110 kV斷路器彈簧儲能機構(gòu)故障探討

張曉博，高璐軒，周小燕

（1.國網(wǎng)陜西省電力公司檢修公司，陜西 榆林 719000；2.陜西省地方電力（集團）有限公司榆林電力分公司，陜西 榆林 719000）

0 引 言

隨著電力企業(yè)的不斷發(fā)展，配電中采用了更多科技型設(shè)備，以保證電力的平穩(wěn)發(fā)展。根據(jù)電力行業(yè)多年情況來看，電力企業(yè)設(shè)備的發(fā)展向穩(wěn)定化、安全化、自動化和優(yōu)良化方向發(fā)展。經(jīng)過對斷路彈簧儲能的應(yīng)用可以看出，它的電磁機構(gòu)運行穩(wěn)定，體積較小，使其在電力系統(tǒng)配電中得到了廣泛應(yīng)用。

1 概 述

斷路器彈簧儲能機構(gòu)。斷路器是一個閉合開關(guān)，主要功能是儲能。儲能是指電機儲備能量，而儲備的能量是為了提供給合閘所需的能量。分閘中，有一個分閘彈簧，但這個彈簧的力度較小[1]。彈簧進行儲能和能量釋放花費的時間不長，正常情況下保持在10 s之內(nèi)，而時間過長便會影響到速度。斷路器在合閘中的速度有一定的標準，要考慮彈簧應(yīng)用疲勞問題。一般情況下，彈簧疲勞不會影響斷裂器的正常分合閘使用。

在我國110 kV配電線路中，斷裂器廣泛采用彈簧操動機構(gòu)。彈簧的操動機構(gòu)是指利用儲能的彈簧進行斷路器分合閘操作。彈簧操作機構(gòu)因使用的彈簧類型不同，存在著各種各樣的形式，主要包括以下幾種：（1）盤簧式儲能彈簧操作機構(gòu)；（2）扭簧式儲能彈簧操作機構(gòu)；（3）拉伸彈簧操作機構(gòu)；（4）壓縮彈簧操作機構(gòu)。由于在使用中不需要專門的電源，使得應(yīng)用的電機功率變小。它在交流電和直流電中都可以使用，擁有使用方便的優(yōu)勢。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，尤其是智能式滅弧技術(shù)的使用，一定程度上減少了斷路器的操作功能。假如將這一彈簧操作機構(gòu)使用在高壓斷路器中，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件較多、加工要求高和傳動環(huán)節(jié)多等，會出現(xiàn)使用故障頻發(fā)的現(xiàn)象。

2 彈簧儲能電機不啟動的故障分析

2.1 電源沒有接通

在一般故障排查中，經(jīng)驗豐富的技術(shù)師都會首先排查電源問題，這是故障排除的基本步驟[2]。檢查時首先排查開關(guān)柜端子排上電源是否接入，儲能回路開關(guān)是否還在合閘位置，如果是電源問題，進行復(fù)位便可以使系統(tǒng)恢復(fù)正常。

2.2 儲能限位開關(guān)S1損壞

斷路器中，儲能限位開關(guān)的作用：（1）用S1開關(guān)控制電機啟動；（2）用S1開關(guān)控制電機停止；（3）S1開關(guān)可以接收通信信號回路[3]。在控制電機停止和啟用的，是S1開關(guān)并排使用的常閉接點。彈簧儲能完成后，會帶動一個與機械聯(lián)動的儲能限位S1開關(guān)動作，常閉接點會斷開，這時電源回路會被切斷，可以完成一次電機的儲能過程。在彈簧沒有儲能時，也就是彈簧在釋放完所儲存的能量后，正常情況下，儲能限位S1開關(guān)處在閉合狀態(tài)。要是在接通電機回路，彈簧可以正常儲能。進行檢修時，需要拔出航空插頭測量25～35號的插針回路電阻，檢查其阻值是否在標準范圍內(nèi)。如果不在標準范圍，需要對常閉接點31和32、41和42進行例行檢查。在這些位置常會出現(xiàn)被燒毀現(xiàn)象，需要更換儲能限位開關(guān)，保證其正常工作。

2.3 電機碳刷磨損嚴重

在長期使用的斷路開關(guān)中，部件中的電機碳刷會發(fā)生磨損現(xiàn)象。當電機不能正常工作時，需要對該部件進行檢查。如果發(fā)現(xiàn)是因為磨損碳刷而形成的故障，更換碳刷便可排除故障，保證電機正常工作[4]。

2.4 儲能電機燒毀

檢測電機回路后，保證其正常的情況下，若故障還沒有排除，需要對電機的回路電阻進行檢查。如果在這個部位出現(xiàn)故障，需要測試儲能電機，看其是否有電機燒毀現(xiàn)象。如果已經(jīng)燒毀，采取以下步驟進行更換：拔出連接導(dǎo)線，卸除電機的固定螺栓，取出電機，更換正常的電機，排除故障。

3 110 kV斷路器彈簧儲能機構(gòu)不正常工作的現(xiàn)象分析

在110 kV斷路器彈簧儲能機構(gòu)出現(xiàn)故障時，它的故障主要表現(xiàn)為以下幾種現(xiàn)象：（1）在進行自動合閘時出現(xiàn)不合閘現(xiàn)象，手動合閘拒絕合閘；（2）在自動合閘中，合閘脫扣器動作顯示回合無力，使自動合閘不成功，但手動合閘時能夠正常合閘；（3）在進行自動合閘過程中合閘拒合，這時的合閘脫扣器沒有反應(yīng)。

