220k V斷路器儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)異常分析及對(duì)策

毛 玲 周 琦 汪 洋 侯 艷 楊君超

國網(wǎng)鄭州供電公司 河南 鄭州 450000

引言

斷路器是指能夠關(guān)合、承載和開斷正常回路條件下的電流并能關(guān)合、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載和開斷異常回路條件下的電流的開關(guān)裝置。斷路器按其使用范圍分為高壓斷路器與低壓斷路器,高低壓界線劃分比較模糊,一般3k V斷路器主要品種有：塑殼斷路器、塑料外殼式斷路器、漏電斷路器、小型斷路器、高分段小型斷路器、高分段小型漏電斷路器、小型漏電斷路器、照明配電箱、雙電源自動(dòng)切換裝置、智能型萬能式斷路器。

1 機(jī)構(gòu)原理

在斷路器中,操動(dòng)機(jī)構(gòu)是非常重要的操動(dòng)執(zhí)行元件,在操動(dòng)執(zhí)行元件中彈簧只是其中的一種。彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)是指通過彈簧儲(chǔ)能操動(dòng)斷路器觸頭的分合;彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行儲(chǔ)能基本原理是斷路器合閘在實(shí)施操作后,促使合閘彈簧儲(chǔ)能限位開關(guān)進(jìn)行動(dòng)作,該開關(guān)觸點(diǎn)閉合后儲(chǔ)能接觸器被啟動(dòng),與此同時(shí)接通了接通電機(jī)回路,最終實(shí)現(xiàn)彈簧儲(chǔ)能。操動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要組成包括彈簧儲(chǔ)能、維持儲(chǔ)能、合閘、分閘幾部分,而整個(gè)過程中的心臟就是彈簧,彈簧儲(chǔ)能調(diào)控開關(guān)釋放能量,促進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)部位運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)分合閘;分合閘彈簧預(yù)拉長度受到調(diào)整,可使分合閘速度在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),保證斷路器安全可靠運(yùn)行。

2 設(shè)備異常情況及分析

2011年投產(chǎn)后,設(shè)備運(yùn)行情況良好,但在2015年至2017年共發(fā)生4次儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能電機(jī)頻繁打壓事件,每次都是運(yùn)行人員在巡檢時(shí)聽見儲(chǔ)能電機(jī)頻繁起動(dòng)聲后才被發(fā)現(xiàn),此時(shí)內(nèi)漏情況較為嚴(yán)重,需匯報(bào)調(diào)度緊急停用設(shè)備。該機(jī)構(gòu)為德國原裝進(jìn)口,國內(nèi)不具備修復(fù)能力,進(jìn)口至檢修完畢需半個(gè)多月時(shí)間,造成設(shè)備長時(shí)間停用。運(yùn)行人員對(duì)斷路器儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)巡檢的主要內(nèi)容：儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)有無漏油、儲(chǔ)油箱油位是否正常、彈簧壓縮變化量。但儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)內(nèi)漏可能是個(gè)緩慢發(fā)展過程,外部不會(huì)看到油跡,且彈簧壓縮變化量不超過10 mm,無明顯觀察效果;而且儲(chǔ)能電機(jī)在嘈雜的環(huán)境中運(yùn)行聲幾乎聽不見,運(yùn)行人員不易發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)內(nèi)漏異常。2)為什么機(jī)構(gòu)內(nèi)漏頻繁打壓時(shí)無任何報(bào)警信號(hào)? 當(dāng)高壓油缸壓力低至49.5 MPa時(shí),33 HB油壓開關(guān)閉合,49 MX常閉接點(diǎn)正常時(shí)在閉合狀態(tài),88 M 儲(chǔ)能電機(jī)直流控制交流接觸器帶電,儲(chǔ)能電機(jī)動(dòng)作,當(dāng)油缸壓力恢復(fù)后,33 HB油壓開關(guān)斷開使電機(jī)停止儲(chǔ)能。

3 處理對(duì)策

3.1 儲(chǔ)能故障檢查 儲(chǔ)能系統(tǒng)故障可以分為機(jī)械部分故障和儲(chǔ)能回路故障。手動(dòng)儲(chǔ)能正常,說明儲(chǔ)能故障可能是電路故障引起的。該機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能采用直流電機(jī),功率為900 W,電機(jī)電源AC220 V,通過整流模塊整流后變?yōu)镈C220 V。用萬用表測(cè)量直流電機(jī)整流模塊的輸入電壓,為AC220 V,電壓正常。拆除直流電機(jī)側(cè)的電源接線,用萬用表測(cè)量電機(jī)輸入端的電阻,顯示為無窮大,說明電機(jī)勵(lì)磁回路或電樞回路存在故障。該直流電機(jī)的勵(lì)磁方式為串激式,電樞電源和勵(lì)磁電源通過電機(jī)兩側(cè)的電刷相互連通構(gòu)成回路。電刷安裝于固定端蓋內(nèi),電刷與電機(jī)轉(zhuǎn)子之間的接觸壓力來自電機(jī)上與電刷配套的彈簧壓力。

