探討高壓斷路器機(jī)械故障及改進(jìn)方法

1、<p>　　探討高壓斷路器機(jī)械故障及改進(jìn)方法</p><p>　　摘要：高壓斷路器是電力系統(tǒng)的重要執(zhí)行元件，能夠靈巧地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化和倒閘操作的要求，是電力系統(tǒng)及設(shè)備能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)供電的安全性、質(zhì)量性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性提出了更高的要求。本文從實(shí)際出發(fā)，系統(tǒng)的對(duì)高壓斷路器在運(yùn)行時(shí)的常見(jiàn)的故障問(wèn)題進(jìn)行分析，提出合理的改進(jìn)措施，并結(jié)合案例論述改進(jìn)措施的有效性。希望

2、本文對(duì)從事斷路器維護(hù)及修理的工作人員有一定的指導(dǎo)作用。 </p><p>　　Abstract： High voltage circuit breaker is an important executive component of the power system. It can deftly achieve the change of system operation mode and the request

3、 of switching operation. It is an important guarantee for the safe and stable operation of power system and equipment. With the rapid development of social economy， it is put forward higher requirements for the security，

4、 quality， reliability and economy of power supply. This article from the reality， systematically analyzed the c</p><p>　　關(guān)鍵詞：高壓斷路器；機(jī)械故障；改進(jìn)措施 </p><p>　　Key words： high voltage circuit breaker；mec

5、hanical failure；improvement measures </p><p>　　中圖分類號(hào)：TM561 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）19-0148-02 </p><p><b>　　0 引言 </b></p><p>　　高壓斷路器又稱高壓開關(guān)，是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，它能夠?qū)⒏邏弘娐分写嬖?/p>

6、的空載電流以及負(fù)荷電流主動(dòng)切斷，從而在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，起到保護(hù)高壓電線和高壓電力設(shè)備安全的作用。然而在實(shí)際的變電站運(yùn)行過(guò)程中，高壓斷路器經(jīng)常會(huì)面臨一些問(wèn)題，使得電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行受到影響，面對(duì)這種形勢(shì)，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)地歸納和分析斷路器中常見(jiàn)的問(wèn)題，以備不時(shí)之需，確保我國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。 </p><p>　　1 高壓斷路器的作用 </p><p>　　高壓斷路器是指在電

7、力系統(tǒng)中能開斷正常負(fù)荷電流和短路電流的高壓（1000V及以上）電氣設(shè)備。高壓斷路器和隔離刀閘等設(shè)備的配合，電網(wǎng)能改變運(yùn)行方式。高壓斷路器與繼電保護(hù)裝置配合，在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，能快速將故障從電網(wǎng)上切除，以減輕電力設(shè)備的損壞和提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，保證電網(wǎng)非故障部分的正常運(yùn)行。高壓斷路器與自動(dòng)重合閘裝置配合能多次關(guān)合和斷開故障設(shè)備，以保證電網(wǎng)設(shè)備瞬時(shí)故障時(shí)及時(shí)切除故障和恢復(fù)供電，提高電網(wǎng)供電的可靠性。 </p><p>

8、　　2 斷路器的組成結(jié)構(gòu)及工作原理 </p><p>　　高壓斷路器按功能可分為以下幾部分：導(dǎo)電部分；絕緣部分；解除系統(tǒng)和滅弧裝置；操作系統(tǒng)。高壓斷路器能夠真正發(fā)揮作用必須依靠機(jī)械部件的正確動(dòng)作，所以要求機(jī)械的每個(gè)組成部件都具有很高的牢固性。斷路器的基本結(jié)構(gòu)包括六部分，分別是操動(dòng)機(jī)構(gòu)，絕緣支撐，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，導(dǎo)電回路，滅弧室，支架。斷路器的傳動(dòng)鏈構(gòu)成部分主要包括機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連桿、拐臂、主軸、絕緣推桿、三角拐臂和觸頭彈簧裝