3.1 故障原因分析

根據(jù)斷路器彈簧儲能的電機回路結(jié)構(gòu)分析可以得出，在斷路器中，彈簧儲能電機要正常工作，需要滿足以下幾個方面的要求。

（1）在電機電源供給中，電源沒有任何故障，且在電源自動開關(guān)中8M處于閉合狀態(tài)，這時的接觸器（直流的）88M處在動態(tài)狀態(tài)。在接觸器88M中的接觸點在閉合狀態(tài)且在一個正常狀態(tài)下時，在斷路器彈簧儲能機構(gòu)中的電機部件內(nèi)部沒有任何故障。此外，在彈簧儲能電機的回路中，所有線路完整，沒有松動和接觸不良的現(xiàn)象。

（2）實際工作中，在電機的保護回路正常工作情況下，電機不會有故障發(fā)生。在忽略其他原因的情況下，斷路器儲能電機中，它的故障原因只有兩點。第一，直流的接觸器88M的觸點沒有閉合；第二，88M的觸點提前返回。對故障原因進行分析時可以得出，引起這一故障的原因主要是斷路器彈簧儲能中的一個部件出現(xiàn)故障，即限位開關(guān)觸點33HB發(fā)生損壞，導(dǎo)致啟動直流接觸器88M。實際工作中，這種理論性的故障在斷路器中出現(xiàn)的幾率非常小。

（3）實際工作中，斷路器自動合閘后出現(xiàn)直流接觸器，而88M的觸點也自動合閉。這個過程中，斷路器彈簧儲能電機會被接通?？赡苁莾δ茈姍C傳動機械的故障原因，也可能是直流接觸器88M的接觸點沒有在標準范圍內(nèi)，才出現(xiàn)接觸不良的現(xiàn)象。這樣不能正常運行就會導(dǎo)致110 kV斷路器彈簧無法正常儲能。這種現(xiàn)象表現(xiàn)在電機的熱繼電器產(chǎn)生動作之后，輔助繼電器就會自動啟動，導(dǎo)致系統(tǒng)自動切斷儲能電機的回路，使電機不能正常工作。

3.2 該斷路器彈簧儲能電機不啟動事故處理的方法

觀察在斷路器中電機是否彈起在繼電器中的復(fù)位按鈕，如果按鈕有彈起現(xiàn)象，說明電機出現(xiàn)過載現(xiàn)象。對故障進行處理，需要將復(fù)位按鈕進行手動復(fù)位，將斷路器彈簧儲能電機進行電源斷電。如果通電的過程，電機能保持正常運轉(zhuǎn)，則故障排除。

4 彈簧儲能不到位

4.1 故障原因

進行合閘操作后，限位開關(guān)33HB閉合，再啟動直流接觸器88M。88M觸點閉合接通電機回路，然后對彈簧進行儲能。儲能結(jié)束后，通過機械凸輪打開限位開關(guān)，直流接觸器返回，電機停止工作。操作斷路器開關(guān)時，直流接觸器開始動作，并且這時啟動空氣延時觸點，使用20 s延時閉合。因此，要是儲能不到位，限位開關(guān)就會閉合，需要啟動輔助繼電器。這時，繼電器會打開常閉觸點，同時斷開直流接觸器，電機將發(fā)生儲能不到位的現(xiàn)象。造成故障的原因有兩種：（1）電機的出力降低會造成電機在延時中無法完成預(yù)期儲能計劃；（2）空氣延時觸點原因，實際延時小于固定值，且存在較大誤差，會造成在彈簧尚未完成儲能時就切斷儲能回路。

4.2 處理方法

要調(diào)整空氣延時觸點的整定值，保證儲能電機在規(guī)定的時間內(nèi)完成儲能。最好留出充足的時間，但要保證時間適宜，具體可以通過以下操作完成。首先，要測出儲能電機要在多長時間內(nèi)完成儲能，然后斷開輔助繼電器線圈和控制電源的連接。斷路器合閘時，輔助器的觸點會閉合，這時的時間限制儲能就會開始。斷路器的彈簧儲能完成時，觸點停表中33HBX觸點會閉合。在進行設(shè)備操作時，都在操動機構(gòu)箱內(nèi)的端子排上進行。進行這項操作時，測定所需的儲能時間后，要對空氣延時觸點進行相應(yīng)調(diào)整，保證調(diào)整時間大于實際儲能所需時間，還要留足夠的時間，保證充足儲能。

5 結(jié) 論

在對110 kV斷路器使用中，造成其故障的不確定因素很多，導(dǎo)致故障情況復(fù)雜。因此，要保證供電的平穩(wěn)性、緊迫性和安全性，需要加強對相關(guān)專業(yè)知識的不斷學(xué)習(xí)，掌握好技術(shù)知識，使配電工作順利進行。工作中，需要創(chuàng)新技術(shù)，要不斷改進與創(chuàng)新施工工藝，使新的技術(shù)更好地適應(yīng)斷路器彈簧儲能工作，更好地推動該事業(yè)的發(fā)展。