再次合闸连续跳跃。 2、防护故障:现在高压柜内都设置了五防功能，要求开关不在运行位置或试验位置不能合闸。也就是位置开关不闭合，电动不能合闸。这种故障在合闸过程中经常遇到。此时运行位置灯或试验位置灯不亮。将开关手车稍微移动使限位开关闭合即可送电。如果限位开关偏移距离太大，应当进行调整。在JYN型高压柜中位置开关不能向外移时可以加装一个V型片，保证限位开关可靠闭合。3、电气连锁故障:高压系统中为了系统的可靠运行设置一些电气连锁。例如在两路电源进线的单母线分段系统中，要求两路进线柜和母联柜这三台开关只能合两台。如果三台都闭合将会有反送电的危险。并且短路参数变化，并列运行短路电流增大。连锁电路的形式如图四所示。进线柜连锁电路串连母联柜的常闭接点，要求母联柜分闸状态进线柜可以合闸。母联柜的连锁电路是分别用两路进线柜的一个常开和一个常闭串连后再并连。这样就可以保证母联柜在两路进线柜有一个合闸另一个分闸时方可送电。在高压柜不能电动合闸时，首先应当考虑是否有电气连锁，不能盲目地用手动合闸。电气连锁故障一般都是操作不当，不能满足合闸要求。例如合母联虽然进线柜是一分一合，但是分闸柜内手车被拉出，插头没有插上。如果连锁电路发生故障，可以用万用表检查故障部位。 利用红、绿灯判断辅助开关故障简单方便，但是不太可靠。可以用万用表检查确定。检修辅助开关的方法是调整固定法兰的角度，调整辅助开关连杆的长度等。 4、控制回路开路故障:在控制回路中控制开关损坏、线路断线等都使合闸线圈不能得电。这时候合闸线圈没有动作的声音。测量线圈两端没有电压。检查方法是用万用表检查开路点。 5、合闸线圈故障:合闸线圈烧毁是短路故障。这时候有异味、冒烟、保险熔短等现象发生。合闸线圈设计为短时工作制，通电时间不能太长。合闸失败后应当及时查找原因，不应该多次反复合闸。特别是CD型电磁操作机构的合闸线圈，由于通过电流较大多次合闸容易烧坏。 在检修高压柜不能合闸的故障时经常使用试送电的方法。这种方法可以排除线路故障(变压器温度、瓦斯故障除外)、电气连锁故障、限位开关故障。故障部位基本可以确定在手车内部。所以在应急处理时可以用试验位置试送电，更换备用手车送电的方法进行处理。这样可以起到事半功倍的效果并且可以减少停电时间。 四、高压开关柜分闸故障的判断和处理 分闸故障也可分为机械故障和电气故障。电气故障主要有控制回路开路、线圈故障、辅助开关故障等。 1、故障现象:当红灯不亮时电动不能分闸是辅助开关故障。分闸线圈烧坏时有冒烟、异味、保险熔短等明显现象发生。控制回路开路故障是指转换开关及其它部位断线，这时跳闸线圈不能得电。 2、在检查线圈故障时可以用万用表测量线圈两端电阻。电阻过小或为零时内部匝间短路，电阻无穷大时内部开路。查找开路故障的方法是用万用表测量电压、电阻进行判断。开路点有电压，电阻无穷大。 五、高压开关柜机械故障的判断和处理 高压柜常见的机械故障主要有:机械连锁故障、操作机构故障等。故障部位多是紧固部位松动、传动部件磨损、限位调整不当等。 1、机械连锁故障:为了保证开关的正确操作，开关柜内设置了一些机械连锁。例如手车进出柜体时开关必须是分闸。开关合闸时不能操作隔离开关等。这类故障形式多样，应当沿着机械传动途径进行查找。一般防护机构比较简单，与其它机构很少交叉，查找比较方便。在2号站JYN型高压柜曾经出现过这样一次故障:由于脚踏板与连杆的固定螺母脱落，机构将释能挚子顶死不能合闸。 2、操作机构故障:操作机构出现故障最多的部位是限位点偏移。例如在CT8型机构中扇形轮与脱扣半轴啮合量是机构调整的关键。啮合量较大，脱扣阻力就大，容易卡死。啮合量较小，容易连跳，不能合闸。调整的方法是改变限位螺栓长度和分闸连杆的长度。 尽管高压柜的故障形式多种多样，但只要能在事故跳闸、电动手动不能分合闸情况下判断出高压开关柜的几种常见电气或机械故障，根据故障现象和检查结果确定故障部位，就能很快将故障排除。 高压开关柜故障诊断技术高压开关柜是电力系统中非常重要的电气设备。