一例出口斷路器彈簧儲能故障分析

王志宇

（大唐碧口水力發電廠，甘肅隴南746412）

近些年來，斷路器彈簧儲能故障頻繁發生，不僅對電力系統的正常運行產生極大的影響，甚至對人們日常生活、工作以及生產的用電也將產生影響，對此必須采取有效的改進措施。本文主要結合一例斷路器彈簧儲能故障以及相應的改進措施進行分析。

1 渦卷式彈簧操動原理

斷路器彈簧儲能故障對變電站以及電力系統的正常運行都會產生直接的影響，本文主要以渦卷式彈簧為例進行分析。渦卷式彈簧操動原理如下。

渦卷式彈簧做斷路器合閘的過程中，首先要完成對分閘彈簧的儲能［1］。一般情況下，渦卷彈簧主要裝在彈簧盒內，而且，在內端和外端都設有鉤環，其主要作用是實現主軸以及彈簧盒之間更好的連接，同時，在彈簧盒外端也會設有齒輪，避免在運行過程中，彈簧盒出現滑動的現象。渦卷式彈簧操動儲能時，彈簧的主軸定位不動，合閘摯子閉鎖時，渦卷式彈簧儲能繼電器的纖維開關將會執行切斷儲能回路的動作；另外，在渦卷式彈簧操動合閘線圈接收到合閘命令之后，執行脈沖動作并讓合閘摯子脫扣。與此同時，合閘驅動軸也將通過合閘彈簧的能力來帶動與此連接的驅動拐臂，繼續經驅動拐臂傳遞來使牽引偏心拐臂將能量傳遞至斷路器的合閘彈簧以及拉桿上，從而實現斷路器的合閘操作，然后開關站的電機繼續實施彈簧儲能操作，與之前的操動相同。

2 一例斷路器彈簧儲能故障分析

隨著社會經濟的不斷發展，電力行業的發展也極為迅速，變電站的建設數量也越來越多，為人們提供可靠的電能，如，35 k V、110 k V、220 k V變電站的建設和運行，為社會提供可靠的用電環境［2］。但是，在電力系統正常運行的過程中，開關站卻存在一定的斷路器彈簧儲能故障，嚴重影響到電力系統供電的可靠性。

例如，在相關廠家組織技術人員對220 k V開關箱進行解體的過程中發現，儲能位置處輔助接點的繼電器功能保持著正常運行的狀態，但是，該位置的儲能限位擋板卻存在很大的不足，如，偏離原來的軌跡、位置未能達到指定的位置等，嚴重影響到220 k V開關箱的正常運行［3］。經過多名廠家技術人員對設備解體發現，合閘彈簧之間的襯墊出現嚴重變形，使得彈簧并未達到相應的彈力要求，未能將儲能限位擋板推到相應的位置處，致使220 k V開關站出現斷路器彈簧儲能故障。

另外，某電廠220 k V開關站2201DL合閘彈簧未儲能不發信號也是斷路器彈簧儲能故障之一，雖然該故障的發生機率較小，但也是影響到開關站正常運行的主要故障之一。引起220 k V開關站2201DL合閘彈簧未儲能不發信號的原因大多是C相行程開關常閉接點SP不可靠而引發的（如圖1所示）。

圖1 C相行程開關常閉接點SP不可靠狀態

如果開關合閘之后SP未實現閉合的話，那么，SPX就不能勵磁，這樣就會導致C相彈簧出現儲能未成功的現象，同時SPX的常開接點也不能按照正常的閉合操動，信號發出失敗就會引發彈簧未儲能不發信號的故障（如圖2所示）。

圖2 SPX的常開接點也不能按照正常的閉合操動現狀圖

3 對此例斷路器彈簧儲能故障的改進意見

斷路器彈簧儲能故障的影響極大，正如以上對一例斷路器彈簧儲能故障的分析一樣，如果發生這類故障，那么斷路器彈簧儲能不能正常進行，變電站的正常運行也將受到影響，對此，作者主要提出以下幾方面的改進措施。

