LTB245E1型斷路器合后即分故障分析

張恭源，鄭易谷，陳曦，馬宏明，程志萬，馬儀，錢國超

（1.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司，昆明 650011；2.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，昆明 650217）

0 前言

高壓斷路器是電力系統(tǒng)中重要的一次設(shè)備，它擔(dān)負著控制和保護的雙重任務(wù)。其性能的好壞是決定電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要因素[1-3]。高壓斷路器的操作機構(gòu)型式主要有氣動機構(gòu)、彈簧機構(gòu)、液壓機構(gòu)。目前252 kV及以下電壓等級的高壓斷路器主要采用彈簧操作機構(gòu)。主要是因為：彈簧機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、維護工作量小；基本不受氣候條件（如環(huán)境溫度）的影響；自能式滅弧室的發(fā)展，彌補了彈簧操作功相對較小的劣勢[4-5]。

LTB245E1型斷路器采用的BLK222型彈簧操作機構(gòu)，其技術(shù)較為成熟，應(yīng)用也比較廣泛。但近幾年有報道或文獻顯示，其在合閘過程中可能會發(fā)生合后即分故障[6-8]，云南電網(wǎng)也先后發(fā)生多起合后即分故障。為確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，結(jié)合機構(gòu)的原理和高速攝像技術(shù)，對合閘過程進行仔細分析，查找出其故障原因，并提出整改措施。

1 工作原理及故障原因初判

BLK222彈簧操作機構(gòu)合閘過程為：合閘線圈釋放合閘掣子（4）即可立即關(guān)合斷路器，合閘拐臂（2）帶動分閘拐臂（3）至合閘位置。同時將分閘彈簧（A）儲能。在合閘行程末端分閘拐臂（3）被分閘掣子（1）鎖定在合閘位置，由于分閘拐臂（3）與合閘拐臂（2）為偏心結(jié)構(gòu)，合閘拐臂（2）與分閘拐臂（3）脫離并返回到初始位置。

圖1 合閘過程

通過合閘動作過程可知，合后即分原因很可能是由于在合閘行程末端分閘拐臂（3）未被分閘掣子（1）鎖定在合閘位置，導(dǎo)致斷路器分閘。

因此，需要重點檢查合閘過程中，分閘拐臂與分閘掣子的鎖定情況。

2 高速攝像檢測情況

斷路器操作過程中，操作機構(gòu)傳動部件運動速度過快，肉眼無法識別，利用高速、高分辨率攝像機捕捉斷路器合、分閘過程傳動部件的運行狀況。

多次操作存在隱患的斷路器，進行故障重現(xiàn)，同時利用高速攝像機對操作機構(gòu)進行拍攝，捕捉合后即分具體過程。

BLK222型彈簧機構(gòu)的分閘掣子結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 分閘摯子結(jié)構(gòu)圖

從高速攝像結(jié)果來看，造成合后即分現(xiàn)象的主要是：由于合閘過程中的振動導(dǎo)致銜鐵向右運動并碰撞到鎖桿，鎖桿運動導(dǎo)致舌片失去閉鎖，最終導(dǎo)致斷路器分閘。即該項斷路器合后即分故障與振動有關(guān)。其故障原因可分為外因和內(nèi)因。外因：異常情況（合閘速度過高、機構(gòu)箱體振動大等）造成合閘過程中振動過大；內(nèi)因：分閘掣子抗沖擊能力不足。

3 實例分析

3.1 合閘速度過高導(dǎo)致合后即分

某變電站244斷路器送電操作時發(fā)生合后即分（三相不一致動作），檢查發(fā)現(xiàn)B相合閘不能保持。

B相分閘掣子檢查未發(fā)現(xiàn)異常，清潔、潤滑后，合后即分情況未消除，出現(xiàn)概率約為7次合閘中出現(xiàn)1次合后即分。將備用的分閘掣子更換至244斷路器B相后，合后即分情況仍未消除,出現(xiàn)概率基本一致。

利用SA10斷路器動作特性測試儀進行分、合閘速度測試，發(fā)現(xiàn)其合閘速度（規(guī)定值：7.4～7.8 m/s）超過規(guī)定值，后增加分閘彈簧壓縮量，加大分閘彈簧輸出功后（分、合閘速度均合格），合后即分情況消失。

由此可判斷，造成該斷路器B相合后即分的直接原因是其合閘速度過快。

3.2 分閘掣子抗沖擊不足導(dǎo)致合后即分

某變電站265斷路器跳閘，根據(jù)調(diào)度命令，強送該回線，強送不成功。檢修人員對265斷路器進行多次檢查操作，發(fā)現(xiàn)該斷路器有一定概率發(fā)生合后即分故障。

經(jīng)排查未發(fā)現(xiàn)速度超標、地基沉降或開裂、斷機構(gòu)箱支撐構(gòu)架螺栓松動等異常情況。

利用高速攝像機對斷路器合閘過程進行檢測，發(fā)現(xiàn)在合閘過程中，舊版分閘掣子銜鐵、鎖桿存在較大的晃動，且有一定概率造成銜鐵向右運動并碰撞到鎖桿，鎖桿運動導(dǎo)致舌片失去閉鎖，導(dǎo)致斷路器分閘，即出現(xiàn)合后即分故障。

舊版分閘掣子更換為新版分閘掣子。更換后經(jīng)多次操作，未再發(fā)生合后即分故障。升級改造后的新版分閘掣子，其抗沖擊能力明顯提升，主要表現(xiàn)在異性彈簧、鎖桿恢復(fù)彈簧、舌片恢復(fù)彈簧性能增強。其中異性彈簧的直徑由1 mm增大為1.2 mm；鎖桿恢復(fù)彈簧更換為其他材質(zhì)的彈簧，且直徑加粗；舌片恢復(fù)彈簧匝數(shù)增多，且直徑加粗。利用高速攝像機，多次拍攝合閘過程中新版掣子的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)：新版分閘掣子的銜鐵、鎖桿也存在不同程度的晃動，但其幅度明顯低于舊版掣子。

由此可見，造成該斷路器A相合后即分的直接原因是舊版分閘掣子抗沖擊能力不足。

4 結(jié)束語

利用高速攝像機對LTB245E1型斷路器合后即分故障進行分析，其故障原因可分為外因和內(nèi)因。外因：異常情況（合閘速度過高、機構(gòu)箱體振動大等）造成合閘過程中振動過大；內(nèi)因：分閘掣子抗沖擊能力不足。

現(xiàn)場故障分析時，應(yīng)綜合考慮內(nèi)、外因的影響。為徹底解決該隱患，需對該型斷路器進行速度測試，并更換新版分閘掣子。針對更換新版分閘掣子，可采取的措施有下兩種：直接更換新版分閘掣子；采用輪替工廠檢修的方式，逐步修理舊版分閘掣子。