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真空断路器操动机构脱扣装置的参数改进分析发布时间:2016-06-20 10:27:17 | 来源:浙江诚高高压电气有限公司

[真空断路器操动机构脱扣装置的参数改进分析]:文 摘 以一种多次发生拒动故障的真空断路器的 弹簧操作机构为分析对象,通过现场实验研究,对该机构的结构特征及某些参数提出了改 进建议,并提出了防止拒动的措施。关键词 真空断路器 操动机构 脱扣装置 参...
文 摘 以一种多次发生拒动故障的真空断路器的 弹簧操作机构为分析对象,通过现场实验研究,对该机构的结构特征及某些参数提出了改 进建议,并提出了防止拒动的措施。 关键词 真空断路器 操动机构 脱扣装置 参数   机械故障是真空断路器故障的主要原因,而操动机构是机械故障的多发区。据1997 年华北电 力集团公司高压开关事故统计(见“华北电力集团公司直属电网 1997 年高压开关总结”), 1997 年,在全集团公司直属电网高压开关发生事故中,机构拒分事故占 33%,均为 10 kV 开 关。在传动、调试中其他电压等级的断路器也有拒分、拒合现象;1997 年发生的3次拒分障 碍也均在 10 kV开关机构。   由此可见,高压开关操动机构拒分事故(故障)在整个高压开关事故(故障)中占有很 大的比例 。加强 10 kV开关机构,特别是操动机构脱扣装置的维护管理,是一项十分重要的工作。近 年,特别是近 2 年来,我公司 10 kV开关连续发生了几次由操动机构拒分而引起的越级掉 闸事故,发生了多次真空断路器操动机构拒动现象。为此,我们对有关真空断路器操动 机构进行了现场解体及试验,通过对试验结果及机械结构分析,对真空断路器操作机构的维 护及结构提出了改进方案。 1 实验过程   我们对运行中发生过事故,在传动、试验中出现过拒动现象的真空断路器进行了机械特性及 机构分解检查。所选开关为 1996 年 6 月出厂、1997 年 3 月投运的 ZN□-10 Q/1250 -25 型户内高压真空断路器(配专用弹簧储能操动机构),其部分技术参数如下:   合闸时间:≤75 ms;   分闸时间:≤65 ms;   分合闸线圈额定电压/电流:DC 220 V/1 A;   过电流脱扣器:5 A;   超行程:4±1 mm;   触头开距:11±1 mm;   平均合闸速度(最后 6 mm):0.9±0.3 m/s;   平均分闸速度(最后 6 mm):1.1±0.2 m/s;   分合闸线圈采用直流螺管式线圈。   在进行分闸时间试验时,加入 80%~100 % 额定电压,出现脱扣器拒动或延时动作现象,在 总计试验次数中,出现几率约为 10 %。断路器延时动作波形如图1。 2 实验分析及对策   如图1所示:   t′=t1-t2=4.193-1=3.193 (s) t0=0.065 s Δt=t′-t0=3.128 (s) 式中 t′--断路器实际分闸时间; t0--断路器正常最大分闸时间; Δt--断路器延时动作时间。   当机构发出掉闸信号,自跳闸压板发出跳闸信号,到断路器接点(I-DL)通流 时间,结合 DL 空接点动作时间分析比较,断路器比正常跳闸延时约 3.1 s动作。通过对机构解体 试验 分析,发现分闸线圈动铁心虽动作,但不能立即撞开脱扣元件进行“清脆脱扣”,而是动铁 心吸附一段时间后才解脱分闸掣子进行分闸,甚至不分闸。   检查机构各部位(目测),均未发现机构本身有任何异常现象,但从结构分析看,分闸弹簧从 作用于主轴 至传动到开关导电杆的整个分闸过程需要经过 5 个轴销的转动(如图2),转动摩擦力消耗了 较大的分闸功,致使传动效率降低;同时,现场观测某些分闸线圈距离分闸掣子较近,造成 铁心空程小,没有足够的加速冲力也会造成脱扣元件不释放;由于没有对有关部位元件 进行静力测量,考虑到传动装置调整不当,几何误差较大,也是致使传送效率不高、造成机 构拒分的重要因素。   通过试验分析,针对上述可能引发故障的因素,我们对有关真空断路器的操作机构采取 了以下措施: 图1 断路器延时动作波形 图2 分闸弹簧传动示意图   (1) 考虑到直流电磁铁起动吸力小的缺点,为提高弹簧分闸功,增加分闸铁心冲击力; 同时 为了配合二次回路防跳继电器的选择以及考虑电源电压的波动,以防止分闸线圈上压降过低 而造成拒分,将分闸线圈(参数:直流 220 V、电阻小于 175 Ω,电流小于 1.5 A)更换为 直流 220 V,电阻 88 Ω,电流 2.5 A的螺管式直流线圈。   (2) 重新进行分合闸低电压动作试验。   (3) 对弹簧合、分闸机构做分解检修,检查各部位间隙、掣子扣入深度,紧固各 部位螺钉、各转动部位加润滑油等。 3 结论   真空断路器及其所配操作机构,由于其机构简单,维护简便,适于频繁操作等优点,深受广 大用 户的青睐。在采用分闸弹簧的真空开关操动机构中,虽然在分闸过程中,操动机构所作的功 不是很大,其主要能量只是消耗在脱扣机构上,但适应于断路器可靠动作的要求,并考虑到 国产弹簧机构的现状,断路器的脱扣机构在满足设计要求的同时应该留有充分的裕度,也可 采取安装 2 个脱扣器的方式,保证机构可靠脱扣;在使用维护方面,不宜实行某些厂家所 提倡的长周期、高次数维护甚至免维护允诺,而应及时开展日常维护及周期项目检修工作, 以防因机构的卡涩或调整的不当而引起断路器的拒动现象发生。
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