探討高壓斷路器機械故障及改進方法

1、<p>　　探討高壓斷路器機械故障及改進方法</p><p>　　摘要：高壓斷路器是電力系統(tǒng)的重要執(zhí)行元件，能夠靈巧地實現(xiàn)系統(tǒng)運行方式的變化和倒閘操作的要求，是電力系統(tǒng)及設備能夠安全穩(wěn)定運行的重要保證。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，對供電的安全性、質量性、可靠性和經(jīng)濟性提出了更高的要求。本文從實際出發(fā)，系統(tǒng)的對高壓斷路器在運行時的常見的故障問題進行分析，提出合理的改進措施，并結合案例論述改進措施的有效性。希望

2、本文對從事斷路器維護及修理的工作人員有一定的指導作用。 </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>　　關鍵詞：高壓斷路器；機械故障；改進措施 </p><p>　　Key words： high voltage circuit breaker；mec

5、hanical failure；improvement measures </p><p>　　中圖分類號：TM561 文獻標識碼：A 文章編號：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，是電力系統(tǒng)中的一個重要組成部分，它能夠將高壓電路中存在

6、的空載電流以及負荷電流主動切斷，從而在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，起到保護高壓電線和高壓電力設備安全的作用。然而在實際的變電站運行過程中，高壓斷路器經(jīng)常會面臨一些問題，使得電力系統(tǒng)的正常運行受到影響，面對這種形勢，相關人員應當系統(tǒng)地歸納和分析斷路器中常見的問題，以備不時之需，確保我國電力系統(tǒng)運行的安全性和穩(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)中能開斷正常負荷電流和短路電流的高壓（1000V及以上）電氣設備。高壓斷路器和隔離刀閘等設備的配合，電網(wǎng)能改變運行方式。高壓斷路器與繼電保護裝置配合，在電網(wǎng)發(fā)生故障時，能快速將故障從電網(wǎng)上切除，以減輕電力設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行。高壓斷路器與自動重合閘裝置配合能多次關合和斷開故障設備，以保證電網(wǎng)設備瞬時故障時及時切除故障和恢復供電，提高電網(wǎng)供電的可靠性。 </p><p>

8、　　2 斷路器的組成結構及工作原理 </p><p>　　高壓斷路器按功能可分為以下幾部分：導電部分；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)揮作用必須依靠機械部件的正確動作，所以要求機械的每個組成部件都具有很高的牢固性。斷路器的基本結構包括六部分，分別是操動機構，絕緣支撐，傳動機構，導電回路，滅弧室，支架。斷路器的傳動鏈構成部分主要包括機構傳動連桿、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導電桿連接操動機構，使其帶動導電桿運動完成合、分閘操作。 </p><p>　　3 高壓斷路器常出現(xiàn)的故障 </p><p>　?、贁嗦菲骶芎?、拒分。即斷路器收到合閘或者分閘命令，但是無法實施命令。②斷路器誤分。即斷路器自行異常實施動作跳閘。③斷路器機構儲能后，儲能電機不停。即斷路器合閘后，操動機構儲能電機開始工作，但是彈簧能量儲滿后，電機無法

10、停止。④斷路器直流電阻增大。即斷路器使用一段時間后，滅弧室觸頭的接觸電阻增大了。⑤斷路器合閘彈跳時間增大。即斷路器使用一段時間后，合閘彈跳時間比規(guī)定值長了。 </p><p><b>　　4 故障原因分析 </b></p><p>　　4.1 斷路器拒分、拒合 當出現(xiàn)操動機構拒動問題時，首先應找到問題的產(chǎn)生原因，通常是機械部分故障或者二次回路故障，然后針對發(fā)現(xiàn)的故障原

11、因采取有效的應對措施。 </p><p>　　4.2 斷路器誤分 首先確定是否存在誤操作，若確定沒有誤操作，應檢查二次回路及操動機構，觀察是否存在異常，常見的造成斷路器誤分的原因是操動機構箱內輔助開關接點有短路現(xiàn)象，分閘電源通過短路點與分閘線圈接通，造成誤分閘。 </p><p>　　4.3 斷路器機構儲能后，儲能電機不停 操動機構儲能電機在斷路器合閘后開始工作，彈簧能量儲滿后，發(fā)出彈簧已

12、儲能信號。儲能回路中串有斷路器一對常開輔助接點和一對行程開關常閉接點，通過控制常開輔助接點和行程開關常閉接點，能夠控制儲能電機正常運行或者停止工作。儲能電機一直工作的原因是在彈簧儲滿能量后，機構搖臂未能將行程開關常閉接點打開，儲能回路一直帶電，儲能電機不能停止工作。 </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接式，觸頭接觸電阻過大，在載流時觸頭容易發(fā)熱，不利于導電和開斷電路，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，必須隨時關注和測量觸頭彈簧的壓力，使其處于規(guī)定值。由此可知導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 斷路器合閘彈跳時間增大 隨著斷路器運行時間的增加，會出現(xiàn)斷路器合閘彈跳時間增大的問題，而該問題的出現(xiàn)主要是觸頭彈簧彈力下降和拐臂、軸銷間隙磨損變大導致的。 </p><p>　　5 高壓

