ZN12―12型断路器常见故障分析及处理

精品文档-下载后可编辑ZN12―12型断路器常见故障分析及处理【摘要】简单介绍了断路器操作机构的工作原理，对断路器在实际运行中出现的故障进行详细分析，并提出解决方案。

【关键词】断路器；故障；分析；处理

1.概述

ZN12-12型系列真空断路器为额定电压12kV、三相交流50Hz的户内高压开关设备，是北京开关厂引进德国西门子公司技术制造的产品。

该断路器整体为显V型“悬挂式”结构（即将3只真空灭弧室通过铸铝合金的上、下出线端用6只倾斜安装的绝缘子悬挂在手车框架的前方），真空灭弧室采用材料为铬铜合金的杯状触头。因其具有结构简单、开断能力强、截流水平高（3～4A）、操作功能齐全等特点而得到越来越广泛的应用。

2.操作机构的工作原理

如图1所示，操作机构主要由储能机构、锁定机构、分闸弹簧、断路器主轴、缓冲器及控制装置组成。其工作原理叙述如下。

2.1储能

接通储能电动机电源，电机通过减速箱内的蜗轮蜗杆带动轴套转动（手动储能时，将手动摇把插入减速箱前方的孔中顺时针转动），当轴套上的棘爪进入凸轮上的缺口时，带动储能轴转动，合闸弹簧被拉起。当合闸弹簧被拉到最高点后，装在储能轴上的一滚针轴承（即合闸滚子）被合闸掣子锁住，同时曲柄上的小连杆带动弯板压下微动开关切断电动机电源，储能完成。

2.2合闸

接通合闸电磁铁电源或用手按压合闸电磁铁，合闸掣子解脱合闸滚子，合闸弹簧释放能量，储能轴在合闸弹簧力的作用下转动，凸轮压在三角形杠杆的滚针轴承上（合闸滚轮），通过一四连杆机构将力传递给断路器的主轴，再通过绝缘拉杆及变直机构推动导电杆向上运动。主轴旋转约60度时，安装在主轴拐臂上的分闸滚子被分闸掣子锁住，合闸完成。同时，安装在主轴拐臂上的分闸弹簧被储上能。

2.3分闸

接通分闸电磁铁电源或用手按压分闸电磁铁，分闸掣子解脱分闸滚子，主轴在分闸弹簧力和触头弹簧力的作用下反向旋转，断路器分闸。

3.常见故障分析及处理

3.1不储能

（1）电机不转动发现此类故障后，将断路器一、二次回路电源全部切断，用万用表测量储能电气回路（见图2）中微动开关的常闭触点WK1、WK2，如直阻较大，将会造成储能电机的两端电压过低直至无电压，使电机无法转动，故应对其进行清洗或更换；然后测量电机绕组的直阻，若直阻不正常，则应考虑电机绕组的引线处是否脱焊，电机绕组是否烧坏。紧急情况下，可先更换储能电机备品，然后对换下的电机进行维修。若是直流电机，还应检查碳刷与换向器的接触情况，若接触不良，应更换碳刷，或调整碳刷压紧弹簧，增大碳刷的压紧力。

（2）电机转动不停而弹簧储不上能此故障发生在储能机构。储能电机转动时，通过蜗轮、蜗杆带动轴套转动，轴套上装一轴销，轴销上面装有一只棘爪，棘爪通过储能轴右端的缺口来带动储能轴转动，从而使储能弹簧储能。

出现此类故障后，应首先检查棘爪的压紧弹簧是否疲劳、折断或脱落，若损坏，可用专用工具对其进行更换；若压紧弹簧正常，可用手动摇把摇动储能机构，看轴套是否转动，若轴套不转动，则为减速箱内的蜗轮、蜗杆等部件故障，应更换减速箱；检查电机电源保险是否良好，否则更换。若轴套转动，则摇动25圈，看棘爪是否进入了凸轮缺口，棘爪与缺口的接触是否良好，然后继续摇动，看棘爪与缺口之间是否打滑，如接触不良而出现打滑现象，应更换棘爪。

3.2合闸失败

（1）检查合闸控制回路（见图3）中微动开关WK3的常开触点、防跳跃继电器ZLC的常闭触点、辅助开关HK的常闭触点、联锁限制开关WK8常开触点接触是否良好。如有接触不良现象，将造成合闸电磁铁HQ的线圈无电压或电压过低，使断开器拒合，故应对其进行清洗或更换。

（2）检查合闸电磁铁，若合闸电磁铁烧坏、脱落或卡涩，将直接造成断路器合闸机构不动作。处理方法如下：

①用万用表测合闸电磁铁线圈的直阻，如直阻偏离正常值过大，则应更换合闸电磁铁。

②检查合闸电磁铁有无松动或脱落现象，如松动、脱落则进行紧固，此种现象在该型号开关运行初期较常见，应在紧固螺丝处涂胶或上双螺母，已防螺丝再次松动。

③检查合闸电磁铁的动铁芯有无卡涩现象，如有则将合闸电磁铁拆下，抽出动铁芯，用酒精擦洗电磁铁内部和动铁芯上的污迹，然后看看动铁芯端部有无弯曲现象，如弯曲则对其进行校正或更换新的合闸电磁铁。

