高壓斷路器合閘緩沖器故障分析論文

　　摘要：針對(duì)一起５００ｋＶ?jǐn)嗦菲骱祥l緩沖器滾輪碎裂案例，從斷路器儲(chǔ)能，到合閘命令完成，最終到剩余動(dòng)能釋放，對(duì)整個(gè)合閘過程進(jìn)行分析，明確造成合閘緩沖器滾輪碎裂的主要原因是彈簧儲(chǔ)能離合裝置的過沖角度過大，而手動(dòng)按儲(chǔ)能電機(jī)接觸器進(jìn)行儲(chǔ)能是造成儲(chǔ)能離合器過沖角度過大的最根本原因，在后期的檢修過程中嚴(yán)禁手動(dòng)按儲(chǔ)能電機(jī)接觸器儲(chǔ)能，并增加對(duì)儲(chǔ)能離合裝置過沖角度檢查環(huán)節(jié)。

　　關(guān)鍵詞：合閘；合閘緩沖器；過沖角度

　　引言

　　合閘緩沖器作為斷路器的重要部件，在斷路器合閘結(jié)束時(shí)可吸收斷路器合閘彈簧的剩余能量，保護(hù)斷路器機(jī)構(gòu)免受太大的沖擊。合閘緩沖器一旦故障就會(huì)造成緩沖效果減弱或失去，斷路器合閘后的剩余動(dòng)能將作用于斷路器機(jī)構(gòu)本身，對(duì)斷路器的特性造成影響，為斷路器的正常運(yùn)行埋下隱患。

　　１案例背景

　�。玻埃保纺辏�某５００ｋＶ變電站進(jìn)行主變Ｃ級(jí)檢修后，驗(yàn)收發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)開關(guān)機(jī)構(gòu)箱底部散落少量金屬碎片，疑似某部件碎裂。通過與圖紙對(duì)比，判斷金屬碎片由合閘緩沖器滾輪碎裂后形成。發(fā)生異常的是某公司型號(hào)為３ＡＰ２－ＦＩ的斷路器，該斷路器為三相交流斷路器，帶絕緣噴嘴滅弧室，雙斷口，采用彈簧機(jī)構(gòu)分相操作，于２００９年１１月投運(yùn)。當(dāng)日，進(jìn)行主變檢修驗(yàn)收時(shí)，打開其中一個(gè)開關(guān)機(jī)構(gòu)箱后門，發(fā)現(xiàn)少量碎片和圓柱狀金屬短桿，疑似斷路器機(jī)構(gòu)某部件碎裂。查看該機(jī)構(gòu)外觀，未見明顯異常，判斷該部件原本位置應(yīng)在斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)部，碎裂后掉出。由于斷路器機(jī)構(gòu)構(gòu)造緊密，現(xiàn)場(chǎng)人員無法對(duì)機(jī)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行查看，因此不能確定損壞部件具體位置。查看該型號(hào)斷路器操作手冊(cè)并與廠家聯(lián)系后確認(rèn)，碎裂部件為斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)與合閘緩沖器相連的一個(gè)滾輪，如圖１中１８．４１．１所示。由于Ｃ級(jí)檢修時(shí)，開關(guān)特性試驗(yàn)和二次傳動(dòng)工作都會(huì)對(duì)開關(guān)進(jìn)行多次分合閘操作，因此無法判斷具體是何時(shí)造成該滾輪的.碎裂。

　　２原因分析

　　此類型斷路器采用彈簧機(jī)構(gòu)，在完成合閘命令后還有部分剩余動(dòng)能需要釋放。滾輪的作用即是在斷路器完成合閘后，聯(lián)合合閘緩沖器將合閘完成后剩余的動(dòng)能緩慢釋放。具體動(dòng)作過程為：在合閘過程的結(jié)尾，合閘緩沖器１８．４１上的滾輪１８．４１．１沿凸輪１８．１９運(yùn)動(dòng)并傳遞其剩余動(dòng)能到合閘緩沖器１８．４１，如圖２所示。最后，滾輪１８．４１．１跳至凸輪１８．１９后，防止儲(chǔ)能軸１８．１４回?cái)[，如圖３所示。該滾輪碎裂會(huì)導(dǎo)致合閘緩沖器啟動(dòng)時(shí)間延遲，造成緩沖效果減弱。斷路器合閘后的剩余動(dòng)能作用于斷路器機(jī)構(gòu)本身，久而久之會(huì)對(duì)斷路器特性造成影響，對(duì)斷路器的正常運(yùn)行埋下隱患。造成滾輪碎裂最主要的原因?yàn)楹祥l彈簧儲(chǔ)能結(jié)束時(shí)，由于電機(jī)本身慣性，在彈簧儲(chǔ)能到位后，儲(chǔ)能離合裝置還有一個(gè)過沖角度。這個(gè)過沖角度在一定范圍內(nèi)（小于１２０°）對(duì)于斷路器機(jī)構(gòu)來說都是安全的，但當(dāng)過沖角度過大時(shí)，合閘彈簧下次儲(chǔ)能時(shí)會(huì)造成凸輪反打，對(duì)合閘緩沖器滾輪造成一定損壞。儲(chǔ)能離合器的工作原理如圖４所示，儲(chǔ)能軸１８．１４在儲(chǔ)能電機(jī)１８．１和齒輪１８．２的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，合閘彈簧儲(chǔ)能。儲(chǔ)能離合器１８．３使儲(chǔ)能軸１８．１４上的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，直至其停在上中心點(diǎn)。儲(chǔ)能結(jié)束時(shí)，固定在基座上的凸輪１８．２０將儲(chǔ)能離合器１８．３從儲(chǔ)能軸１８．１４上解開。由此儲(chǔ)能軸１８．１４與齒輪１８．２分離，電機(jī)自動(dòng)停機(jī)，傳動(dòng)裝置停轉(zhuǎn)，如圖５所示（ａ角即為儲(chǔ)能離合器過沖角）。造成離合器過沖角度過大一般有以下原因：設(shè)備本身原因，導(dǎo)致電機(jī)沒有在正確位置停轉(zhuǎn)，造成過沖角度過大；直接用手按壓儲(chǔ)能電機(jī)接觸器來儲(chǔ)能，依靠目測(cè)來判斷儲(chǔ)能到位與否，易使電機(jī)停轉(zhuǎn)滯后，造成過沖角度過大。經(jīng)確認(rèn)，二次傳動(dòng)過程中發(fā)生過開關(guān)機(jī)構(gòu)無法正常儲(chǔ)能情況，現(xiàn)場(chǎng)檢修人員采用了手動(dòng)按壓儲(chǔ)能電機(jī)接觸器的違規(guī)操作方式來儲(chǔ)能，這是合閘緩沖器滾輪發(fā)生碎裂的最可能原因。

　　３結(jié)語

　　由于合閘緩沖器滾輪碎裂無法更換，因此需更換整個(gè)斷路器機(jī)構(gòu)。更換該斷路器機(jī)構(gòu)后，特性試驗(yàn)和二次傳動(dòng)試驗(yàn)均合格，主變得以順利復(fù)役。這次事故表明：檢修工作中，嚴(yán)禁直接頂儲(chǔ)能電機(jī)接觸器來進(jìn)行儲(chǔ)能；可增加儲(chǔ)能離合器過沖角度檢查項(xiàng)目，過沖角度大于１２０°時(shí)應(yīng)及時(shí)聯(lián)系廠家進(jìn)行處理。