3.2 預(yù)防措施 上述故障時(shí)斷路器彈簧機(jī)常遇見的日常故障,在日常應(yīng)用中應(yīng)采取的預(yù)防措施包括：第一,提高檢修質(zhì)量,要始終堅(jiān)持應(yīng)該修的位置一定要修、要修就一定要修好,高質(zhì)量完成維修任務(wù);第二,彈簧儲(chǔ)能轉(zhuǎn)動(dòng)及傳動(dòng)部位定位維修養(yǎng)護(hù),以年為周期添加潤滑劑,適當(dāng)時(shí)可實(shí)際操作以保正常運(yùn)轉(zhuǎn);第三,做好維護(hù)檢修工作,適當(dāng)增加每年檢修次數(shù),對(duì)彈簧機(jī)構(gòu)進(jìn)行年周期檢修,并校驗(yàn)機(jī)構(gòu)內(nèi)所有零部件功能性質(zhì)和相關(guān)校驗(yàn)試驗(yàn);第四,對(duì)于運(yùn)行時(shí)間超過10年以上的彈簧機(jī)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)大修,根據(jù)運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行解體,保證機(jī)械正常動(dòng)作,提升運(yùn)行安全穩(wěn)定性;第五,增加巡視次數(shù),加強(qiáng)巡視有效性,及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在缺陷隱患,采用正確措施妥善處理。

3.3 改進(jìn)后的方案 對(duì)方案做小幅調(diào)整,行程開關(guān)常開接點(diǎn)與中間繼電器常開接點(diǎn)相配合的方法實(shí)現(xiàn)未儲(chǔ)能閉鎖。當(dāng)彈簧未儲(chǔ)能時(shí),行程開關(guān)常開接點(diǎn)CK2斷開,中間繼電器線圈ZJ失電,常開接點(diǎn)斷開,合閘回路不能聯(lián)通,實(shí)現(xiàn)了未儲(chǔ)能閉鎖。當(dāng)彈簧儲(chǔ)能后,CK2閉合,線圈ZJ兩端得電,常開接點(diǎn)閉合,合閘操作可正常完成。(1)若儲(chǔ)能電源故障,無論行程開關(guān)CK2處于通斷狀態(tài),中間繼電器線圈ZJ兩端將失電,常開接點(diǎn)斷開,合閘回路不聯(lián)通。(2)若行程開關(guān)CK2接點(diǎn)或者中間繼電器線圈ZJ故障斷開,常開接點(diǎn)處于斷開狀態(tài),合閘回路不聯(lián)通。通過以上對(duì)線圈燒毀原因的分析并針對(duì)性地提出改進(jìn)和解決方法,將有效減少運(yùn)行過程中線圈燒毀的概率,保證安全運(yùn)行。

4 常規(guī)斷路器優(yōu)勢(shì)

電力系統(tǒng)常用的10k V配網(wǎng)斷路器(包括真空)及高壓斷路器(SF6)等均具有通用性優(yōu)點(diǎn),具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)結(jié)構(gòu)簡單：簡單的操動(dòng)機(jī)構(gòu)使結(jié)構(gòu)更合理、零部件數(shù)量更加減少、動(dòng)作更可靠。(2)高可靠性：適用于各種特性的重合閘操作。(3)全工況：采用立式的絕緣筒防御各種特殊環(huán)境影響。

結(jié)語

斷路器在電網(wǎng)設(shè)備中具有重要作用,要求在日常維護(hù)中多下功夫。首先,要在新斷路器投運(yùn)前做好準(zhǔn)備工作,多次試驗(yàn),核對(duì)接線圖,認(rèn)真調(diào)試,檢查安裝是否牢固,以免發(fā)生不必要的故障;其次,隨著時(shí)間的推移,斷路器在日常分合閘操作中避免不了設(shè)備器件的老化和損壞,需要工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并維護(hù),時(shí)刻準(zhǔn)備好日常的零器件,縮短處理故障的時(shí)間,提高工作效率,確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行,有效發(fā)揮SF6斷路器在電力系統(tǒng)中的控制和保護(hù)作用。