一起GIS接地刀闸传动连杆脱落故障分析及处理

一起GIS接地刀闸传动连杆脱落故障分析及处理

陈营管彦赛

国网山东省电力公司检修公司山东济南250000

摘要：某500kV变电站GIS出现了接地刀闸三相联动连杆脱落问题，电动机构分合操作半分半合的问题。一次接地刀闸非全相动作导致其中两相接地状态合闸，导致相关GIS设备耐压试验不合格，设备停运。通过拆开故障设备，研究故障现象，找出故障原因，并就GIS类似结构的隔离刀闸和接地刀闸操作机构故障隐患提出改造意见，确保GIS设备安全稳定运行。

关键词：GIS设备，接地刀闸，传动连杆，脱落

引言

某500kV变电站500kV区采用国内某厂家生产的GIS设备。该变电站主接线采用3/2接线方式，4回进线2回出线，2段母线。其中接地刀闸采用三相共用一个电动机操动机构，且操动机构安装在A相，AB相之间和BC相之间采用传动连杆。

1故障情况的描述

2018年06月19日，变电站500kV衡兰II线5031开关间隔验收过程中，进行GIS主导体绝缘试验时发现绝缘电阻为0MΩ。通过分析；检修人员怀疑接地刀闸可能由于接地刀闸分闸不到位造成的，随后断开5031开关测量，绝缘电阻仍然为0MΩ，说明接地点在高压侧；断开相应刀闸后测量，绝缘电阻大于100GΩ，说明接地点在其接地刀闸上。现场查看接地刀闸的分合闸指示位置，两个分合闸指示都是在分位。

检修人员到现场检查，就地手动将接地刀闸合闸，发现两个边相的分合闸指示不一致，A相指示在合闸，C相指示在分闸；进行分闸操作后，发现只有A相指示器动作，C相的指示器不动作；通过内窥镜检查三相导体插接情况，A、B、C三相都处于合闸位置，由此可以判断机构只带动A相导体动作，B、C相不动作。

将传动连杆的保护罩拆下，发现A相传动连杆与补偿轴外面轮毂的锁紧螺栓松动，造成传动杆补偿轴的齿轮和B相传动机构连接套脱落，所以机构只带动A相导体合分而其它两相不能动作。如图2所示。

根据现场检查情况分析，接地刀闸操动机构的传动连杆与补偿轴通过轮毂的锁紧螺栓来锁紧固定，分合闸操作时，电机带动传动连杆转动，一旦补偿轴的锁紧螺栓松动，传动连杆和补偿轴就会松动，造成补偿轴来回伸缩，最终补偿轴上的齿轮从连接套中脱离。

通过以上分析可以得出可能造成此次异常的原因主要有两个：一是安装过程中没有将轮毂的锁紧螺栓紧固到规定的力矩；二是分合闸操作过程中电机的电动力带动传动连杆转动时，使轮毂螺栓松动。

2故障原因分析

为便于对兰陵工程连杆脱落问题的阐述，在此对连杆结构进行简单介绍，具体如下：

图1传动连杆装配图

图示序号名称：10传动轴、11补偿杆、12管夹、200连接螺栓

现场安装时，调整11补偿杆、10传动轴的相对位置，使10传动轴与两个补偿杆间的相对距离S相等。将12管夹用200连接螺栓紧固好，使10传动轴夹紧11补偿杆，确保10传动轴与11补偿杆间不发生轴向的相对移动。

接地刀闸在现场安装好后，产品相间距不再变化。传动连杆装配时按照产品的相间距进行调整。连杆发生脱落，说明连杆长度发生了变化，连杆长度变短。从转动连杆结构来看，11补偿杆与10传动轴通过12管夹夹紧。只有管夹发生松动，10传动轴与11补偿杆间才能发生相对位移，造成连杆长度变化。

综合分析，接地刀闸连杆脱落的原因为：12管夹、200连接螺栓在安装过程中紧固不到位，在设备运行、传动过程中，11补偿杆、10传动轴间发生缓慢的相对位移，造成连杆长度变短，最终发生连杆脱落的问题。

3故障分析及改进

此次事件暴露出来的隐患是，操作机构显示标志及电气信号不能准确反应三相的真实状态，仅仅可以反应A相的分合状态。检修人员将根据变电站现场运行情况，利用现场停电检修的时间，对全站传动连杆连接状态进行全面的检查。具体检查处理方案如下：

1）传动连杆防雨罩拆卸

将连接套上的管夹松开，去掉防雨罩表面的防水胶，将防雨罩沿着图示箭头方向沿左后右移动，将防雨罩移动到一侧。

2）管夹部位状态检查

传动连杆防雨罩打开移动到连杆一侧后，传动连杆管夹连接部位将可触及。管夹连接局部图见下图1.3所示，检查连杆有无脱落问题。

3）管夹连接螺栓的紧固确认

管夹开口方向与传动连接杆开口方向一致，是正确的安装方式。如果方向错误，要更改为正确的安装位置。

使用力矩对传动连杆管夹螺栓逐一打力矩，确保螺栓紧固到位。检查确认螺栓已紧固后，用手沿着连杆轴向方向拉、推连杆，确认连杆与补偿杆间无相对移动（亦即管夹已将连杆抱紧）。确认无误后，在管夹连接螺栓的螺母端头一圈涂抹锁紧剂，并用记号笔在连接螺栓上做好紧固标记。紧固力矩值：10N.m。使轴向安装间隙“b”约为4mm。完成连杆一端的管夹紧固后，接着进行连杆另一端的管夹紧固，操作过程同上。连接杆与轮毂的之间的尺寸“S”两侧保持一致。

图6传动连杆

注意：上述作业过程中，不可旋转连杆。安装保护管、密封垫、垫圈、以及绝缘垫圈。并涂抹7091防水胶。保证联结套30×1开口向下，并在相应接口位置涂好防水胶。

4结束语

由上述分析可见，国内GIS设备生产、制造、安装的工艺仍需提高，应严格按照图纸进行安装，避免因为安装误差造成严重事故。对此，变电站检修人员提出了以下几点建议：

1.停电检修时，增加对GIS绝缘电阻的测试试验；

2.对公司其它变电站在运的相似结构的GIS刀闸进行机构检查；观察两个边相的分合闸指示器，通过内窥镜检查接地刀闸导体是否分闸到位；严格检查销轴、卡环及螺栓连接等连接部件的可靠性，防止其脱落导致传动失效。

参考文献：

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[4]赵正雷，康钰生.刀闸连杆变形导致电压互感器误并列的故障处理[J].电世界，2017，58（10）：11-13.