3.1 時間繼電器和信號回路接觸器的安裝改造

通過以上對該例斷路器彈簧儲能故障的分析得知，斷路器彈簧儲能故障很少見，一旦發生必將對斷路器的正常運行造成極大的影響，因此，必須采取有效的改進措施，避免斷路器彈簧儲能故障的再次發生［4］。通過長期對斷路器的分析和調查，以及對該例斷路器彈簧儲能故障的現場調查發現，一般情況下，電動機儲能多采用一個三常開接點的接觸控制器，而且，在使用過程中接點也將全部使用，這樣就不會存在預留的接點或是備用的接點，在更換電動機接觸器時，不能對箱體進行重新打孔，更換接觸器極為困難，而且，還要對新換上的接觸器與原回路匹配程度進行審核，整個更換過程不僅消耗大量的人力、物力，甚至會導致更換的接觸器與原回路不匹配的現象。針對這一例斷路器彈簧儲能故障的分析，作者建議重新安裝信號回路接觸器以及相應的時間繼電器，來實現對斷路器信號回路的改造。

3.2 其他改進方案

除了以上提到的改進方案以外，還可以通過以下方式來對斷路器彈簧儲能實施改進［5］：①可以在超時運轉時間上進行整定，將儲能超時回路運轉時間整定為3分鐘，這樣可以避免斷路器彈簧儲能出現延遲的現象；②可以將每個經過改造的開關段子箱到220 k V開關機構箱之間敷設一根電纜，電纜的指標要滿足實際使用情況，一般選擇4×1.5的規格；③可以安裝備用時間繼電器以及接觸器，避免儲能信號出現超時的現象，作者建議在每個開關機構箱內加裝一個時間繼電器和三個接觸器，將二者的作用充分的發揮出來，實現對儲能信號超時故障的彌補作用，從而有效地避免斷路器彈簧儲能故障的發生。另外，針對這一例斷路器彈簧儲能故障問題，可以將其故障原因反映至廠家，并給生產廠家提出相應的改進建議，讓生產廠家對斷路器等設備進行完善和改造，調整相關的參數，有效避免斷路器儲能故障問題的發生。

在對斷路器彈簧儲能故障進行改造的過程中需要注意的是，要盡量在開關機構箱內加裝白鋼背板，并將經過改造的時間繼電器以及接觸器固定到白鋼背板上，將原有的線路以及設備進行隔開，避免新改造的線路與原回路以及相應的線路之間出現混亂的現象，同時也更方便后期的維護保養工作，從而有效地避免和降低斷路器彈簧儲能故障的發生率［6］。

4 總 結

綜上所述，斷路器運行過程中，彈簧儲能環節極為重要，而彈簧儲能環節卻可能受到內部和外部因素的影響，致使斷路器彈簧出現信號超時或發不出去的現象，嚴重影響到斷路器的正常運行。通過對一例斷路器彈簧儲能故障的分析，作者結合自身多年的工作經驗，以及對這例斷路器彈簧儲能故障的了解，提出幾點改進措施，提升了斷路器彈簧儲能運行的質量。

［1］ 劉濱濤，肖建華，黃 倩.一起斷路器彈簧儲能故障分析與處理［J］.電氣技術，2013，（01）：68-69.

［2］ 詹風琴.開關彈簧儲能機構在運行中應注意的問題［J］.電力安全技術，2001，（06）：13.

［3］ 鐘自勤.彈簧儲能機構斷路器控制回路反措［J］.繼電器，2000，（06）56-57.

［4］ 張福平.斷路器彈簧儲能異常信號情況分析及處理方案［J］.華電技術，2009，（02）：48-49.

［5］ 龔景森，潘繼良.彈簧儲能機構斷路器二次控制回路的改進［J］.電力建設，2014，（01）：51-52.

［6］ 劉濱濤，肖建華，黃 倩.一起斷路器彈簧儲能故障分析與處理［J］.電氣技術，2013，（01）：68-69