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核心提示：
文 摘 以一種多次發(fā)生拒動故障的真空斷路器的 彈簧操作機(jī)構(gòu)為分析對象，通過現(xiàn)場實驗研究，對該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征及某些參數(shù)提出了改 進(jìn)建議，并提出了防止拒動的措施。關(guān)鍵詞 真空斷路器 操動機(jī)構(gòu) 脫扣裝置 參數(shù) 機(jī)械故障是真空斷路器故障的主要原因，而操動機(jī)構(gòu)是機(jī)械故障的多發(fā)區(qū)。據(jù)1997 年華北電 力集團(tuán)公司高壓開關(guān)事故統(tǒng)計(見“華北電力集團(tuán)公司直屬電網(wǎng) 1997 年高壓開關(guān)總結(jié)”)， 1997 年，在全集團(tuán)公司直屬電網(wǎng)高壓開關(guān)發(fā)生事故中，機(jī)構(gòu)拒分事故占 33%，均為 10 kV 開 關(guān)。在傳動、調(diào)試中其他電壓等級的斷路器也有拒分、拒合現(xiàn)象；1997 年發(fā)生的3次拒分障 礙也均在 10 kV開關(guān)機(jī)構(gòu)�！ ∮纱丝梢姡邏洪_關(guān)操動機(jī)構(gòu)拒分事故(故障)在整個高壓開關(guān)事故(故障)中占有很 大的比例 。加強(qiáng) 10 kV開關(guān)機(jī)構(gòu)，特別是操動機(jī)構(gòu)脫扣裝置的維護(hù)管理，是一項十分重要的工作。近 年，特別是近 2 年來，我公司 10 kV開關(guān)連續(xù)發(fā)生了幾次由操動機(jī)構(gòu)拒分而引起的越級掉 閘事故，發(fā)生了多次真空斷路器操動機(jī)構(gòu)拒動現(xiàn)象。為此，我們對有關(guān)真空斷路器操動 機(jī)構(gòu)進(jìn)行了現(xiàn)場解體及試驗，通過對試驗結(jié)果及機(jī)械結(jié)構(gòu)分析，對真空斷路器操作機(jī)構(gòu)的維 護(hù)及結(jié)構(gòu)提出了改進(jìn)方案。1 實驗過程 我們對運(yùn)行中發(fā)生過事故，在傳動、試驗中出現(xiàn)過拒動現(xiàn)象的真空斷路器進(jìn)行了機(jī)械特性及 機(jī)構(gòu)分解檢查。所選開關(guān)為 1996 年 6 月出廠、1997 年 3 月投運(yùn)的 ZN□-10 Q/1250 -25 型戶內(nèi)高壓真空斷路器(配專用彈簧儲能操動機(jī)構(gòu))，其部分技術(shù)參數(shù)如下： 合閘時間：≤75 ms； 分閘時間：≤65 ms； 分合閘線圈額定電壓/電流：DC 220 V/1 A； 過電流脫扣器：5 A； 超行程：4±1 mm； 觸頭開距：11±1 mm； 平均合閘速度(最后 6 mm)：0.9±0.3 m/s； 平均分閘速度(最后 6 mm)：1.1±0.2 m/s； 分合閘線圈采用直流螺管式線圈�！ ≡谶M(jìn)行分閘時間試驗時，加入 80%～100 % 額定電壓，出現(xiàn)脫扣器拒動或延時動作現(xiàn)象，在 總計試驗次數(shù)中，出現(xiàn)幾率約為 10 %。斷路器延時動作波形如圖1。2 實驗分析及對策 如圖1所示： t′＝t1－t2＝4.193－1＝3.193 (s)t0＝0.065 sΔt＝t′－t0＝3.128 (s)式中 t′--斷路器實際分閘時間；t0--斷路器正常最大分閘時間；Δt--斷路器延時動作時間。 當(dāng)機(jī)構(gòu)發(fā)出掉閘信號，自跳閘壓板發(fā)出跳閘信號，到斷路器接點(diǎn)(I-DL)通流 時間，結(jié)合 DL 空接點(diǎn)動作時間分析比較，斷路器比正常跳閘延時約 3.1 s動作。通過對機(jī)構(gòu)解體 試驗 分析，發(fā)現(xiàn)分閘線圈動鐵心雖動作，但不能立即撞開脫扣元件進(jìn)行“清脆脫扣”，而是動鐵 心吸附一段時間后才解脫分閘掣子進(jìn)行分閘，甚至不分閘。 檢查機(jī)構(gòu)各部位(目測)，均未發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)本身有任何異常現(xiàn)象，但從結(jié)構(gòu)分析看，分閘彈簧從 作用于主軸 至傳動到開關(guān)導(dǎo)電桿的整個分閘過程需要經(jīng)過 5 個軸銷的轉(zhuǎn)動(如圖2)，轉(zhuǎn)動摩擦力消耗了 較大的分閘功，致使傳動效率降低；同時，現(xiàn)場觀測某些分閘線圈距離分閘掣子較近，造成 鐵心空程小，沒有足夠的加速沖力也會造成脫扣元件不釋放；由于沒有對有關(guān)部位元件 進(jìn)行靜力測量，考慮到傳動裝置調(diào)整不當(dāng)，幾何誤差較大，也是致使傳送效率不高、造成機(jī) 構(gòu)拒分的重要因素�！ ⊥ㄟ^試驗分析，針對上述可能引發(fā)故障的因素，我們對有關(guān)真空斷路器的操作機(jī)構(gòu)采取 了以下措施： 圖1 斷路器延時動作波形 圖2 分閘彈簧傳動示意圖 (1) 考慮到直流電磁鐵起動吸力小的缺點(diǎn)，為提高彈簧分閘功，增加分閘鐵心沖擊力； 同時 為了配合二次回路防跳繼電器的選擇以及考慮電源電壓的波動，以防止分閘線圈上壓降過低 而造成拒分，將分閘線圈(參數(shù)：直流 220 V、電阻小于 175 Ω，電流小于 1.5 A)更換為 直流 220 V，電阻 88 Ω，電流 2.5 A的螺管式直流線圈�！ �(2) 重新進(jìn)行分合閘低電壓動作試驗�！ �(3) 對彈簧合、分閘機(jī)構(gòu)做分解檢修，檢查各部位間隙、掣子扣入深度，緊固各 部位螺釘、各轉(zhuǎn)動部位加潤滑油等。3 結(jié)論 真空斷路器及其所配操作機(jī)構(gòu)，由于其機(jī)構(gòu)簡單，維護(hù)簡便，適于頻繁操作等優(yōu)點(diǎn)，深受廣 大用 戶的青睞。在采用分閘彈簧的真空開關(guān)操動機(jī)構(gòu)中，雖然在分閘過程中，操動機(jī)構(gòu)所作的功 不是很大，其主要能量只是消耗在脫扣機(jī)構(gòu)上，但適應(yīng)于斷路器可靠動作的要求，并考慮到 國產(chǎn)彈簧機(jī)構(gòu)的現(xiàn)狀，斷路器的脫扣機(jī)構(gòu)在滿足設(shè)計要求的同時應(yīng)該留有充分的裕度，也可 采取安裝 2 個脫扣器的方式，保證機(jī)構(gòu)可靠脫扣；在使用維護(hù)方面，不宜實行某些廠家所 提倡的長周期、高次數(shù)維護(hù)甚至免維護(hù)允諾，而應(yīng)及時開展日常維護(hù)及周期項目檢修工作， 以防因機(jī)構(gòu)的卡澀或調(diào)整的不當(dāng)而引起斷路器的拒動現(xiàn)象發(fā)生。
