ABB高压设备的现场应用与故障分析

ABB 高压设备的现场应用及故障分析
王臻
（湖南华菱湘钢宽厚板厂）
摘要：本文重点介绍了湘钢宽厚板厂ABB 高压设备的现场应用及动作原理，针对近年来出现的高压设备常见故障，结合可能的故障因素,通过解体检查，对其内部结构进行了研究分析。

全面描述了高压设备的常见故障处理方法，对现场人员正确检查分析处理同类隐患故障具有一定的指导作用。

关键词： ABB 高压设备 解体检查
1前言
高压设备是电力电网中的主要组成部分，对电网安全运行影响极大。

为了保障电网的安全运行，如何准确快速判断高压设备故障，有针对性地进行故障排除，需对其进行内部结构及动作原理深入研究，掌握典型故障的成因。

本文就本公司内应用较广的ABB 高压设备在宽厚板厂出现的典型故障成因进行分析并就处理方法进行说明。

2 ABB 高压设备的现场应用及工作原理 2.1 ABB 高压设备的现场应用 宽厚板厂选用ABB 高压成套公司的A B B -U n i G e a r 型高压开关柜，柜体为组装式结构，分四个单独的隔室：手车室、主母线室、电缆室、继电器仪表室。

配套应用ABB 公司VD4真空断路器（见图1），主要由合分闸单元及机械传动，辅助单元构成。

图1 ABB 高压断路器内部结构
2.2.高压真空断路器主要部件的工作原理
储能动作： 由储能电机或手动储能部件通过操作传动轴承带动链轮转动，达到储能的目的。

合/分闸动作：储能到位后，按手动合闸按钮推动手动合闸弯板转动，合闸线圈闭合动作，通过连杆传动机构及绝缘拉杆带动真空灭弧室的导电杆向上运动，完成合闸动作。

同时完成满足分闸动作的机械储能。

按手动分闸按钮推动脱扣弯板转动，或分闸线圈闭合动作，导电杆向下运动，完成分闸动作。

3高压设备典型故障类型及分析处理
宽厚板厂ABB 高压设备自2005年投入运行以来，多次发生故障，主要体现在以下两大类型：（1）运行过程中合分闸动作，工作阻力较大，两侧弹簧受力不均，联动机构容易出1： 合闸线圈Y3
2 ：分闸线圈 Y2 3： 多组整流桥 4 ：储能电机
1
2
3
4
现卡阻或者断裂现象，断路器合不上闸。

（2）高压开关柜内母排放电，击穿母排绝缘套管。

3.1 典型故障分析
3.1.1 高压真空断路器储能闭锁杆螺栓断裂
2012年9月粗轧大电机整流高压合不上，ACS6000报警“MCB closecontrol”主断路器控制闭锁，检查粗轧主传动高压开关柜无报警，在试验位置发现断路器在储能中有异响，且手动储能时存在卡不住链条的情况。

怀疑储能电机烧损，决定更换电机，拆卸的过程中发现储能闭锁杆的螺栓断裂。

事后对VD4真空断路器内部结构及工作原理进一步解体研究，分析出导致断路器合分闸及储能动作失效的主要原因：
(1)高压断路器的储能闭锁杆机构螺栓断裂，导致储能联动动作不能完成，使得合闸回路中
S1（见图2）储能点没有反馈给S2（合闸闭锁）及Y3(合闸)信号，Y3线圈没有得电，断路器不能合闸。

图2 断路器合闸电气控制原理图
(2)连锁杆与闭锁杆局部抬升滑动间隙不够（见图3），造成提升阻力大，造成卡阻。

1
2
1：闭锁杆2：连锁杆
图3 断路器合分闸动作机构原理图
(3) 断路器频繁合分闸，造成合分闸线圈转动轴间距加大（见图4），极易烧损。

图4 Y3合闸线圈Y2分闸线圈
分析故障成因后，我们在一年一次的高压绝缘保护试验中增加了针对断路器内部结构的合分闸性能检查及动作机构校正的防范措施，在2012年12月通过检查发现一台高压断路器储能电机链条出现偏移造成动作中齿轮无法咬合，储能开关过热跳闸，通过调整间隙消除了隐患。

3.1.2高压开关柜放电、母线套管绝缘击穿：
2013年6月29日凌晨1：00左右，电气值班人员对变电所巡检过程中发现35KV高压室开关柜出现持续放电声响，通过对高压室及电缆隧道的仔细检查，确定放电声源来自35KV一段受电柜G1AH6内，利用检修时间对母排进行停电检查35KV一段母排套管内的均压环，检查中发现该段开关柜内母排套管内A相均压环间隙变大，抽出检查已变形（见图5）B相均压环由于安装位置不好长期放电，均压环与绝缘套管氧化严重（见图6），母线耐压试验至4.8万伏现场放电声响很大，耐压未达到7.2万伏的标准。

更换2个ABB升级款均压环（见图7）后再次耐压7.2万伏成功，送电后放电现象消失（见图8）。

图5 故障均压环（处理前）图6 故障均压环（处理前）
图7 升级款新型均压环图8 更换升级后的均压环（处理后）高压开关柜放电现象的主要原因分析：第一代均压环由于设计不合理造成安装间隙易发生偏移，间隙改变后，导致母排电压分布不均匀形成电位差，出现放电击穿绝缘套管。

现采用ABB升级改型后的自固定式（阿基米德）均压环，自固定式均压环由于双环形结构能够较好地均匀附着于母排槽内，基本解决了由于安装造成间隙加大出现放电现象。

4.结语
高压设备事故对于企业电网安全运行影响极大。

结合高压设备内部结构及工作原理，对高压设备典型事故进行分析，找到了有效处理高压设备故障的处理方法，对以后的高压设备维护及故障分析提供了很好的帮助，降低了高压设备故障的发生。