張恭源，鄭易谷，陳曦，馬宏明，程志萬(wàn)，馬儀，錢國(guó)超

（1.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司，昆明 650011；2.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，昆明 650217）

0 前言

高壓斷路器是電力系統(tǒng)中重要的一次設(shè)備，它擔(dān)負(fù)著控制和保護(hù)的雙重任務(wù)。其性能的好壞是決定電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素[1-3]。高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)型式主要有氣動(dòng)機(jī)構(gòu)、彈簧機(jī)構(gòu)、液壓機(jī)構(gòu)。目前252 kV及以下電壓等級(jí)的高壓斷路器主要采用彈簧操作機(jī)構(gòu)。主要是因?yàn)椋簭椈蓹C(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、維護(hù)工作量小；基本不受氣候條件（如環(huán)境溫度）的影響；自能式滅弧室的發(fā)展，彌補(bǔ)了彈簧操作功相對(duì)較小的劣勢(shì)[4-5]。

LTB245E1型斷路器采用的BLK222型彈簧操作機(jī)構(gòu)，其技術(shù)較為成熟，應(yīng)用也比較廣泛。但近幾年有報(bào)道或文獻(xiàn)顯示，其在合閘過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生合后即分故障[6-8]，云南電網(wǎng)也先后發(fā)生多起合后即分故障。為確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，結(jié)合機(jī)構(gòu)的原理和高速攝像技術(shù)，對(duì)合閘過(guò)程進(jìn)行仔細(xì)分析，查找出其故障原因，并提出整改措施。

1 工作原理及故障原因初判

BLK222彈簧操作機(jī)構(gòu)合閘過(guò)程為：合閘線圈釋放合閘掣子（4）即可立即關(guān)合斷路器，合閘拐臂（2）帶動(dòng)分閘拐臂（3）至合閘位置。同時(shí)將分閘彈簧（A）儲(chǔ)能。在合閘行程末端分閘拐臂（3）被分閘掣子（1）鎖定在合閘位置，由于分閘拐臂（3）與合閘拐臂（2）為偏心結(jié)構(gòu)，合閘拐臂（2）與分閘拐臂（3）脫離并返回到初始位置。

圖1 合閘過(guò)程

通過(guò)合閘動(dòng)作過(guò)程可知，合后即分原因很可能是由于在合閘行程末端分閘拐臂（3）未被分閘掣子（1）鎖定在合閘位置，導(dǎo)致斷路器分閘。

因此，需要重點(diǎn)檢查合閘過(guò)程中，分閘拐臂與分閘掣子的鎖定情況。

2 高速攝像檢測(cè)情況

斷路器操作過(guò)程中，操作機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)速度過(guò)快，肉眼無(wú)法識(shí)別，利用高速、高分辨率攝像機(jī)捕捉斷路器合、分閘過(guò)程傳動(dòng)部件的運(yùn)行狀況。

多次操作存在隱患的斷路器，進(jìn)行故障重現(xiàn)，同時(shí)利用高速攝像機(jī)對(duì)操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行拍攝，捕捉合后即分具體過(guò)程。

BLK222型彈簧機(jī)構(gòu)的分閘掣子結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 分閘摯子結(jié)構(gòu)圖

從高速攝像結(jié)果來(lái)看，造成合后即分現(xiàn)象的主要是：由于合閘過(guò)程中的振動(dòng)導(dǎo)致銜鐵向右運(yùn)動(dòng)并碰撞到鎖桿，鎖桿運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致舌片失去閉鎖，最終導(dǎo)致斷路器分閘。即該項(xiàng)斷路器合后即分故障與振動(dòng)有關(guān)。其故障原因可分為外因和內(nèi)因。外因：異常情況（合閘速度過(guò)高、機(jī)構(gòu)箱體振動(dòng)大等）造成合閘過(guò)程中振動(dòng)過(guò)大；內(nèi)因：分閘掣子抗沖擊能力不足。

