1、1探讨高压断路器机械故障及改进方法摘要：高压断路器是电力系统的重要执行元件，能够灵巧地实现系统运行方式的变化和倒闸操作的要求，是电力系统及设备能够安全稳定运行的重要保证。随着社会经济的快速发展，对供电的安全性、质量性、可靠性和经济性提出了更高的要求。本文从实际出发，系统的对高压断路器在运行时的常见的故障问题进行分析，提出合理的改进措施，并结合案例论述改进措施的有效性。希望本文对从事断路器维护及修理的工作人员有一定的指导作用。 Abstract： High voltage circuit breaker is an important executive component of the pow
2、er system. It can deftly achieve the change of system operation mode and the request of switching operation. It is an important guarantee for the safe and stable operation of power system and equipment. With the rapid development of social economy， it is put forward higher requirements for the secur
3、ity， quality， reliability and economy of power supply. This article from the reality， systematically analyzed the common faults in the operation of high voltage circuit breakers， put forward reasonable improvement measures， and combining with the case discussed the effectiveness of improvement measu
4、res. 2关键词：高压断路器；机械故障；改进措施 Key words： high voltage circuit breaker；mechanical failure；improvement measures 中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）19-0148-02 0 引言 高压断路器又称高压开关，是电力系统中的一个重要组成部分，它能够将高压电路中存在的空载电流以及负荷电流主动切断，从而在电力系统出现故障时，起到保护高压电线和高压电力设备安全的作用。然而在实际的变电站运行过程中，高压断路器经常会面临一些问题，使得电力系统的正常运行受到影响，面对这
5、种形势，相关人员应当系统地归纳和分析断路器中常见的问题，以备不时之需，确保我国电力系统运行的安全性和稳定性。 1 高压断路器的作用 高压断路器是指在电力系统中能开断正常负荷电流和短路电流的高压（1000V 及以上）电气设备。高压断路器和隔离刀闸等设备的配合，电网能改变运行方式。高压断路器与继电保护装置配合，在电网发生故障时，能快速将故障从电网上切除，以减轻电力设备的损坏和提高电网的稳定性，保证电网非故障部分的正常运行。高压断路器与自动重合闸装置配合能多次关合和断开故障设备，以保证电网设备瞬时故障时及时切除故障和恢复供电，提高电网供电的可靠性。 2 断路器的组成结构及工作原理 3高压断路器按功能
6、可分为以下几部分：导电部分；绝缘部分；解除系统和灭弧装置；操作系统。高压断路器能够真正发挥作用必须依靠机械部件的正确动作，所以要求机械的每个组成部件都具有很高的牢固性。断路器的基本结构包括六部分，分别是操动机构，绝缘支撑，传动机构，导电回路，灭弧室，支架。断路器的传动链构成部分主要包括机构传动连杆、拐臂、主轴、绝缘推杆、三角拐臂和触头弹簧装置等。利用绝缘拉杆、触头弹簧等同真空灭弧室的动导电杆连接操动机构，使其带动导电杆运动完成合、分闸操作。 3 高压断路器常出现的故障 断路器拒合、拒分。即断路器收到合闸或者分闸命令，但是无法实施命令。断路器误分。即断路器自行异常实施动作跳闸。断路器机构储能后，
7、储能电机不停。即断路器合闸后，操动机构储能电机开始工作，但是弹簧能量储满后，电机无法停止。断路器直流电阻增大。即断路器使用一段时间后，灭弧室触头的接触电阻增大了。断路器合闸弹跳时间增大。即断路器使用一段时间后，合闸弹跳时间比规定值长了。 4 故障原因分析 4.1 断路器拒分、拒合 当出现操动机构拒动问题时，首先应找到问题的产生原因，通常是机械部分故障或者二次回路故障，然后针对发现的故障原因采取有效的应对措施。 4.2 断路器误分 首先确定是否存在误操作，若确定没有误操作，应检查二次回路及操动机构，观察是否存在异常，常见的造成断路器误分4的原因是操动机构箱内辅助开关接点有短路现象，分闸电源通过短
8、路点与分闸线圈接通，造成误分闸。 4.3 断路器机构储能后，储能电机不停 操动机构储能电机在断路器合闸后开始工作，弹簧能量储满后，发出弹簧已储能信号。储能回路中串有断路器一对常开辅助接点和一对行程开关常闭接点，通过控制常开辅助接点和行程开关常闭接点，能够控制储能电机正常运行或者停止工作。储能电机一直工作的原因是在弹簧储满能量后，机构摇臂未能将行程开关常闭接点打开，储能回路一直带电，储能电机不能停止工作。 4.4 断路器直流电阻增大 由于真空灭弧室的触头为对接式，触头接触电阻过大，在载流时触头容易发热，不利于导电和开断电路，因此要求接触电阻值必须小于规定值。此外，影响接触电阻的因素还有触头弹簧的
