提高220kV线路侧隔离刀闸合闸控制安全性分析

魏勇

(国网攀枝花供电公司四川攀枝花617067)

摘要：隔离刀闸作为线路的可视断开机构，若是在合闸时没有做好安全控制，就有可能给电网及人身安全带来不可估量的损失。本文介绍了隔离刀闸合闸控制中存在的安全问题，并提出了几点安全控制措施，为电力运输提供保障。

关键词：220kV线路侧；隔离刀闸；二次回路异常；合闸控制；安全性

引言

隔离刀闸是变电站、输配电线路中与断路器配合使用的一种主要设备，随着电网自动化程度的越来越高和无人值班站的广泛推行，对高压隔离开关的安全运行要求也越来越高，只有充分了解高压隔离开关在运行中可能出现的各种故障现象及其故障原因，并熟练掌握相应的故障发生时的处理措施，才能有针对性地强化安装和检修时的工艺质量，确保电网运行的安全性和可靠性。

1220kV线路侧隔离刀闸合闸控制安全的重要性分析

隔离刀闸是高压开关设备当中重要的组成部分之一，由于没有专门的灭弧装置，因此不能用来拉合负荷电流以及短路电流。在进行设备检修时，通过隔离刀闸能够将有电部分和无电部分进行隔离，从而形成明显的断开点，这样一来就是检修设备和电力系统之间，当隔离，确保相关工作人员以及设备的安全性。通过隔离刀闸以及断路器之间的相互配合，能够实现倒闸操作，改变运行方式。在我国当前的诸多电厂以及供电企业当中，通常情况下工作人员都是在电网的一侧检验无压时进行合闸，与此同时，需要在调度命令下开展核查工作，若是检测人员玩忽职守，未能按照调度命令执行此操作，就会由于人为因素的影响，造成电力安全事故。所以就需要加强对隔离刀闸合闸控制安全方面的研究不断加强技术防御能力，最大程度上避免安全事故发生。

2220kV线路侧隔离刀闸常见故障问题分析

2.1防误闭锁不规范

变电站中隔离开关回路设计时要符合防误闭锁的规范，如果变电站防误闭锁不规范，就会直接在隔离开关中引起绝缘异常的问题。变电站运行的过程中，防误闭锁有着明确的要求，例如：变电站远方遥控隔离开关分合闸的操作如果成功，就应该要求操作回路在公共端1G889位置处设立一个监控I/O闭锁点，以此来确保远方遥控隔离开关分合闸以及控制回路的安全性，预防分合闸的过程中出现绝缘异常，实际远方遥控隔离开关在变电站中，设计中具备闭锁逻辑的条件才能按照上述设计执行，没有此类条件无法准确的设计闭锁点，导致防误闭锁面临着不规范条件的影响，由此在隔离开关控制回路中出现了绝缘异常的问题，除了上述问题以外，变电站防误闭锁不规范引起的隔离开关控制回路绝缘异常中，隔离开关的遥控回路内负责监控的闭锁接线1G889没有按照顺序连接手动操作回路时，也就是接线中有反接的现象，此时隔离刀闸会长期处在短接位置，诱发了下文中的错误接线问题。

2.2二次回路设计缺陷

220kV线路侧隔离刀闸验收过程中，验收人员在端子箱操作线路侧刀闸，发现按下合闸按钮后隔离刀闸没有响应。停止操作后，经检查发现开关端子箱刀闸电机电源空开在断开位置，验收人员准备合上电机电源空开后在端子箱重新操作，但验收人员合上电机电源空气开关后，刀闸自动合上。在无分合命令的情况下刀闸自动合闸，引起了验收人员的高度重视，设备在运行情况下一旦发生这类现象，将可能给电站设备和工作人员造成安全隐患。隔离刀闸二次回路如图1及图2所示：当就地（刀闸机构箱）操作按下SB1按钮或远方（端子箱）操作按下SB合闸按钮后，KM1继电器带电，KM1接点闭合，KM1继电器自保持，由于电机电源空气开关在断开位置，合闸失败，但合闸继电器KM1长期在吸合状态，此时一旦给上电机电源空气开关，隔离刀闸将直接合闸。

图2隔离刀闸控制回路

3220kV线路侧隔离刀闸合闸控制措施分析

3.1做好二次回路设计改造

针对隔离刀闸二次回路设计缺陷，与厂家及设计人员沟通后，决定在电机电源回路中加入BSJ（相序保护）继电器，并在电机控制回路中引入BSJ继电器常开接点，如图3、图4所示。当刀闸电机电源缺相、相序错误时，BSJ继电器不动作，控制回路中BSJ继电器接点在断开位置，按下合闸按钮（SB或SB1）后KM1继电器不动作，刀闸不合闸，电机电源正常后，刀闸不会自动合闸。经检验，分合闸回路均已正确，有效避免了误分合刀闸的风险，保证合闸控制安全性。

图3改造后的刀闸电机回路

图4改造后的刀闸控制回路

3.2控制回路故障处理措施

（1）据统计，造成户外隔离刀闸直流接地和交流短路故障，大部分是由于电动操动机构箱门密封胶边老化掉落、密封不严，氧化锈蚀等原因造成结构箱内潮湿，绝缘降低引起的。针对这种情况，要做好定期检修、维护、防潮等工作，加强雨雾天气的特巡工作。