3 實(shí)例分析

3.1 合閘速度過(guò)高導(dǎo)致合后即分

某變電站244斷路器送電操作時(shí)發(fā)生合后即分（三相不一致動(dòng)作），檢查發(fā)現(xiàn)B相合閘不能保持。

B相分閘掣子檢查未發(fā)現(xiàn)異常，清潔、潤(rùn)滑后，合后即分情況未消除，出現(xiàn)概率約為7次合閘中出現(xiàn)1次合后即分。將備用的分閘掣子更換至244斷路器B相后，合后即分情況仍未消除,出現(xiàn)概率基本一致。

利用SA10斷路器動(dòng)作特性測(cè)試儀進(jìn)行分、合閘速度測(cè)試，發(fā)現(xiàn)其合閘速度（規(guī)定值：7.4～7.8 m/s）超過(guò)規(guī)定值，后增加分閘彈簧壓縮量，加大分閘彈簧輸出功后（分、合閘速度均合格），合后即分情況消失。

由此可判斷，造成該斷路器B相合后即分的直接原因是其合閘速度過(guò)快。

3.2 分閘掣子抗沖擊不足導(dǎo)致合后即分

某變電站265斷路器跳閘，根據(jù)調(diào)度命令，強(qiáng)送該回線，強(qiáng)送不成功。檢修人員對(duì)265斷路器進(jìn)行多次檢查操作，發(fā)現(xiàn)該斷路器有一定概率發(fā)生合后即分故障。

經(jīng)排查未發(fā)現(xiàn)速度超標(biāo)、地基沉降或開裂、斷機(jī)構(gòu)箱支撐構(gòu)架螺栓松動(dòng)等異常情況。

利用高速攝像機(jī)對(duì)斷路器合閘過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)在合閘過(guò)程中，舊版分閘掣子銜鐵、鎖桿存在較大的晃動(dòng)，且有一定概率造成銜鐵向右運(yùn)動(dòng)并碰撞到鎖桿，鎖桿運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致舌片失去閉鎖，導(dǎo)致斷路器分閘，即出現(xiàn)合后即分故障。

舊版分閘掣子更換為新版分閘掣子。更換后經(jīng)多次操作，未再發(fā)生合后即分故障。升級(jí)改造后的新版分閘掣子，其抗沖擊能力明顯提升，主要表現(xiàn)在異性彈簧、鎖桿恢復(fù)彈簧、舌片恢復(fù)彈簧性能增強(qiáng)。其中異性彈簧的直徑由1 mm增大為1.2 mm；鎖桿恢復(fù)彈簧更換為其他材質(zhì)的彈簧，且直徑加粗；舌片恢復(fù)彈簧匝數(shù)增多，且直徑加粗。利用高速攝像機(jī)，多次拍攝合閘過(guò)程中新版掣子的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)：新版分閘掣子的銜鐵、鎖桿也存在不同程度的晃動(dòng)，但其幅度明顯低于舊版掣子。

由此可見，造成該斷路器A相合后即分的直接原因是舊版分閘掣子抗沖擊能力不足。

4 結(jié)束語(yǔ)

利用高速攝像機(jī)對(duì)LTB245E1型斷路器合后即分故障進(jìn)行分析，其故障原因可分為外因和內(nèi)因。外因：異常情況（合閘速度過(guò)高、機(jī)構(gòu)箱體振動(dòng)大等）造成合閘過(guò)程中振動(dòng)過(guò)大；內(nèi)因：分閘掣子抗沖擊能力不足。

現(xiàn)場(chǎng)故障分析時(shí)，應(yīng)綜合考慮內(nèi)、外因的影響。為徹底解決該隱患，需對(duì)該型斷路器進(jìn)行速度測(cè)試，并更換新版分閘掣子。針對(duì)更換新版分閘掣子，可采取的措施有下兩種：直接更換新版分閘掣子；采用輪替工廠檢修的方式，逐步修理舊版分閘掣子。