9、置等。利用絕緣拉桿、觸頭彈簧等同真空滅弧室的動(dòng)導(dǎo)電桿連接操動(dòng)機(jī)構(gòu)，使其帶動(dòng)導(dǎo)電桿運(yùn)動(dòng)完成合、分閘操作。 </p><p>　　3 高壓斷路器常出現(xiàn)的故障 </p><p>　　①斷路器拒合、拒分。即斷路器收到合閘或者分閘命令，但是無(wú)法實(shí)施命令。②斷路器誤分。即斷路器自行異常實(shí)施動(dòng)作跳閘。③斷路器機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能后，儲(chǔ)能電機(jī)不停。即斷路器合閘后，操動(dòng)機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能電機(jī)開始工作，但是彈簧能量?jī)?chǔ)滿后，電機(jī)無(wú)法

10、停止。④斷路器直流電阻增大。即斷路器使用一段時(shí)間后，滅弧室觸頭的接觸電阻增大了。⑤斷路器合閘彈跳時(shí)間增大。即斷路器使用一段時(shí)間后，合閘彈跳時(shí)間比規(guī)定值長(zhǎng)了。 </p><p><b>　　4 故障原因分析 </b></p><p>　　4.1 斷路器拒分、拒合 當(dāng)出現(xiàn)操動(dòng)機(jī)構(gòu)拒動(dòng)問(wèn)題時(shí)，首先應(yīng)找到問(wèn)題的產(chǎn)生原因，通常是機(jī)械部分故障或者二次回路故障，然后針對(duì)發(fā)現(xiàn)的故障原

11、因采取有效的應(yīng)對(duì)措施。 </p><p>　　4.2 斷路器誤分 首先確定是否存在誤操作，若確定沒(méi)有誤操作，應(yīng)檢查二次回路及操動(dòng)機(jī)構(gòu)，觀察是否存在異常，常見(jiàn)的造成斷路器誤分的原因是操動(dòng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)輔助開關(guān)接點(diǎn)有短路現(xiàn)象，分閘電源通過(guò)短路點(diǎn)與分閘線圈接通，造成誤分閘。 </p><p>　　4.3 斷路器機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能后，儲(chǔ)能電機(jī)不停 操動(dòng)機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能電機(jī)在斷路器合閘后開始工作，彈簧能量?jī)?chǔ)滿后，發(fā)出彈簧已

12、儲(chǔ)能信號(hào)。儲(chǔ)能回路中串有斷路器一對(duì)常開輔助接點(diǎn)和一對(duì)行程開關(guān)常閉接點(diǎn)，通過(guò)控制常開輔助接點(diǎn)和行程開關(guān)常閉接點(diǎn)，能夠控制儲(chǔ)能電機(jī)正常運(yùn)行或者停止工作。儲(chǔ)能電機(jī)一直工作的原因是在彈簧儲(chǔ)滿能量后，機(jī)構(gòu)搖臂未能將行程開關(guān)常閉接點(diǎn)打開，儲(chǔ)能回路一直帶電，儲(chǔ)能電機(jī)不能停止工作。 </p><p>　　4.4 斷路器直流電阻增大 由于真空滅弧室的觸頭為對(duì)接式，觸頭接觸電阻過(guò)大，在載流時(shí)觸頭容易發(fā)熱，不利于導(dǎo)電和開斷電路，因此要

13、求接觸電阻值必須小于規(guī)定值。此外，影響接觸電阻的因素還有觸頭彈簧的壓力，必須隨時(shí)關(guān)注和測(cè)量觸頭彈簧的壓力，使其處于規(guī)定值。由此可知導(dǎo)致斷路器直流電阻增大的原因主要有兩方面：一是觸頭電磨損；二是斷路器觸頭開距的變化。 　　4.5 斷路器合閘彈跳時(shí)間增大 隨著斷路器運(yùn)行時(shí)間的增加，會(huì)出現(xiàn)斷路器合閘彈跳時(shí)間增大的問(wèn)題，而該問(wèn)題的出現(xiàn)主要是觸頭彈簧彈力下降和拐臂、軸銷間隙磨損變大導(dǎo)致的。 </p><p>　　5 高壓

