关键字：ZN28-12 真空断路器、绝缘拉杆、触头压力弹簧
引言
高压断路器（或称高压开关）是电力系统中的重要电气设备，它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流，它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力，可分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、压缩空气断路器、真空断路器等。其中“真空断路器”因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名，具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。
一、ZN28-12 真空断路器简介
1、产品简介
ZN28-12系列真空断路器为额定电压12kV，三相交流50Hz的高压户内开关设备。产品符合GB1984-89标准，该产品总体结构为开关本体与操作机构一体安装或开关本体与操作机构分离安装两种形式。一体式结构即为ZN28-12基本型；分体式结构为ZN28A-12型，适应于各种固定式开关柜，如GG-1A（Z）XGN2A10（Z）等。 该产品配用CD17、CD10A型直流电磁操动机构和CT17、CT19型弹簧储能式操动机构。以云南电网大理供电局为例，范围内共有10kV开关设备530台，ZN28-12 真空断路器106台，占有率为20%，该类型断路器厂家主要涉及7个。
2、结构原理
ZN28-12系列真空断路器无论是分体式还是整体式断路器，其结构原理完成相同，均由机架，真空灭弧室、主轴、分闸弹簧、缓冲器等部件组成，机架上安装有6个绝缘子，在各绝缘子上固定着动静支架，真空灭弧室即安装在动静支架之间，主轴通过绝缘拉杆与真空灭弧室导电杆相连接，为保障在合闸状态时动静触头之间有足够的接触压力，在绝缘拉杆上连接有触头压力弹簧。动静支架之间还装有两根绝缘杆将二者连成一个整体，提高了整体刚度。
当断路器做开断电流动作时，动触头在操动机构的作用下快速与静触头分开，这时动静触头之间将出现真空电弧。同时,由于触头的特殊结构,在触头间隙中也会产生适当的纵磁场,促?使真空电弧保持为扩散型,?并使电弧均匀地分布在触头表面燃烧,维持低的电弧电压,在电流自然过零时,残留的离子、电子和金属蒸汽在微秒数量级的时间内就可复合或?凝聚在触头表面或屏蔽罩上。灭弧室断口的介质绝缘强度很快被恢复,从而电弧被熄灭,达到分断的目的。
二、ZN28-12 真空断路器绝缘拉杆断裂缺陷
ZN28-12真空断路器的绝缘拉杆在断路器整体中起到能量传导以及调整断路器技术参数的作用，调整与绝缘拉杆相连的接触行程调整螺栓可以调整断路器的接触行程，该螺栓旋出0.5周接触行程增加0.625mm，反之减少0.625mm，三相配合调整可以使断路器的三相分闸同期达到相应要求值，即小于2ms。在分合闸过程过绝缘拉杆承受一定强度的拉力以及冲击，因此在设计上，要求绝缘拉杆应有一定的机械强度。但在多次的检修经历中发现，ZN28-12真空断路器时常存在绝缘拉杆断裂的情况，甚至有时断裂的绝缘拉杆在巨大的弹簧力作用下蹦飞破坏安装在其上方的绝缘子。
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根据多次检修经历看来，ZN28-12真空断路器绝缘拉杆断裂的情况主要发生在分合次数较多的情况下。现场检查发现ZN28-12真空断路器在频繁操作后易发生分合缓冲器损坏失效或在频繁的震动下固定分闸缓冲器的螺栓松动脱落的情况。两种情况都会导致断路器在分闸时分闸弹簧的能力没有得到缓冲，使分闸弹簧的能量分散在各个机构部件上。而绝缘拉杆作为整个机构部件里唯一的绝缘件，其机械强度必然会比铸铁结构的拐臂等部件低，操作人员在不清楚其缓冲器失效的情况下多次分合后，极易发生绝缘拉杆断裂的情况。
三、ZN28-12 真空断路器绝缘拉杆断裂缺陷处理
ZN28-12真空断路器在频繁操作的场所下极易发生分闸缓冲器损坏或脱落，在没有缓冲的情况下强行分合就会出现绝缘拉杆断裂的缺陷，因绝缘拉杆和触头压力弹簧连接成一体，更换时需要对触头压力弹簧进行压缩才能完成。在这个过程中，主要存在以下两个困难点：1.触头压力弹簧弹力较大，徒手将其压缩达到可以装入的压缩量需要很大的力量，且开关柜内空间狭小，操作起来非常困难；2.由于所需力量较大，在操作过程中，易发生弹簧脱手对人身和设备造成损伤。
为解决上述两个方面的问题，本文提出一种ZN28-12真空断路器触头压力弹簧拆装专用工具的研制方案，提高ZN28-12真空断路绝缘拉杆断裂缺陷处理的工作效率，同时降低检修人员的劳动强度，优化人工机效。该工具由铸铁块加工而成的固定元件及一个M20螺栓组成。具有轻便、快捷地将ZN28-12真空断路器触头压力弹簧压缩及绝缘拉杆从断路器上取下和装复的功能。该专用工具共有7个部件组成，其中件1为尺寸为280*60*10mm的不锈钢工具底座，与件2、件3、件4共同构成工具的固定元件，件3为两根长105mm直径8mm的不锈钢条，通过M6螺栓垂直固定在件4上，是拆装专用工具的两根保险装置，防止触头压力弹簧及绝缘拉杆在压缩过程中突然蹦出，起到保障人身和设备安全的作用。件5、件6、件7共同构成工具的施力单元，件5 为长110mm的M20螺栓，其穿过固定于底座上的配合有M20螺栓孔的件6，顶端与件4中间的孔洞相连，通过连接于件5的施力杆件7转动，推动件4向前从而使弹簧压缩。
在拆装ZN28-12真空断路器触头压力弹簧及绝缘拉杆时，将ZN28-12真空断路器的触头压力弹簧及绝缘拉杆连接后固定于件2和件4之间，绝缘拉杆上的连接杆穿过触头压力弹簧后从件2的U形槽中穿出，同时底座的边缘凸起部分及件3共同起到保险作用。然后顺时针旋转施力杆件7对触头压力弹簧进行压缩，直至绝缘拉杆上的连接杆完全伸出到可以穿过穿销与机构连接，连接完成后即可逆时针转动施力杆将工具取出，完成整个拆装过程。
结语
目前，从统计情况看来，ZN28-12真空断路器因结构简单、可靠性强被广泛运用于各个变电站的10kV电压等级以及各类工矿企业、发电厂中。大范围的使用下，该类型断路器的绝缘拉杆断裂的情况时有发生，建议检修人员在日常维护过程中重点检查ZN28-12真空断路器分闸缓冲器的工作情况，起到到提前预防的作用。同时，本文提出的绝缘拉杆断裂缺陷的解决办法简单高效，有利于形成标准化作业流程，也减小了人员熟练程度对检修工作的影响，在处理该类缺陷时具有指导性作用。
参考文献
1.杨香泽、《变电检修》、中国电力出版社、2006年1月、770
2.丁毓山、金开宇、《变电检修》、 中国电力出版社 2003年10月
3.曾华荣、马文磊等、《电气试验》、中国电力出版社、2009年1月、177827
作者简介
杨睿（1993年10月），男，云南大理，大学本科，助理工程师，变电检修高级工。
杨辉（1980年12月），男，云南大理，大学本科，工程师，变电检修技师，二级助理技能专家。
论文作者:杨 睿
论文发表刊物:《中国电业》2019年14期
论文发表时间:2019/11/18
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