14、斷路器的故障改進措施 </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，應該檢同期合上該斷路器，在值長或調度的指揮下進行操作；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間才允許合上時，則應遵守其規(guī)定。 </p><p>　　5.2 故障跳閘的處理 斷路器跳閘后，值班員應從容應對，立即

15、記錄事故發(fā)生時間，同時及時停止音響信號，馬上開始特巡，檢查斷路器是否存在損壞，并將結果匯報給值長或調度，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，應將相關情況及時報告給調度員，同時檢查斷路器；若檢查結果發(fā)現(xiàn)造成跳閘的原因是系統(tǒng)故障，相關人員應立即將系統(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系統(tǒng)運行。 </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應立即采取應對措施，及時查找原因并清除故障，其次應檢查直流電源，若發(fā)現(xiàn)直流電壓存在異常，應及時采取修正措施，確保電壓處于規(guī)定值，之后檢查開關，具體方式是手動遠方操作跳閘一次，若沒有跳閘成功，說明開關存在故障，應立即采取應對措施。 </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，應及時采取修正措施，

17、確保電壓處于規(guī)定值；檢查彈簧機構是否儲能；檢查SF6氣體壓力是否正常；若值班人員遇到自身無法解決的問題，應立即聯(lián)系并將相關情況匯報給值長或調度員。 </p><p>　　5.5 SF6斷路器本體嚴重漏氣，發(fā)閉鎖信號的處理 面對上述情況應立即斷開該開關的操作電源，將禁止操作的標示牌掛在手動操作把手上；將相關情況匯報給值長或調度，依據(jù)指示將故障開關隔離；由于存在漏氣問題可能會危及生命，接近設備時最好戴防毒面具、穿防護

18、服等。 </p><p><b>　　6 案例分析 </b></p><p>　　平西變電站10KV的10kV開關柜采用ZN12-27.5型真空斷路器，崇崗變電站10KV的10kV開關柜采用ZN-27.5型真空斷路器，自開通以來運行基本良好。雖然這兩種斷路器具有優(yōu)良的性能，但在實際應用中，受復雜環(huán)境因素影響，設備本身出現(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>　　自安裝運行以來，變電站的斷路器運行狀態(tài)良好，未發(fā)生大的故障，但近期以來相繼在平西變電站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本應斷開即分閘時，壓力開關卻沒有完成分閘動作。2012年6月8日，值班員對平西變電站10KV線進行分閘操作時發(fā)現(xiàn)，控制盤上顯

20、示斷路器已分閘，但實際設備卻在合閘狀態(tài)，對其進行合閘時，控制室顯示斷路器已合閘，實際設備肉眼觀察也處于合閘狀態(tài)，但用驗電器檢測卻沒有電，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，值班員對崇崗變電站10KV線進行分閘操作，控制盤上顯示斷路器已分閘，實際設備也沒分下來，仍處于合閘狀態(tài)，但檢測卻沒有電，也處于虛合狀態(tài)。后續(xù)一段時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，當絕緣拉桿斷裂后，就無法操動導電桿上、下運動，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。結合斷路器結構圖和滅弧室剖面圖，經(jīng)反復研究和試驗發(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碰擊真空泡的導向板，致使導桿螺母受力過大斷裂，由于導桿螺母的調整量度有限，該型號斷路器調到極限仍達不到有效的結果。 </p><p>　　解決方法：對ZN12-27.5型斷路器我們對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ZN-27.5型斷路器我們對其采取調整真空泡導桿加大拐臂的角度，保證合閘穩(wěn)定性。 </p><p><b>　　6.3 效果分析 </b></p><p>　　針對以上兩種斷路器，對其采取相應的處理措施后，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)過因斷路器絕緣拉桿斷裂而出現(xiàn)分、合閘失靈問題。 </p

24、><p><b>　　7 結束語 </b></p><p>　　對于整個配電系統(tǒng)而言，高壓斷路器的作用至關重要，同時高壓斷路器也是非常容易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，一旦該環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將直接影響到配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，因此，要想整個電網(wǎng)保持正常運行，必須保證高壓斷路器能夠正常穩(wěn)定運行。為了實現(xiàn)高壓斷路器的正常穩(wěn)定運行，也為了滿足廣大用戶日益增長的用電需求，應采取有效措施促進我國高壓斷

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