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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