斷路器彈簧儲能機構(gòu)常見缺陷原因分析與處理

陳曉亮 等

摘要：隨著電力企業(yè)的飛速發(fā)展，設(shè)備日趨更新，SF6和真空斷路器日益普及，彈簧儲能機構(gòu)也在電力系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。彈簧儲能機構(gòu)不僅體積小，而且相對電磁機構(gòu)運行穩(wěn)定，維護量小。但隨著運行年限的增加，日漸暴露出了一些常見缺陷，嚴重的將影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。如微動開關(guān)節(jié)點粘連、燒毀，機構(gòu)卡澀造成的拒分、拒合以及一合即分，儲能彈簧調(diào)節(jié)不到位或彈性不足造成的合閘拒動等。本論文針對日常維護過程中所遇缺陷，結(jié)合彈簧儲能機構(gòu)的工作原理，進行了詳細的原因分析，并提出相應(yīng)的檢修方法和對策。

關(guān)鍵詞：斷路器 操作機構(gòu) 缺陷 原因分析 處理

0 引言

隨著電力企業(yè)的飛速發(fā)展，設(shè)備日趨更新，SF6和真空斷路器日益普及，110kV及以下斷路器大多采用彈簧儲能機構(gòu)，該機構(gòu)在電力系統(tǒng)得到了最廣泛的應(yīng)用。彈簧儲能機構(gòu)不僅體積小，而且相對電磁機構(gòu)具有動作速度快、合閘電流小、儲能電源容量小、交直流均可使用、運行穩(wěn)定、維護量小等優(yōu)點。但隨著運行年限的增加，該類型機構(gòu)日漸暴露出了一些缺陷，嚴重的將影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。如微動開關(guān)節(jié)點粘連、燒毀，機構(gòu)卡澀造成的拒分、拒合以及一合即分，儲能彈簧調(diào)節(jié)不到位或彈性不足造成的合閘拒動等?，F(xiàn)就以CT-17型彈簧機構(gòu)為例，結(jié)合筆者近幾年在日常檢修維護和缺陷處理過程中所遇到的問題，以實例進行原因分析。

1 機構(gòu)箱密封不良，機構(gòu)油泥嚴重，造成斷路器拒動或一合即分

故障現(xiàn)象：2010年-2011年，晉中供電分公司變電檢修工區(qū)所維護的三座110kV變電站先后四次發(fā)生35kV斷路器不能合閘的缺陷，三座變電站均使用同一廠家且同為CT-17操作機構(gòu)的斷路器。且CT-14型機構(gòu)也出現(xiàn)過該類缺陷。

檢查過程：在現(xiàn)場檢查過程中發(fā)現(xiàn)，無論電動或手動合閘，均出現(xiàn)斷路器一合即跳現(xiàn)場，因此可以排除合閘控制回路的問題。經(jīng)過詳細檢查發(fā)現(xiàn)，造成斷路器一合即跳的原因是斷路器電動合閘后分閘半軸不能回位，相當(dāng)于一直發(fā)出分閘命令，從而造成斷路器合閘后不能有效保持合閘狀態(tài)，在分閘彈簧的作用力下自行分閘。再經(jīng)仔細檢查發(fā)現(xiàn)造成分閘半軸不能有效回位的原因是：扇形板運動不到位，與分閘半軸發(fā)生卡滯。當(dāng)用一個很小的外力向上作用扇形板時，扇形板運動2-3mm，扇形板與分閘半軸卡滯現(xiàn)場消失，斷路器可合閘到位。多次進行合分斷路器，故障依然出現(xiàn)，可見不能根本消除該缺陷。

原因分析：經(jīng)過多次現(xiàn)場處理分析以及與廠家售后人員咨詢，造成該故障發(fā)生的主要原因是：箱內(nèi)灰塵與機構(gòu)內(nèi)部件潤滑油脂混合形成油泥，日積月累大量積存在扇形板、分閘半軸、轉(zhuǎn)動部位等處，造成斷路器機械卡澀，轉(zhuǎn)動和滑動部位潤滑不良。分析其根本原因主要有以下幾點：①機構(gòu)箱密封設(shè)計不良，可通過中間傳動箱進入灰塵；②機構(gòu)箱密封條年久老化，造成密封不嚴；③運行人員和維護人員對機構(gòu)除塵工作不重視。

處理方法：①在斷路器處于檢修狀態(tài)下，將彈簧能量釋放，用干凈抹布蘸汽油對扇形板、分閘半軸以及其他轉(zhuǎn)動、滑動部位進行油泥清理，狹窄空間處可將抹布纏繞于螺絲刀上清除，清除后用機油槍重新加注潤滑油脂。②定期檢查機構(gòu)箱密封情況，將電纜穿孔有效封堵，密封條破損時應(yīng)及時更換。③定期用吸塵器或皮老虎清理機構(gòu)箱內(nèi)灰塵。

2 儲能不足造成斷路器拒動，燒毀合閘線圈

故障現(xiàn)象：運行人員在進行斷路器遠方操作時，斷路器不能有效合閘，隨即運行人員報告合閘指示紅燈滅。

檢查過程：檢修人員打開斷路器機構(gòu)箱時，聞到一股強烈的導(dǎo)線燒焦味道，隨即檢查合閘線圈，電阻小于正常值或開路，拆卸后發(fā)現(xiàn)合閘線圈已經(jīng)燒毀。隨即對斷路器機構(gòu)進行詳細檢查，發(fā)現(xiàn)如下圖片所示情況：