14、斷路器的故障改進(jìn)措施 </p><p>　　5.1 誤拉斷路器的處理 若誤拉需檢同期合閘的斷路器，禁止將該斷路器直接合上，應(yīng)該檢同期合上該斷路器，在值長(zhǎng)或調(diào)度的指揮下進(jìn)行操作；若誤拉直饋線路的斷路器，為了減小損失，允許立即合上該斷路器；但若用戶要求該線路斷路器跳閘后間隔一定時(shí)間才允許合上時(shí)，則應(yīng)遵守其規(guī)定。 </p><p>　　5.2 故障跳閘的處理 斷路器跳閘后，值班員應(yīng)從容應(yīng)對(duì)，立即

15、記錄事故發(fā)生時(shí)間，同時(shí)及時(shí)停止音響信號(hào)，馬上開始特巡，檢查斷路器是否存在損壞，并將結(jié)果匯報(bào)給值長(zhǎng)或調(diào)度，收到他們的命令后才能合閘，但若合閘后又出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，應(yīng)將相關(guān)情況及時(shí)報(bào)告給調(diào)度員，同時(shí)檢查斷路器；若檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)造成跳閘的原因是系統(tǒng)故障，相關(guān)人員應(yīng)立即將系統(tǒng)和斷路器隔離開，然后保持原狀，直到找到故障原因并清除故障后才能恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行。 </p><p>　　5.3 斷路器分閘失靈的處理 首先檢查斷路器的分閘回路

16、和控制回路，一旦發(fā)現(xiàn)這些回路存在異?；蛘吖收蠒r(shí)應(yīng)立即采取應(yīng)對(duì)措施，及時(shí)查找原因并清除故障，其次應(yīng)檢查直流電源，若發(fā)現(xiàn)直流電壓存在異常，應(yīng)及時(shí)采取修正措施，確保電壓處于規(guī)定值，之后檢查開關(guān)，具體方式是手動(dòng)遠(yuǎn)方操作跳閘一次，若沒(méi)有跳閘成功，說(shuō)明開關(guān)存在故障，應(yīng)立即采取應(yīng)對(duì)措施。 </p><p>　　5.4 斷路器合閘失靈的處理 檢查處理斷路器控制回路、合閘回路及直流電源；若發(fā)現(xiàn)直流電壓存在異常，應(yīng)及時(shí)采取修正措施，

17、確保電壓處于規(guī)定值；檢查彈簧機(jī)構(gòu)是否儲(chǔ)能；檢查SF6氣體壓力是否正常；若值班人員遇到自身無(wú)法解決的問(wèn)題，應(yīng)立即聯(lián)系并將相關(guān)情況匯報(bào)給值長(zhǎng)或調(diào)度員。 </p><p>　　5.5 SF6斷路器本體嚴(yán)重漏氣，發(fā)閉鎖信號(hào)的處理 面對(duì)上述情況應(yīng)立即斷開該開關(guān)的操作電源，將禁止操作的標(biāo)示牌掛在手動(dòng)操作把手上；將相關(guān)情況匯報(bào)給值長(zhǎng)或調(diào)度，依據(jù)指示將故障開關(guān)隔離；由于存在漏氣問(wèn)題可能會(huì)危及生命，接近設(shè)備時(shí)最好戴防毒面具、穿防護(hù)

18、服等。 </p><p><b>　　6 案例分析 </b></p><p>　　平西變電站10KV的10kV開關(guān)柜采用ZN12-27.5型真空斷路器，崇崗變電站10KV的10kV開關(guān)柜采用ZN-27.5型真空斷路器，自開通以來(lái)運(yùn)行基本良好。雖然這兩種斷路器具有優(yōu)良的性能，但在實(shí)際應(yīng)用中，受復(fù)雜環(huán)境因素影響，設(shè)備本身出現(xiàn)老化、接線失誤等，還是免不了有故障發(fā)生。 <

19、;/p><p><b>　　6.1 故障現(xiàn)象 </b></p><p>　　自安裝運(yùn)行以來(lái)，變電站的斷路器運(yùn)行狀態(tài)良好，未發(fā)生大的故障，但近期以來(lái)相繼在平西變電站10KV、崇崗變電站10KV發(fā)生斷路器分、合閘失靈現(xiàn)象。斷路器分閘失靈是指斷路器壓力開關(guān)本應(yīng)斷開即分閘時(shí)，壓力開關(guān)卻沒(méi)有完成分閘動(dòng)作。2012年6月8日，值班員對(duì)平西變電站10KV線進(jìn)行分閘操作時(shí)發(fā)現(xiàn)，控制盤上顯