（2）由于隔离刀闸的控制回路中存在利用断路器和接地开关的辅助触点来闭锁隔离刀闸的回路，所以对于由于二次回路故障导致隔离刀闸操作困难，运行人员首先要检查操作是否正确，确保能够满足解锁条件。控制回路故障处理流程如图1所示。根据隔离刀闸机构箱的交流接触器是否励磁来判断是操作控制回路故障还是电动机控制回路故障。当交流接触器励磁动作，说明操作控制回路没有问题，故障点在电动机控制回路或者一次设备上；当交流接触器的励磁不动作，说明故障点在操作控制回路上，可以结合控制回路图去查找故障。

（3）检查并确保隔离刀闸的操作电源正常，断开操作电源空气开关，以防隔离刀闸误动。在机构箱将远方就地操作把手由“远方”打至“就地”，用五防钥匙使控制回路五防接点接通，按下机构箱就地合闸按钮，使回路接通，根据控制回路图检查控制回路上的每一个元件引出端子排的接线点。从正电源依次开始测量其电压，测量到正电压说明接点完好，当测量元件一侧为正电压，另一侧为负电压或者只有几伏的虚电压时说明故障点就在这个元件上，然后排除故障。

3.3加强电动机构改造

传统的隔离刀闸采用手工操作模式，改造后加装了电动操作机构。一般情况下，隔离刀闸大多安装在柱上横担上，三相分别安装在杆体的两侧，改造时需要分别在三相单支的隔离刀闸上安装一个电动机构，但配电杆体上空间较小，一般很难实现，且这种改造方式的成本比较高。此外，220kV配电线路中，经常会遇到同杆并架的情况，因此，柱上空间问题是电动机构安装时需要重点关注的问题。实际的安装过程中可以将原来的三相独立单相刀闸进行改造，更换为三相一体式隔离刀闸，其中加装了一套电动操作机构，可以同时操作三相刀闸。具体的安装过程中只需要将该三相一体式隔离刀闸安装在横担一侧，利用横出轴将电动机构固定在杆体上即可，安装过程中工作人员需要关注线路、横担以及动力传动杆的避让问题。

3.4做好隔离刀闸控制回路绝缘异常处理

（1）在隔离开关控制回路中，运行期间遇到停电事故时最先要拉开侧边线路的隔离刀闸，之后再操作母线侧位置的隔离刀闸，保障隔离刀闸控制回路保持正常的绝缘状态，预防绝缘异常。

（2）处理隔离开关控制回路异常状态时，重点操作母线位置的隔离刀闸，维护隔离刀闸控制回路，防止有绝缘异常的问题。绝缘异常经常会出现在停电的状态，为了保障控制回路在正常的绝缘状态，先要操作靠线路侧的隔离开关，之后再进行靠母线位置的隔离开关，确保各项控制回路都处于安全、可靠的状态，以实际情况为主排除绝缘异常的问题。

（3）为了预防隔离刀闸控制回路绝缘异常，操作隔离刀闸的过程中，按照顺序在现场检查隔离刀闸的分、合操作，还要检查触头、线路等位置，促使隔离刀闸以及控制回路位于正常的运行状态内，排除控制回路绝缘异常的问题。

（4）是变电站主控制室内隔离开关控制回路绝缘异常的控制措施，隔离刀闸控制回路中有电气操作失灵问题后，现场会出现绝缘异常的情况。绝缘异常处理时不论自动、手动操作，都要严格按照电气闭锁条件实行，准确调整隔离刀闸，促使控制回路保持优质的绝缘状态，完善隔离刀闸的运行方式。

（5）在绝缘异常处理过程中，需要在隔离刀闸控制回路中安装上防误闭锁装置，规范刀闸操作的动作顺序，以免影响隔离开关的运行状态，维护隔离刀闸控制回路的绝缘效果，最主要的是规范隔离刀闸控制回路的运行位置，经过仔细核对后，避免控制回路中潜在绝缘异常，进而促使隔离刀闸控制回路维持在有效的绝缘状态。

（6）隔离开关控制回路绝缘操作的手动操作部分，在处理绝缘异常时需断开动力电源，准确操作隔离刀闸以及接地刀闸，以手动操作为根本，避免控制回路中出现绝缘异常问题，改善隔离刀闸控制回路的绝缘效果。

3.5采取合理的预防措施预防措施

（1）提升设备性能检测水平，加强设备性能监测，随时掌握设备运行情况。

（2）改进该隔离开关的分合闸指示：一是将操作机构箱处的分合闸指示进行校正，二是在传动轴的端部加装分合闸指示。这样既可以监控动力源也可以监视远端传动是否到位。

（3）在设备检修维护时，隔离开关的手动分合要严格按照操作规程，缓慢进行分合试验，检查传动连轴是否在同一水平直线位置，确保机构内部无扭曲憋劲现象。

（4）建立设备健康记录，实时掌握设备寿命情况，及时更换亚健康设备。

4结束语

综上所述，在遇到隔离刀闸分合闸故障时，排除控制单元的问题后，主要的查找方向是操作机构箱及传动部分。在检修维护过程中，应仔细检查各个轴连接关键部位，特别是能量输出以及能量传递的关键连接部位，避免设备发生非正常分合故障。纵观多次隔离刀闸合闸故障，笔者认为，根据设备检修维护要求以及相关试验标准，对其进行全面试验、检修，并严格按照试验周期进行设备分合试验，建立起合理有效的检测手段才是真正解决隔离开关合闸故障、保证其可靠分合的基础，也是设备安全运行的要求。

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