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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
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