现代电力系统对电能质量的要求越来越高，相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要求。同时，随着传感器技术、信号处理技术、计算机技术、人工智能技术的发展，使得对开关柜的运行状态进行在线监测，及时发现故障隐患并对累计性故障做出预测成为可能。它对于保证开关柜的正常运行，减少维修次数，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度具有重要意义。 高压开关柜分户内式和户外式两种，10 kV及以下多采用户内式，根据一次线路方案的不同 ，可分为进出线开关柜、联络开关柜、母线分段柜等。10 kV进出线开关柜内多安装少油断路器或真空断路器，断路器所配的操动机构多弹簧操动机构或电磁操动机构，也有配手动操动机构或永磁操动机构的。不同的开关柜在结构上有很大的差别，这将影响到传感器的安装和选择。 1.高压开关柜的故障表现及其原因 调查统计表明，高压开关柜的故障主要有以下几类： (1)拒动、误动故障：这种故障是高压开关柜最主要的故障，其原因可分为两类：一类是因操动机构及传动系统的机械故障造成;另一类是因电气控制和辅助回路造成。 (2)开断与关合故障：这类故障是由断路器本体造成的，对少油断路器而言，主要表现为喷油短路、灭弧室烧损、开断能力不足、关合时爆炸等。对于真空断路器而言，表现为灭弧室及波纹管漏气、真空度降低、切电容器组重燃、陶瓷管破裂等。 (3)绝缘故障：表现为外绝缘对地闪络击穿,内绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压闪络击穿，瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击穿、爆炸，提升杆闪络，CT闪络、击穿、爆炸，瓷瓶断裂等。 (4)载流故障：7.212 kV电压等级发生载流故障主要原因是开关柜隔离插头接触不良导致触头烧融。 (5)外力及其他故障：包括异物撞击，自然灾害，小动物短路等。 2.高压开关柜的监测与诊断方法 针对高压开关柜的不同故障类型，相应有不同的故障检测方法： (1)机械特性在线检测，其监测的内容有：合、分闸线圈回路，合、分闸线圈电流、电压，断路器动触头行程，断路器触头速度，合闸弹簧状态，断路器动作过程中的机械振动，断路器操作次数统计等。 目前，断路器机械状态监测主要有行程和速度的监测，操作过程中振动信号的监测等。断路器操作时的机械振动信号监测是根据每个振动信号出现时间的变化、峰值的变化，结合分、合闸线圈电流波形来判断断路器的机械状态。机械性能稳定的断路器，其分、合闸振动波形的各峰值大小和各峰值间的时间差是相对稳定的。振动信号是否发生变化的判别依据是对新断路器或大修后的断路器进行多次分、合闸试验测试，记录稳定的振动波形，作为该断路器的特征波形指纹，将以后测到的振动波形，与指纹比较，以判别断路器机械特性是否正常。文献3根据径向基函数网络理论(RBF网络)，将健康振动信号和断路器实际振动信号波峰幅值之差形成的残差以及冲击事件发生的时间作为断路器故障诊断的特征参数，来判断断路器是否故障及故障类型。文献4基于小波变换的信号奇异性检测理论，对断路器合闸时的振动信号首先进行小波去噪处理，提纯有用信号。然后利用 Hilbert变换提取信号包络，对包络进行小波变换取得各尺度上的信号波形。最后根据小波变换各尺度上模极大值的传递性来计算信号包络波峰的奇异性指数，以此作为断路器故障诊断的一种特征参数，是一种新颖而比较有效的方法。 行程-时间特性监测是指通过光电传感器，将连续变化的位移量变成一系列电脉冲信号。记录该脉冲的个数，就可以实现动触头全行程参数的测量;同时，记录每一个电脉冲产生的时刻值，就可计算出动触头运动过程中的最大速度和平均速度。因此测得断路器主轴连动杆的分合闸特性，即可反映动触头的特性。监测储能电机负荷电流和启动次数可反映负载(液压操作机构)的