彈簧和液壓彈簧操動機構(gòu)在ZF9-252（L）氣體絕緣金屬封閉開關(guān)中的應(yīng)用

李偉

（淮南田家庵發(fā)電廠設(shè)備部，安徽 淮南 232007）

彈簧和液壓彈簧操動機構(gòu)在ZF9-252（L）氣體絕緣金屬封閉開關(guān)中的應(yīng)用

李偉

（淮南田家庵發(fā)電廠設(shè)備部，安徽 淮南 232007）

本文以田家庵發(fā)電廠現(xiàn)場使用的ZF9-252（L）氣體絕緣金屬封閉開關(guān)CT20-Ⅳ彈簧操動機構(gòu)和CYA10-1液壓彈簧操動機構(gòu)為例，通過對彈簧和液壓彈簧儲能控制原理的優(yōu)缺點進行比較，分析操動機構(gòu)在運行中需注意的事項和易出現(xiàn)的故障并提出解決方法。

彈簧；液壓彈簧；操動機構(gòu)

操動機構(gòu)是SF6斷路器的重要組成部分，其主要作用是控制斷路器觸頭的合分，其性能好壞決定斷路器性能優(yōu)劣。由于斷路器在運行中處于合位且承受負荷電流，一旦有需求，斷路器需要立即動作，不允許有任何延時。因此操動機構(gòu)可靠性將直接影響到現(xiàn)場設(shè)備的運行安全。斷路器操動機構(gòu)型式多樣，常用的機構(gòu)包括氣動、彈簧、液壓、液壓彈簧等。其中，彈簧操動機構(gòu)是由彈簧提供斷路器操作所需的能量，彈簧一旦儲能，能量易保持住且不損失。相比之下，液壓和氣動機構(gòu)由于接頭和閥門的泄漏易造成能量的損失。

田家庵發(fā)電廠220kV升壓站采用西電生產(chǎn)的ZF9-252（L）氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備。現(xiàn)場共有兩種類型的氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，其中ZF9-252(L)/ T4000-50氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備配CT20-Ⅳ彈簧操動機構(gòu)，ZF9-252(L)/Y4000-50氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備配CYA10-1液壓彈簧操動機構(gòu)。

1 CT20-Ⅳ彈簧操動機構(gòu)

CT20-Ⅳ彈簧操動機構(gòu)配置于LW24-252/ T4000-50[G]型SF6斷路器，此類型斷路器為線路開關(guān)使用，具備分相操作能力。此種類型的彈簧機構(gòu)的合閘彈簧儲能是通過儲能電機進行，而分閘彈簧儲能是利用斷路器合閘時合閘彈簧的能量傳遞。

1.1 分閘過程

圖1為斷路器合閘位，合閘彈簧和分閘彈簧均已儲能。此時分閘彈簧的能量想推動主拐臂逆時針旋轉(zhuǎn)，但由于分閘觸發(fā)器和合閘位置保持機構(gòu)的固定，斷路器保持在合位。

當(dāng)分閘線圈帶電，分閘觸發(fā)器以順時針方向旋轉(zhuǎn)釋放合閘位置保持機構(gòu)，合閘位置保持機構(gòu)以順時針方向旋轉(zhuǎn)并將主拐臂上的軸銷釋放，此時分閘彈簧的能量釋放推動主拐臂逆時針旋轉(zhuǎn)，斷路器分閘。

1.2 合閘過程

斷路器分閘后，合閘彈簧已儲能，分閘彈簧已釋能，如圖2所示。凸輪和棘輪通過凸輪軸連接，此時合閘彈簧的能量想拉動棘輪順時針旋轉(zhuǎn)，但在合閘觸發(fā)器和合閘彈簧儲能保持機構(gòu)的作用下使其鎖住，斷路器保持在分位。

當(dāng)合閘線圈帶電，合閘觸發(fā)器以順時針方向旋轉(zhuǎn)釋放合閘彈簧儲能保持機構(gòu)，合閘彈簧儲能保持機構(gòu)以逆時針方向旋轉(zhuǎn)并將棘輪上的軸銷釋放，合閘彈簧能量釋放拉動棘輪并帶動凸輪軸逆時針旋轉(zhuǎn)，帶動主拐臂順時針旋轉(zhuǎn)，斷路器合閘，同時分閘彈簧受主拐臂壓縮儲能。當(dāng)主拐臂順時針旋轉(zhuǎn)到位后，分閘觸發(fā)器和合閘位置保持機構(gòu)將鎖住主拐臂上軸銷，斷路器保持在合位。

1.3 合閘彈簧儲能過程

圖1

斷路器合閘后，合閘彈簧已釋能，分閘彈簧已儲能，如圖3所示。斷路器合閘后，儲能電機控制回路由凸輪上位置開關(guān)接通啟動，儲能電機運行帶動棘輪逆時針旋轉(zhuǎn)，拉動合閘彈簧儲能，合閘彈簧儲能足夠后通過凸輪上位置開關(guān)斷開儲能電機控制回路，同時合閘彈簧儲能通過保持機構(gòu)鎖定，完成合閘彈簧儲能過程。

1.4 彈簧操動機構(gòu)對斷路器操作的影響

操動機構(gòu)在斷路器分合閘時釋放的能量為彈簧壓縮時的儲能，而分合閘線圈帶電僅提供能量移動彈簧定位卡銷，故分合閘電流很?。粌δ茈姍C通過一定時間運行壓緊彈簧進行儲能，故電機運行電流也很小。因此不需要額外考慮相關(guān)斷路器控制及保護回路。

