高壓斷路器機械故障診斷技術研究

王華

（西華大學，四川成都610039）

高壓斷路器機械故障診斷技術研究

王華

（西華大學，四川成都610039）

高壓斷路器對于整個發(fā)電、供電系統(tǒng)來說都至關重要，是電力設備的關鍵部分。文章主要研究高壓斷路器在運行過程中可能出現(xiàn)的故障，分析其原因，然后找到檢查故障的方法。

高壓斷路器；故障；診斷技術

1 斷路器機械故障分析

（1）電磁操動機構斷路器故障。通常電磁操動機構斷路器出現(xiàn)故障，有兩個原因，拒動和誤動。拒動又分為拒合和拒分。拒合，鐵心不能運動。電的回路接口處松動；控制器沒有轉換或是接觸不良；滅弧罩規(guī)格不符阻礙直流電通過，或者接觸口上的吸鐵被堵塞；熔絲斷裂；接觸器上繞磁線圈損壞；纏繞合閘的線圈損壞或未能完全連接；線圈的正負極接觸錯誤；合閘內部鐵心不能轉動等狀況都會造成鐵心不能運動。另一種情況是鐵心不運動造成連扳機構不運作。電流在經(jīng)過合閘時電壓過低；控制器操作不合規(guī)，提前結束通電；合閘頂桿沒有接觸到托架；合閘松動；滾輪軸沒有完全放進支架或是在扣合時不夠穩(wěn)定；合閘鐵心運動幅度小動力不足；線圈內部出現(xiàn)斷連；開關控制器失靈等都是鐵心不能運動的原因。拒分，鐵心不能運動。電的回路接口處松動；控制器沒有轉換或是接觸不良；滅弧罩規(guī)格不符阻礙直流電通過，或者接觸口上的吸鐵被堵塞；熔絲斷裂；接觸器上繞磁線圈損壞；線圈的正負極接觸錯誤等等狀況都會造成鐵心不能運動。第二種情況是鐵心運動但是脫扣板不動。鐵心轉動的周圈不夠；脫扣板扣得過緊；線圈內部出現(xiàn)斷連等情況都造成鐵心運動但是脫扣板不運動的原因。第三種情況是脫扣板已經(jīng)運作但是其他部分出現(xiàn)卡塞。

誤動也分兩種情況，合后即分和無信號自分。支撐架歸位不及時或走樣；滾輪軸入架太淺；電閘的分離板不及時恢復；脫扣板沒有扣緊；回路路線錯誤；合閘時分支回路漏電等都是合后即分的原因。分支閘口的絕緣體不起作用使直流的兩端接觸地面；接觸面走樣，扣不緊；分支電閘磁場電壓過低等都是造成無信號自分的原因。

（2）彈簧操動機構斷路器故障。彈簧操動機構斷路器故障也分為拒動和誤動。彈簧操動機構斷路器拒動也分為拒合和拒分，即鐵心不能運動。電的回路接口處松動；控制器沒有轉換或是接觸不良；接口零件松動；熔絲斷裂；接觸器上繞磁線圈損壞；鐵心被堵塞不能運等都是造成鐵心不能運動從而影響彈簧操動機器閉合的原因。另一種情況是鐵心已啟動但是四連桿不運動。線圈兩端電壓過低；鐵心被卡；鐵心軸走樣，距離支點太遠；合閘鎖扣扣入牽引桿深度太大；接觸面太脆弱易走樣導致摩擦增加不能轉動等都是鐵心已啟動但是四連桿不運動造成彈簧操動機構拒合。第三種情況是四連桿運動但是指引桿不起作用。指引桿距離支點太近或太遠；整機或牽引桿本身運作有障礙；四連桿的中心距離支點太近；四連桿走樣等都會造成拒合。拒分有三種情況。鐵心不運動。熔絲熔斷、電的回路接口處松動；控制器沒有轉換或是接觸不良；接口零件松動；線圈斷連；鐵心被阻塞等都能使鐵心不運動操動機構拒分。第二種情況是鐵心已經(jīng)啟動但是鎖鉤或分閘四連桿不運動。繞線兩端電壓過低；鐵心動能不足；鐵心在運轉時受到阻礙導致鐵心啟動，鎖鉤或分閘四連桿不釋放，以至于操動機構拒分。第三種情況是鎖溝或四連桿動作，但機構連板系統(tǒng)不動。

誤動分為儲能后自動合閘、無信號自分、合后即分。合閘時四連桿的作用點離死點太近；四連桿運動后不能及時歸位；合閘鎖扣扣入牽引桿深度太大；接觸面太脆弱易走樣；零件松動；L型鎖損毀；不轉換發(fā)動機電壓；指引桿跨過死點太遠等會導致儲能后電閘自動關閉以造成操動機構誤動?；芈仿肪€錯誤；分支開關分支閘口的絕緣體不起作用使直流的兩端接觸地面；接觸面走樣，扣不緊；分支電閘磁場電壓過低等都是造成無信號自分至于操動機構誤動的原因。合后即分。支撐架歸位不及時或走樣；滾輪軸入架太淺；電閘的分離板不及時恢復；脫扣板沒有扣緊；回路路線錯誤；四連桿跨過死點太遠；分開關運動后歸為時間太長等都是合后即分以至于操動機構誤動的原因。

