（国网福建省电力有限公司电力科学研究院 福建省福州市 350007）
摘要：本文分析一起220kV断路器操作机构故障，通过现场机构检查情况、试验测试情况、本体开盖检查情况，查明断路器操作机构故障的根本原因，并通过上千次的模拟试验进行验证，验证了机构棘轮固定螺栓未打力矩导致动作中螺栓松动是此次合闸不到位的主要原因，并提出预防措施。
关键词：断路器；机构棘轮；合闸不到位；力矩。
Cause Analysis of a 220kV Circuit Breaker Operating Mechanism
Wei Dengfeng，Chenye，Bian Zhiwen，GuoYanxue
（State Grid Fujian Electric Power Research Institute，Fuzhou 350007，China）
Abstract：This paper analyzes the failure of a 220kV circuit breaker operating mechanism. Through the on-site inspection of the situation，test and test conditions，body open cover inspection，to identify the root cause of the breaker operating mechanism failure. It has been verified by thousands of simulation tests to verify that the loosening of the bolts during the operation of the ratchet fixing bolts is the main reason for the closing of the bolts，and preventive measures are proposed.
Key words：breaker，Mechanism ratchet，Closing is not in place，Torque
1 引言
SF6断路器具有占地面积小、灭弧性能好、安装维护方便等优点，在高压断路器领域具有广泛的应用[1-3]，在全国高压断路器事故中，机械故障占比最高，达到25%，引起机械故障的原因主要集中在操作机构和传动机构上[4-7]。
文中对某220kV变电站断路器合闸不到位故障进行分析。该断路器转充电运行，遥控不成功（A、B相合闸，C相分闸），同时后台监控报“弹簧未储能”，“控制回路断线”，“电机打压超时”告警；现场检查发现线路带电装置显示有电，遥测电流三相正常刷新。该断路器关合的220kV线路对侧电厂开关处于分位。
2 故障情况
2017年3月1日，对断路器进行了机构检查，断路器A、B相机构无异常现象，开断路器C相机构现场检查情况如下：
用于固定断路器机构连杆与本体输出轴拐臂之间连接轴销的两个定位螺栓（M8）松动，但是定位片与链接轴销未脱出（见图1）；主轴上固定棘轮的螺栓（M16）有松动（见图2）。
图1：定位螺栓松动
用万用表对控制回路进行检查，合闸回路、分闸回路和三相不一致回路均不通；电机储能空开合上，开关机构储能棘爪一直打在储能盘的光面上，储能盘未转动，且未转到限位开关处，电机储能超时；开关机构内的凸轮搭在拐臂的滚轮上，几乎没有间隙，开关处在半分半合位置（见图3）；断路器机构能够正常分合操作后，在储能分闸状态下，再次观察C相的凸轮间隙，明显比其他两相的凸轮间隙要小；其他检查情况正常。
处理好开关能够正常合分动作后，对232开关进行本体气体测试、回路电阻测试、线圈阻值测量、低电压测试和机械特性测试。三相微水、纯度、回路电阻均合格，C相分解产物超标，C相分闸最低动作电压偏大，C相合闸速度和分闸速度均偏低。
进一步对232开关C相本体进行开盖检查，发现内部有少量粉末，静弧触头、触指和动主触头有略微烧损，喷口、静触头、拉杆等其他部件无烧损和变形，断路器内部基本完好，与合闸不到位的情况基本吻合。
3 故障原因分析
从现场情况分析，紧固棘轮的螺栓松动，使棘轮位置发生改变，拉杆受力发生偏移，在合闸弹簧释放过程中，拉杆及弹簧为倾斜状态，从而使压缩合闸弹簧的托板、弹簧与导向筒内壁摩擦力有所增大；同时导致储能轴在转动过程中，储能轴及拉杆轴内装配的推力轴受力不均，使之转动不灵活（拉杆、棘轮、储能轴位置见图4、5），导致机构合闸不到位。
为了验证机构棘轮固定螺栓未打力矩导致动作中螺栓松动，在制造厂内进行模拟试验：（1）弹簧机构棘轮安装螺栓打满力矩（即正常装配）进行操作试验；（2）弹簧机构棘轮安装螺栓涂螺纹锁紧剂旋紧但不打力矩进行操作试验。按厂家反馈的结果，打满力矩的样机经过1013次试验，机构动作正常，无故障发生。涂螺纹锁紧剂旋紧但不打力矩的样机经过596次试验，机构动作至596次时发生合闸不到位。通过这个试验，验证了机构棘轮固定螺栓未打力矩导致动作中螺栓松动是此次合闸不到位的主要原因。
4 结语
通过以上分析可以看出，机构棘轮固定螺栓未打力矩导致动作中螺栓松动是此次合闸不到位的主要原因，为防止此类故障再次发生，应做好以下几项工作：
1）在设备监造、安装调试等方面应加强此方面的监督，避免同类故障再次发生。
2）制造厂要加强设备生产过程质量工艺的管控，严格按照标准执行各环节的生产工艺，避免再次发生类似问题。
3）对同厂家同型号的GIS产品进行力矩排查，若发现螺栓松动应按制造厂要求对螺栓进行力矩紧固。
参考文献：
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作者简介：
魏登峰（1989-），男，硕士，工程师，主要从事高电压与绝缘技术工作。
论文作者:魏登峰,陈晔,卞志文,郭艳雪
论文发表刊物:《河南电力》2018年13期
论文发表时间:2018/12/26
标签：断路器论文; 螺栓论文; 棘轮论文; 力矩论文; 机构论文; 回路论文; 故障论文; 《河南电力》2018年13期论文;