在斷路器控制回路中，斷路器未儲能的定義即合閘彈簧未儲能，分閘彈簧未儲能則無接點引出。因此斷路器合閘控制回路中有斷路器未儲能接點閉鎖，但分閘控制回路中無此接點閉鎖，即合閘彈簧未儲能斷路器不能合閘；但即使斷路器未儲能也可以分閘。通過斷路器分合閘及儲能過程中對彈簧機構(gòu)的分析，得知分閘彈簧和合閘彈簧均獨立運行。合閘彈簧儲能通過儲能電機在斷路器合閘后其能量釋放后立即進行；斷路器分閘后分閘彈簧是不儲能的，因為分閘彈簧儲能在斷路器合閘過程中完成。斷路器合閘時合閘彈簧釋放能量，在合閘的同時給分閘彈簧儲能；斷路器合閘完成時合閘彈簧已釋放完能量，分閘彈簧已儲能完成，儲能電機開始給合閘彈簧儲能。假設(shè)斷路器合閘于故障，因分閘彈簧已儲能完成，斷路器有分閘需求時可以立即分閘，但此時斷路器分閘后不能立即重合，因為合閘彈簧儲能未完成；當(dāng)斷路器本是合位運行一段時間后，合閘彈簧的分閘彈簧均已儲能正常，此時斷路器分閘后可以立即重合，滿足重合閘條件。

2 CYA10-1液壓彈簧操動機構(gòu)

CYA10-1液壓彈簧操動機構(gòu)配置于LW24-252/ T4000-50[G] 型SF6斷路器，此類型斷路器為機組進線開關(guān)、高備變開關(guān)和母聯(lián)開關(guān)使用，具備三相機械聯(lián)動操作能力。CYA10-1液壓彈簧操動機構(gòu)由貯能模塊、檢測模塊、控制模塊、打壓模塊和工作模塊五個功能模塊組成。

2.1 合閘操作

合閘操作時，合閘電磁閥動作，換向閥立即切換至合閘位，高壓油通過常充壓差活塞下部與高壓油路連通進入換向閥上部空間，換向閥芯向下移動，與工作活塞下部連通的低壓油路被切斷，與貯能活塞上部的高壓油路連通。工作活塞快速向上推動斷路器合閘，同時輔助開關(guān)接點斷開合閘控制回路，并接通分閘控制回路相關(guān)接點。

2.2 分閘操作

分閘操作時，分閘電磁閥動作，換向閥立即切換至分閘位，換向閥芯向上移動，由于與工作活塞下部連通的高壓油路被切斷，與低壓油路連通而失壓。工作活塞在上部高壓油的壓力下，迅速向下拉動斷路器分閘，同時輔助開關(guān)接點斷開分閘控制回路，并接通合閘控制回路相關(guān)接點。

2.3 產(chǎn)品特點

CYA10-1液壓彈簧操動機構(gòu)綜合液壓機構(gòu)和彈簧機構(gòu)的優(yōu)點，用碟簧作為貯能介質(zhì)、液壓油作為傳動介質(zhì)，易獲得高壓力，且結(jié)構(gòu)緊湊、便于檢修；其液壓集成回路無外部油管、損耗小、傳動效率高；采用優(yōu)質(zhì)碟簧儲能，系統(tǒng)壓力穩(wěn)定、可靠性高。

3 結(jié)語

本文簡單闡述應(yīng)用于田家庵發(fā)電廠220kV升壓站的西電ZF9-252（L）氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的CT20-Ⅳ彈簧操動機構(gòu)和CYA10-1液壓彈簧操動機構(gòu)結(jié)構(gòu)和原理，通過對其結(jié)構(gòu)和原理的仔細分析對今后同類型斷路器操動機構(gòu)的運行和維護工作有指導(dǎo)意義。

[1]GB 7674-2008 額定電壓72．5kV及以上氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備[S]，2008-09-19．

[2]DL/T 603-2006 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備運行及維護規(guī)程[S]，2006-09-14．

[3]ZF9-252(L)YT/4000-50氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備使用．維護說明書 OKA．412．1026-B04 西安西電開關(guān)電氣有限公司．

[4]220kV升壓站GIS設(shè)備檢修規(guī)程 淮南田家庵發(fā)電廠[S]，2016-08．

TM564.1

A

1671-0711（2017）08（下）-0093-02

?用碟簧作為貯能介質(zhì)、液壓油作為傳動介質(zhì)，易獲得高壓力，且結(jié)構(gòu)緊湊、便于檢修；其液壓集成回路無外部油管、損耗小、傳動效率高；采用優(yōu)質(zhì)碟簧儲能，系統(tǒng)壓力穩(wěn)定、可靠性高。

3 結(jié)語

本文簡單闡述應(yīng)用于田家庵發(fā)電廠220kV升壓站的西電ZF9-252（L）氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的CT20-Ⅳ彈簧操動機構(gòu)和CYA10-1液壓彈簧操動機構(gòu)結(jié)構(gòu)和原理，通過對其結(jié)構(gòu)和原理的仔細分析對今后同類型斷路器操動機構(gòu)的運行和維護工作有指導(dǎo)意義。

[1]GB 7674-2008 額定電壓72．5kV及以上氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備[S]，2008-09-19．

[2]DL/T 603-2006 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備運行及維護規(guī)程[S]，2006-09-14．

[3]ZF9-252(L)YT/4000-50氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備使用．維護說明書 OKA．412．1026-B04 西安西電開關(guān)電氣有限公司．

[4]220kV升壓站GIS設(shè)備檢修規(guī)程 淮南田家庵發(fā)電廠[S]，2016-08．

TM564.1

A

1671-0711（2017）08（下）-0093-02