（3）检查合闸滚子及合闸掣子的表面有无裂痕及凹凸现象、合闸滚子转动时有无卡涩和偏心现象。如存在上述缺陷将会使得合闸滚子和合闸掣子脱离时的摩擦力增大。另外，合闸滚子或合闸掣子因缺油或灰尘等原因，也可引起转动困难，这些都可能造成合闸电磁铁带电而断路器拒合。处理方法：对转动时卡涩的部位进行清洗，加油；对转动时偏心或表面有裂痕及凹凸现象的部件进行更换。

（4）检查分闸掣子与分闸滚子的扣入深度是否在1/2～3/5的全碰面范围内，若分闸掣子或分闸滚子表面磨损量过大，或分闸掣子位置调整不当，将使分闸滚子和分闸掣子间的扣入深度减少。当对断路器进行合闸操作时，分闸滚子在主轴带动下使分闸掣子抬起，而分闸掣子下落时产生的弹跳极有可能使分闸滚子在下落时失去支撑，造成断路器合闸失败。分闸掣子的位置是通过位于其上部的调节螺丝来调整的，旋进则扣入深度减少，旋出则扣入深度增加；如用调节螺丝无法将扣入深度调节到上述范围内，则为分闸掣子或分闸滚子磨损量超标，应更换相应部件。

（5）检查分闸掣子组件的回转轴是否卡涩。当对断路器进行合闸操作时，分闸滚子使分闸掣子抬起，待触头闭合，分闸滚子回落到位时，分闸掣子由于回转轴卡涩没有回转到位，使分闸滚子失去支撑，断路器跳闸。处理方法：对回转轴进行清洗、加油。

（6）检查机构箱内三角形杠杆上的滚针轴承（合闸滚轮）是否损坏。如损坏将造成合闸掣子释放合闸滚子时，凸轮因压不到合闸滚轮而空转，连杆不动作，断路器拒合。合闸滚轮的更换方法如下：首先拆去连杆与主轴拐臂间的轴销，使连杆处于自由状态，然后向前下方拉动连杆至易于更换轴承的位置，拆去旧轴承，在新轴承内部加适量油后，重新装回，最后装上连杆。

经以上处理后，必须对该断路器进行低电压试验，合格后方能投入运行。

3.3拒分

（1）检查分闸控制回路（见图4）中辅助开关HK的常开触点接触是否良好，如接触不良，将会使分闸线圈TQ上无电压或电压过低，造成断路器拒分。处理方法：对其进行清洗或更换。

（2）检查分闸电磁铁，若分闸电磁铁卡涩、脱落、烧坏，将直接造成断路器分闸机构不动作。处理方法如下：

①用万用表测分闸电磁铁线圈的直阻，如烧坏则更换分闸电磁铁；

②检查分闸电磁铁有无松动和脱落现象，并对其固定螺丝进行紧固；

③检查分闸电磁铁的动铁芯有无卡涩现象，如有则拆下分闸电磁铁，抽出动铁芯，用酒精擦洗电磁铁内部及动铁芯上的污迹，动铁芯端部如弯曲，则对其进行校正或更换新的分闸电磁铁。

（3）检查分闸滚子及分闸掣子组件，看分闸滚子及分闸掣子转动轴是否因缺油或灰尘等原因而转动困难，分闸滚子和分闸掣子的表面是否有凹凸现象，如有其一将可能造成分闸电磁铁带电保持而分闸机构拒动。处理方法：对表面有凹凸现象及裂痕的部件进行更换；对分闸滚子及分闸掣子转动轴进行清洗、加油。

经以上处理后，必须对该断路器进行低电压试验，合格后方能投入运行。

3.4导电回路直阻超标

该型断路器导电回路直阻出厂标准为25微欧，检修标准为30微欧。当发现超出此范围的情况后，应首先检查真空泡上部的接触面，因其与上出线端之间仅有一颗固定螺栓，操作时产生的振动极易造成螺栓松动。如对真空泡上部的固定螺栓紧固后，直阻仍然超标，应检查导电夹的固定螺丝，并对其进行紧固。再超标的话，应怀疑触头拐臂与上、下出线端的接触面氧化，这时可将触头拐臂拆下，用金相砂纸将氧化层去除后，重新紧固即可。

3.5分闸、合闸后均储能

从操作机构的工作原理分析，该型断路器在合闸后即储能：合闸时，合闸弹簧能量被释放，微动开关复位，储能电机电源接通，合闸弹簧储能。分闸时，释放的是分闸弹簧的能量，合闸弹簧能量应维持，微动开关的常闭触点应处于断开状态，储能电机不应动作。

出现分、合闸后皆储能的故障后，应检查合闸掣子与合闸滚子中有无磨损量超标的情况，合闸掣子有没有变形。这些都可能导致合闸掣子与合闸滚子间的扣入深度过小。分闸时产生的振动，使合闸掣子释放合闸