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原因分析：保證彈簧調(diào)整螺栓不能松動的卡片因為斷路器多次的分合震動自行脫落，在斷路器分合運動及彈簧拉伸運動下，彈簧調(diào)整螺栓自備鎖母也發(fā)生松動，造成調(diào)整螺栓日久自行旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致該側(cè)彈簧儲能時不能到位，出力不足。

處理方法：

①重新調(diào)節(jié)彈簧調(diào)整螺栓擰入深度，并備緊鎖母，加工制作鎖片安裝，保證調(diào)整螺栓不能自行松動，故障消除；

②定期或有停電時檢查斷路器儲能彈簧拉伸情況，對處理不足或彈性降低的彈簧及時進行更換。

3 行程開關(guān)節(jié)點故障

故障現(xiàn)象（一）：運行人員報告斷路器不能合閘或中央控制屏顯示控制回路斷線、彈簧未儲能信號。以2011年3月23日發(fā)生的故障為例，晉中供電分公司云山變電站運行人員報371（1#電容器）斷路器機構(gòu)不能電動合閘，控制回路斷線。

現(xiàn)場過程：檢修人員到達現(xiàn)場后，檢查斷路器機構(gòu)箱，操作電源正常，量取合閘線圈電阻正常，箱內(nèi)無異味，彈簧儲能正常。隨即進行就地電動合閘操作，發(fā)現(xiàn)斷路器合閘線圈無反應(yīng)，控制回路斷線信號仍然告警。斷開操作電源，進行手動合、分閘試驗，斷路器正常合、分，因此判斷故障發(fā)生在機構(gòu)箱內(nèi)控制回路部分。

原因分析：斷路器合閘控制回路中，串有一對行程開關(guān)常開節(jié)點（彈簧未儲能狀態(tài)下），當(dāng)彈簧儲能正常后，該節(jié)點動作閉合，接通斷路器合閘回路。其電氣圖如下：

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SA——合閘命令發(fā)出，由機構(gòu)本體內(nèi)合閘按鈕、保護裝置開關(guān)和后臺機命令部分組成，此處用一個按鈕代表；

DL——為斷路器輔助開關(guān)節(jié)點，合閘回路中使用常閉節(jié)點（斷路器在分閘狀態(tài)時的位置，斷路器合閘后該節(jié)點斷開）。

ST——行程開關(guān)節(jié)點，合閘回路中使用常開觸點，此節(jié)點串入合閘回路的目的就是保證彈簧再未儲能或儲能不到位的情況下，回路不能發(fā)出合閘命令，保證合閘動作的正確性。

此次故障出現(xiàn)就是因為行程開關(guān)節(jié)點運行年限長，在閉合或切斷回路電流時燒壞，接觸不良造成，彈簧雖已儲能，但該節(jié)點不能有效接通，合閘回路中出現(xiàn)斷開點，故后臺機會發(fā)出控制回路斷線信號。

處理方法：①更換斷路器微動開關(guān)；②遇停電時檢查行程開關(guān)節(jié)點閉合情況。

故障現(xiàn)象（二）：某站運行人員報告，10kVXX斷路器合閘后開關(guān)柜內(nèi)發(fā)出異響，且不間斷，隨即停運該斷路器。

現(xiàn)場檢查：檢修人員到達現(xiàn)場后，對斷路器進行檢查，該斷路器為VS1+型，配備JS型彈簧儲能操作機構(gòu)。檢查時彈簧處于儲能狀態(tài)，合上儲能電源時，機構(gòu)內(nèi)即發(fā)出清脆的響聲，檢修人員根據(jù)經(jīng)驗立即判斷該響聲為儲能電機運行響聲。由于運行人員經(jīng)驗缺乏且斷路器運行時網(wǎng)門處于閉合狀態(tài)不能準確判斷故障聲響。斷開操作電源后，響聲消失。根據(jù)斷路器使用說明書，儲能電機回路中直接入空氣開關(guān)、行程開關(guān)和電機，且彈簧已處于儲能狀態(tài)，因此判斷故障點即為行程開關(guān)。

原因分析：行程開關(guān)固定螺栓在出廠時未能緊固到位，在斷路器日常運行過程中，因分合震動逐漸松動，在彈簧拐臂作用下向后發(fā)生位移。

處理方法：

①檢查斷路器行程開關(guān)固定螺栓松緊；

②檢查行程開關(guān)動作情況，節(jié)電是否準確動作。

通過對以上幾種類型缺陷的原因分析，我們發(fā)現(xiàn)彈簧儲能操作機構(gòu)雖然具有多項優(yōu)點，但在日常運行過程中可能由于人為或產(chǎn)品質(zhì)量等原因，故障已日漸顯現(xiàn)。因此要保證彈簧機構(gòu)在運行過程中能夠正常穩(wěn)定的工作必須做到以下幾點：一是加強運行人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，掌握對各種故障的準確判斷能力，為檢修人員提供正確的故障信息；二是加強該類型操作機構(gòu)的日常維護和檢查，特別要重視機構(gòu)箱的密封情況和除塵工作；三是對機構(gòu)主要部件達到運行年限的要及時進行更換；四是在檢修維護過程中加強檢修人員的責(zé)任心，嚴格按照檢修工藝對機構(gòu)各部件進行詳細檢修，保證檢修質(zhì)量，確保不出現(xiàn)人為性的故障。

參考文獻：

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[3]蔣超偉.斷路器彈簧儲能機構(gòu)故障分析與處理[J].農(nóng)村電氣化，2009-01-10.

作者簡介：陳曉亮（1979-），男，山西晉中人，畢業(yè)于長春工程學(xué)院，研究方向：變電檢修。