20、示斷路器已分閘，但實(shí)際設(shè)備卻在合閘狀態(tài)，對(duì)其進(jìn)行合閘時(shí)，控制室顯示斷路器已合閘，實(shí)際設(shè)備肉眼觀察也處于合閘狀態(tài)，但用驗(yàn)電器檢測(cè)卻沒(méi)有電，處于虛合狀態(tài)。同年6月15日在崇崗變電站10KV也出現(xiàn)此種故障現(xiàn)象，值班員對(duì)崇崗變電站10KV線進(jìn)行分閘操作，控制盤上顯示斷路器已分閘，實(shí)際設(shè)備也沒(méi)分下來(lái)，仍處于合閘狀態(tài)，但檢測(cè)卻沒(méi)有電，也處于虛合狀態(tài)。后續(xù)一段時(shí)間又有幾條饋線出現(xiàn)此種情況。 </p><p>　　6.2 故障分

21、析和解決方法 </p><p>　　對(duì)平西變電站10KV所使用的ZN12-27.5型斷路器，出現(xiàn)分、合閘失靈現(xiàn)象是由于絕緣拉桿斷裂，當(dāng)絕緣拉桿斷裂后，就無(wú)法操動(dòng)導(dǎo)電桿上、下運(yùn)動(dòng)，使其始終處于虛合狀態(tài)。而崇崗變電站10KV使用的ZN-27.5型斷路器分、合閘失靈的原因也是斷路器絕緣拉桿斷裂。結(jié)合斷路器結(jié)構(gòu)圖和滅弧室剖面圖，經(jīng)反復(fù)研究和試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)斷路器的絕緣拉桿斷裂屬于彈簧根部斷裂，原因是ZN12-27.5型斷路器的絕

22、緣拉桿彈簧根部在每次合閘過(guò)程中，根部直接打在下部環(huán)氧樹脂澆注的絕緣子上，造成這種情況的原因是合閘橡皮緩沖器墊的位置不合適從而使合閘的力度全跑到拉桿根部。ZN-27.5型斷路器絕緣拉桿斷裂的原因是拉桿前端拐臂在合閘時(shí)碰擊真空泡的導(dǎo)向板，致使導(dǎo)桿螺母受力過(guò)大斷裂，由于導(dǎo)桿螺母的調(diào)整量度有限，該型號(hào)斷路器調(diào)到極限仍達(dá)不到有效的結(jié)果。 </p><p>　　解決方法：對(duì)ZN12-27.5型斷路器我們對(duì)其采取加大橡皮緩沖器

23、承受力，減少拉桿多余的力度，保證合閘力度的穩(wěn)定。對(duì)ZN-27.5型斷路器我們對(duì)其采取調(diào)整真空泡導(dǎo)桿加大拐臂的角度，保證合閘穩(wěn)定性。 </p><p><b>　　6.3 效果分析 </b></p><p>　　針對(duì)以上兩種斷路器，對(duì)其采取相應(yīng)的處理措施后，斷路器分、合閘失靈現(xiàn)象消失，到目前為止兩變電所從未出現(xiàn)過(guò)因斷路器絕緣拉桿斷裂而出現(xiàn)分、合閘失靈問(wèn)題。 </p

24、><p><b>　　7 結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　對(duì)于整個(gè)配電系統(tǒng)而言，高壓斷路器的作用至關(guān)重要，同時(shí)高壓斷路器也是非常容易出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)，一旦該環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，將直接影響到配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，因此，要想整個(gè)電網(wǎng)保持正常運(yùn)行，必須保證高壓斷路器能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)高壓斷路器的正常穩(wěn)定運(yùn)行，也為了滿足廣大用戶日益增長(zhǎng)的用電需求，應(yīng)采取有效措施促進(jìn)我國(guó)高壓斷

25、路器朝著智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，進(jìn)而提高我國(guó)電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]黃建華.變電站高壓電氣設(shè)備狀態(tài)檢修的現(xiàn)狀及其發(fā)展[J].變壓器，2002（S1）. </p><p>　　[2]潘金鑾.斷路器檢修技術(shù)講座第三講操動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)及工作原理（上）[J].供用電，200