2 斷路器機械故障檢測方法

（1）利用行程和時間的關系檢測。利用行程和時間的關系來表示高壓斷路器機械是比較科學的方法。計算接觸點的行程、時間再參照其他數(shù)據(jù)就能知道其他零件的運動參數(shù)，比如接觸點開關的閉合和分離所需的時間、接觸點的運動面積、接觸點分離和閉合各需要多少時間、運動點在運動時的平均速度和可以達到的最大速度等。觀察運動點是了解斷路器分合閘操作最有效的方法?，F(xiàn)階段的電力項目中主要運用直線式或者增量式編碼器對行程和時間的關系進行編碼。把直線式光電編碼器放在斷路器上，當機器桿在做機械運動時，直線式光電編碼器就可以通過傳感器捕捉到機械運動的信息，然后進行數(shù)據(jù)處理最后得到行程與時間的關系式。與直線式光電編碼器相比，旋轉式光電編碼器的重量更輕、推力更小，準確度更高，所以旋轉式光電編碼器的使用領域更寬泛。利用時間與行程的關系監(jiān)測斷路器的運行動態(tài)，可以準確、高效的檢測到高壓斷路器機械的故障。但是一般很少運用這種方法檢測，因為這個檢測得出的數(shù)據(jù)太少，且這項檢測對檢測工具的要求很高。

（2）分合閘線圈電流檢測法。合閘的操作原理是利用電流通過線圈時磁場產(chǎn)生力，運用磁力的幫助進行分離和閉合電閘的操作。電流通過線圈時會產(chǎn)生電流波，觀察電流波可以知道機器各部件的運行狀態(tài)。利用開關中電流通過線圈時表現(xiàn)出來的特性，對比鐵心的運動，可以確定斷路器是否正在工作，各部分是否正常，例如可以知道分合閘所花的時間、分合的速率、發(fā)電機電樞期數(shù)等機器各部位的參數(shù)。這種檢測方法容易操作，可以在機器運作的時候進行檢測。但是這種方法也有缺點。第一在控制電流通過時會受到工作環(huán)境和磁場的干擾，要想發(fā)揮最佳的檢測效果，必須在檢測場地安裝防干擾設備或是實行隔離檢測。第二個缺點是這種檢測方法在鐵心部分的檢測比較仔細，但是很難檢測出其他零件存在的故障。

3 結語

電力是生活和經(jīng)濟發(fā)展的重要保障，高壓斷路器機械故障會引發(fā)很多嚴重問題，不僅會影響電力系統(tǒng)的運行還會給經(jīng)濟發(fā)展帶來阻礙。斷路器在電力系統(tǒng)中的作用毋庸置疑，對其進行實時監(jiān)測可以隨時掌握各部件的工作狀態(tài)，防止機器故障，所以在發(fā)電、輸電的過程中應該時刻關注設備的運行狀態(tài)，定期檢修，排除安全隱患。盡管我國對高壓斷路器機械故障的診斷研究已經(jīng)有相當大的進步，但是診斷方法比較單一，診斷結果也不夠嚴謹。利用行程和時間的關系檢測和分合閘線圈電流檢測法是最常規(guī)的檢測方法，但是在這方面的技術還不夠純熟，各單位對零件規(guī)格要有統(tǒng)一的標準，這樣可以減少差異，便于對高壓斷路器進行檢修。應當提高這兩種診斷方法的準確率和可操作性，減少環(huán)境對檢測結果的影響。

［1］劉陽春.國外高壓斷路器技術的發(fā)展［J］.電世界，2015，（4）.

［2］周紅梅.煤礦高壓斷路器電機機構控制技術研究［J］.煤炭技術，2014，（3）.

［3］陳艷濤.高壓斷路器運行與控制［J］.黑龍江科技信息，2014，（21）.

［4］王劍鋒，姜兆斌，李德.淺談高壓斷路器的檢測技術的方法［J］.中國科技投資，2015，（Z2）.

［5］姜兆斌，李德，王劍鋒.論高壓斷路器的維護與運行［J］.中國科技投資，2016，（Z2）.

Research on Mechanical Fault Diagnosis Technology of High Voltage Circuit Breaker

WANG Hua
（Xihua University，Chengdu，Sichuan 610039，China）

High-voltage circuit breakers are critical to the entire power generation and power supply system and are a key part of power equipment.The paper mainly studies the possible failure of the high voltage circuit breaker during operation，analyzes the reason，and then finds the method of checking the fault.

high voltage circuit breaker；fault；diagnosis technology

TP277

A

2095-980X（2017）03-0040-02

2017-02-10

王華，大學本科，主要研究方向：機械設計。