10 kV真空斷路器拒動故障分析與解決方案

李啟本，俞 玲

(國網上海市電力公司松江供電公司，上海 201600)

1 設備故障情況

某新建110 kV變電站10 kV開關柜共52臺KYN28A-12(Z)型空氣絕緣開關柜，共分4段母線，其中出線柜(1 250 A/31.5 kA)32臺，電容器柜(1 250 A～31.5 kA)6臺，站用變(1 250 A/31.5 kA)2臺，合計(1 250 A～31.5 kA)小電流斷路器40臺，分段斷路器柜(4 000 A/40 kA)2臺，主變進線柜(4 000 A/40 kA)4臺,合計(4 000 A/40 kA)大電流斷路器6臺。

表1 現場斷路器故障及處理情況

該變電站在安裝調試過程中，多次發生了10 kV斷路器合閘線圈燒毀故障，同時出現分閘電磁鐵引出線脫落等異常情況,具體問題及處理情況見表1。

2 斷路器機構動作原理

2.1 機構合閘操作原理

該站10 kV開關操作機構示意圖如圖1所示。儲能電機(2)得電帶動儲能軸(1)旋轉合閘彈簧被拉長儲能，儲能到位后滾子(4)靠在儲能保持掣子(6)上，合閘電磁鐵(12)得電后鐵心頂出，鐵心沖擊合閘脫扣板(9)使得儲能保持軸(7)逆時針轉動，儲能保持解除，合閘彈簧釋放能量帶動機構合閘。

2.2 手車底盤聯鎖原理

10 kV開關手車連鎖機構示意圖如圖2所示。當手車處于試驗位置或者工作位置時，聯鎖板(11)處于圖1狀態，聯鎖板(11)與連鎖銷分離脫開，此時斷路器可以可靠合閘；當手車在搖進搖出的過程中，聯鎖板(11)處于圖(2)狀態，聯鎖板(11)勾住聯鎖銷(10)，儲能保持掣子(6)不能解除保持，斷路器不能完成合閘操作[1]。

圖2 10 kV開關手車連鎖機構示意圖

3 合閘電磁鐵燒毀原因分析及整改方案

3.1 原因分析

斷路器出廠試驗時，因合閘扣接量偏大低電壓合閘困難將儲能保持擎子(6)向逆時針方向調整，扣接量調小，滿足低電壓合閘要求。

低電壓試驗后做手車搖進搖出操作(見圖2)。手車在搖進搖出的過程中，連接底盤車的聯鎖彎板(11)在底盤車的作用下向上抬起，聯鎖彎板(11)勾住聯鎖板(8)上的聯鎖銷(10)，正常情況應有間隙，因為調整合閘扣接量的原因，在調整過程中未注意該處間隙，使得聯鎖彎板(11)勾住聯鎖板(8)上的聯鎖銷(10)，無間隙直接摩擦，手車到工作位置或試驗位置后聯鎖彎板(11)未能勾住聯鎖板(8)上的聯鎖銷(10)可靠復位，電動合閘時，儲能保持掣子(6)未能可靠解除保持完成合閘動作，線圈長期通電造成合閘線圈燒毀[2]。出廠時未發現連鎖卡滯問題。

3.2 整改方案

調整合閘脫扣板(9)和聯鎖彎板(8)角度，使得手車在搖進搖出過程中聯鎖彎板(11)的掛鉤處與聯鎖銷子有適當間隙，手車搖到工作位置或試驗位置時聯鎖彎板(11)可以可靠復位，向住聯鎖板(8)上的聯鎖銷(10)斷路器可以可靠合閘。

現場整改完后，對整站開關柜斷路器進行如下試驗。

(1)在試驗位置進行1次手動分合閘操作及1次電動分合閘操作，然后要到工作位置進行1次手動分合閘操作及1次電動分合閘操作，如此反復循環進行5次操作試驗，在試驗位置及工作位置均可進行手動及電動分合閘操作，未出現燒線圈情況，合格。

(2)手車從試驗位置至工作位置過程中觀察連鎖板的間隙及運動情況，不卡滯且能靈活動作，合格。

4 合閘線圈燒毀原因分析及整改方案

現場查看故障斷路器合閘時情況，發現斷路器未合閘，鐵心狀態不能回復到原始位置，線圈已燒毀，如圖3所示。

圖3 線圈動作后未回復到自然狀態

4.1 原因分析

拆卸線圈發現[3]，線圈鐵心(1)及緩沖橡膠圈(2)上有膠狀物質把緩沖橡膠圈(2)、鐵心(1)及線圈金屬骨架(4)粘到一起，使鐵心不能回到原始狀態。在被膠狀物粘住后，合閘時因鐵心行程不夠，沒有足夠的慣性力撞擊合聯鎖板(8)推動合閘半軸進行合閘，機構不能合閘，輔助開關不能切換，線圈長期帶電燒毀線圈。該膠狀物現場觀察應為解決合閘線圈冒口松動的問題時，在排查過程中所使用螺紋密封膠未涂抹干凈所留殘物。

4.2 整改方案

(1)更換現場燒毀線圈。

(2)對所有斷路器線圈進行排查，對于發現有膠狀物的線圈進行更換。線圈上所用緩沖墊為三元乙丙橡膠圈，該材料由乙烯、丙烯和少量的非共軛二烯烴的共聚物,以Ethylene Propylene Diene Monomer(EPDM)表示，HX807混煉膠，主鏈由化學穩定的飽和烴組成，耐臭氧、耐熱、耐候等耐老化性能優異，可作為靜態密封及往復密封用。

5 結語

該廠家10 kV斷路器操作機構調整后，經一萬次分合閘試驗，未再發現斷路器合閘失敗及合閘線圈燒毀的現象。經進一步驗收檢查后，本110 kV變電站已送電成功，送電過程和送電后運行到目前為止無異常情況。