关于10kV-VS1断路器机构动作异常分析

关于10kVVS1断路器机构动作异常分析摘要：近年来，10kV真空断路器越来越普遍应用在电力系统中，随着运行时间的增长，断路器不断出现了异常现象，特别是断路器拒分、拒合严重影响系统的安全运行，因而，亟需解决真空断路器的异常问题。主题词：真空断路器异常分析2010年5月21日某站10kV解放西803断路器送电，操作人员发出合闸命令时，送电不成功，检修人员紧急赶赴现场进行检查处理。一、VS1断路器基本情况目前我公司110kV电力系统运行10kV断路器系无油化改造更换的断路器，原来断路器配CD10型电磁操动机构，现改造或者新安装的10kV断路器一般都为一体化VS1型真空断路器，总计1684台。二、现象VS1型真空断路器在系统安装后，运行情况较好，但是至2005年以来，该断路器出现了拒合、拒分现象，即该开关在合闸时，后台发出命令后，断路器机构动作，但是不能完成合闸或者在接受跳闸命令时无法完成分闸动作，造成越级跳闸。某站断路器尤为突出，共计出现拒合9次。（802、807、806、804、805断路器，其中806、807拒合分别为3次）。检查情况如下：（一）打开机构面板，对10kV断路器进行了仔细检查，检查控制回路接线，接线紧固，没有虚接及断线情况，通讯遥控、二次控制回路未发现造成断路器断路器拒合的信息及其他异常现象，可以排除控制回路的故障造成的原因。（二）检查弹簧机构机械部分，机构储能良好，储能回路良好，具备合闸条件，测量合闸电磁铁电阻105-110Ω线圈完好，手动检查电磁铁动作灵活，行程满足要求，可以初步确认问题就出现在机械元件。合闸保持挚子与半轴扣合1mm,合闸保持挚子有磨损现象，挚子扣合部分已经磨损为圆面，半轴也磨损严重。分闸顶杆调节螺栓锁母松动。挚子扣合部位润滑油较多。分闸调节螺栓分闸调节螺栓合闸保持挚子半轴合闸保持挚子半轴三、分析断路器合闸操作过程：机构在储能状态，发出合闸信号，合闸电磁铁的动铁芯将被吸合向前运动，通过合闸轴带动储能保持挚子转动，从而解除储能保持挚子对储能轴的约束，合闸弹簧能量释放，使合闸凸轮做顺时针转动，通过二级四连杆传动机构及绝缘拉杆带动真空灭弧室向上运动，完成合闸动作。合闸动作完成后，通过合闸保持挚子与半轴扣合使断路器保持在合闸位置。通过合闸过程分析，存在的原因为：1、断路器机构定位件与滚轮扣合面太大，以致不能解扣；2、合闸铁芯吸合到底时，定位件与滚轮不能解扣；3、机构在实际运动过程中，由于转轴与轴承间、轴承与基架孔间的配合尺寸设计不合理．造成各转动部位的摩擦阻力矩剧增，使机构与半轴不能可靠扣结，甚至不扣结。4、从脱扣机构的结构（即保持合闸结构）分析可以看出，半轴弹簧力量弱，半轴复位慢，机构部件杆件多，锁闩及挚子的形状复杂，断路器合闸保持挚子与半轴材质、工艺性差，精度难以保证，这些是造成运动精度低、脱扣动作不可靠的原因之一。5、分闸顶杆调节螺栓锁母松动，造成在长期运行中，半轴扣合量改变，再加上断路器合闸时震动，影响合闸保持挚子可靠扣合。6、半轴与挚子扣合部位润滑油较多，接触面的表面粗糙度降低，影响扣合。7、对保护回路进行检查分析，是否存在配合问题；核对保护动作装置动作值，防止因接线异常或者保护装置启动，影响断路器合闸。四、处理情况对发生异常的断路器检查处理措施：1、调整定位件与滚轮的扣合面以及合闸铁芯的行程；2、紧固分闸顶杆调节螺栓锁母，确保半轴扣合尺寸在运行中不因为震动而产生变化；3、调整断路器分、合闸动作电压，并进行动作电压测试，保证在合格范围；即分闸最低动作电压在30-65%Ue之间，30%Ue不动作，合闸电压在85%-110%之间。4、检查合闸保持挚子扣合尺寸，在1-1.5mm之间，确保可靠扣合；5、半轴与挚子磨损严重的进行更换，清理扣合部位润滑油。6、轴承转动部分涂润滑油；7、检查、紧固二次回路接线端子，确保接触良好。五、建议根据上述理论分析，综台考虑脱扣机构的抗震稳定性、刚度、脱扣时间等因素，我们将脱扣机构作以下改进：(1)改进半轴、挚子、半轴复位弹簧等部件的材质，选用耐磨、抗锈蚀材质部件进行更换，挚子扣合部位不得涂润滑油。(2)轴承外圈与基架孔、轴与轴承孔间公差配合使用过渡公差配合，使轴承与基架孔不产生相对运动，同时，轴与轴承孔选取间隙公差配合，并采用石墨润滑轴承，从而减小轴与轴承间的摩擦力矩。(3)在进行改造的断路器安装时，加强基础支架的稳定程度，保证机械抗震稳定。（4）核对保护动作装置动作值，防止因接线异常或者保护装置异常启动，影响断路器合闸。参考文献高压开关机构设计．楼家法北京机械工业出版社高压电器北京机械工业出版社变电检修杨香泽中国电力出版社出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。此臣所以