9、压力，必须随时关注和测量触头弹簧的压力，使其处于规定值。由此可知导致断路器直流电阻增大的原因主要有两方面：一是触头电磨损；二是断路器触头开距的变化。 4.5 断路器合闸弹跳时间增大 随着断路器运行时间的增加，会出现断路器合闸弹跳时间增大的问题，而该问题的出现主要是触头弹簧弹力下降和拐臂、轴销间隙磨损变大导致的。5 高压断路器的故障改进措施 5.1 误拉断路器的处理 若误拉需检同期合闸的断路器，禁止将该断路器直接合上，应该检同期合上该断路器，在值长或调度的指挥下进行操作；若误拉直馈线路的断路器，为了减小损失，允许立即合上该断路器；但若用户要求该线路断路器跳闸后间隔一定时间才允许合上时，则5应遵守
10、其规定。 5.2 故障跳闸的处理 断路器跳闸后，值班员应从容应对，立即记录事故发生时间，同时及时停止音响信号，马上开始特巡，检查断路器是否存在损坏，并将结果汇报给值长或调度，收到他们的命令后才能合闸，但若合闸后又出现跳闸现象，应将相关情况及时报告给调度员，同时检查断路器；若检查结果发现造成跳闸的原因是系统故障，相关人员应立即将系统和断路器隔离开，然后保持原状，直到找到故障原因并清除故障后才能恢复系统运行。 5.3 断路器分闸失灵的处理 首先检查断路器的分闸回路和控制回路，一旦发现这些回路存在异常或者故障时应立即采取应对措施，及时查找原因并清除故障，其次应检查直流电源，若发现直流电压存在异常，应
11、及时采取修正措施，确保电压处于规定值，之后检查开关，具体方式是手动远方操作跳闸一次，若没有跳闸成功，说明开关存在故障，应立即采取应对措施。 5.4 断路器合闸失灵的处理 检查处理断路器控制回路、合闸回路及直流电源；若发现直流电压存在异常，应及时采取修正措施，确保电压处于规定值；检查弹簧机构是否储能；检查 SF6 气体压力是否正常；若值班人员遇到自身无法解决的问题，应立即联系并将相关情况汇报给值长或调度员。 5.5 SF6 断路器本体严重漏气，发闭锁信号的处理 面对上述情况应立即断开该开关的操作电源，将禁止操作的标示牌挂在手动操作把手上；将相关情况汇报给值长或调度，依据指示将故障开关隔离；由于存
12、在漏6气问题可能会危及生命，接近设备时最好戴防毒面具、穿防护服等。 6 案例分析 平西变电站 10KV 的 10kV 开关柜采用 ZN12-27.5 型真空断路器，崇岗变电站 10KV 的 10kV 开关柜采用 ZN-27.5 型真空断路器，自开通以来运行基本良好。虽然这两种断路器具有优良的性能，但在实际应用中，受复杂环境因素影响，设备本身出现老化、接线失误等，还是免不了有故障发生。 6.1 故障现象 自安装运行以来，变电站的断路器运行状态良好，未发生大的故障，但近期以来相继在平西变电站 10KV、崇岗变电站 10KV 发生断路器分、合闸失灵现象。断路器分闸失灵是指断路器压力开关本应断开即分闸
13、时，压力开关却没有完成分闸动作。2012 年 6 月 8 日，值班员对平西变电站10KV 线进行分闸操作时发现，控制盘上显示断路器已分闸，但实际设备却在合闸状态，对其进行合闸时，控制室显示断路器已合闸，实际设备肉眼观察也处于合闸状态，但用验电器检测却没有电，处于虚合状态。同年 6 月 15 日在崇岗变电站 10KV 也出现此种故障现象，值班员对崇岗变电站 10KV 线进行分闸操作，控制盘上显示断路器已分闸，实际设备也没分下来，仍处于合闸状态，但检测却没有电，也处于虚合状态。后续一段时间又有几条馈线出现此种情况。 6.2 故障分析和解决方法 对平西变电站 10KV 所使用的 ZN12-27.5
14、型断路器，出现分、合闸失灵现象是由于绝缘拉杆断裂，当绝缘拉杆断裂后，就无法操动导电杆上、7下运动，使其始终处于虚合状态。而崇岗变电站 10KV 使用的 ZN-27.5 型断路器分、合闸失灵的原因也是断路器绝缘拉杆断裂。结合断路器结构图和灭弧室剖面图，经反复研究和试验发现断路器的绝缘拉杆断裂属于弹簧根部断裂，原因是 ZN12-27.5 型断路器的绝缘拉杆弹簧根部在每次合闸过程中，根部直接打在下部环氧树脂浇注的绝缘子上，造成这种情况的原因是合闸橡皮缓冲器垫的位置不合适从而使合闸的力度全跑到拉杆根部。ZN-27.5 型断路器绝缘拉杆断裂的原因是拉杆前端拐臂在合闸时碰击真空泡的导向板，致使导杆螺母受力
15、过大断裂，由于导杆螺母的调整量度有限，该型号断路器调到极限仍达不到有效的结果。 解决方法：对 ZN12-27.5 型断路器我们对其采取加大橡皮缓冲器承受力，减少拉杆多余的力度，保证合闸力度的稳定。对 ZN-27.5 型断路器我们对其采取调整真空泡导杆加大拐臂的角度，保证合闸稳定性。 6.3 效果分析 针对以上两种断路器，对其采取相应的处理措施后，断路器分、合闸失灵现象消失，到目前为止两变电所从未出现过因断路器绝缘拉杆断裂而出现分、合闸失灵问题。 7 结束语 对于整个配电系统而言，高压断路器的作用至关重要，同时高压断路器也是非常容易出现问题的环节，一旦该环节出现问题，将直接影响到配电系统的稳定运
16、行，因此，要想整个电网保持正常运行，必须保证高压断路器能够正常稳定运行。为了实现高压断路器的正常稳定运行，也为了满足广大用户日益增长的用电需求，应采取有效措施促进我国高8压断路器朝着智能化、自动化的方向发展，进而提高我国电力系统的安全性和稳定性。 参考文献： 1黄建华.变电站高压电气设备状态检修的现状及其发展J.变压器，2002（S1）. 2潘金銮.断路器检修技术讲座第三讲操动机构结构及工作原理（上）J.供用电，2002（06）. 3陈文璞.试论高压断路器故障及产生原因J.中国科技投资，2013（14）. 4刘亚荣，李维华，李琳.高压断路器设备常见故障及原因分析J.中国科技信息，2010（05）.
