摘要：本文介绍了某电力公司在对新东北公司开关半分半合的现场抢修过程中发现的故障现象，并结合现场试验和本体检查，对其出现的故障原因进行了全面的分析，并有针对性地进行了处理，同时给出了有效的改进措施。
关键词：断路器；半分半合；机械特性；合闸弹簧
一、现场故障现象
某500kV变电站220kV新东北公司ZFW20型232开关转充电运行，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。
二、现场检查情况
1、机构检查情况
对开关进行了机构检查，232开关A、B相机构无异常现象，开关C相机构现场检查情况如下：用于固定开关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；主轴上固定棘轮的螺栓（M16）有松动；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；开关在储能分闸状态下，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；
2、试验测试情况
在检修人员处理好开关能够正常合分动作后，试验人员开始对232开关进行试验。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。
3、本体检查情况
检修人员经过气体回收并用氮气冲洗后，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。
三、原因分析及处理
1、232开关C相合闸不到位的原因及处理方法
（1）原因
造成C相开关合闸不到位的原因可能有三点：一是合闸弹簧压缩量不足，引起出力力值不够，直接导致凸轮无法将拐臂撞击到位；二是固定棘轮的螺栓松动后，主轴和棘轮不会发生垂直方向的晃动，合闸弹簧储能拉杆的一端是固定在棘轮上，所以可能导致拉杆的倾斜，从而引起合闸储能弹簧在储存及释放能量上下运动的过程中与筒壁内侧严重摩擦，合闸储能弹簧的阻力会明显增大，输出的能量也就会减小，使得凸轮不足以撞开拐臂而导致合闸不到位；三是凸轮间隙偏小，降低了合闸弹簧出力的利用比例，从而减小了合闸力量，最后使得开关处在半分半合的状态[1]。
（2）处理方法
现场处理时，需要先紧固涂有厌氧胶的棘轮螺栓，并打上160N•M的力矩，紧固时要调整合闸弹簧螺杆使其垂直，并保证压缩盘和合闸弹簧不碰触筒壁。然后使用外力将机构合闸到位，再通过压缩合闸弹簧来增大弹力。凸轮间隙偏小可以通过调整垂直可调连杆长度，并用塞尺进行测量，保证间隙达到合格值。
2、电机打压超时的原因及处理方法
（1）原因
由于C相开关机构处在半分半合位置，此时储能的棘爪未能搭在储能盘的齿上，而是在储能盘的光面上空打，同时，储能盘停止转动也使得储能轴上的限位片未能转到限位开关位置，电机储能回路不能正常切断，最终导致电机储能超时。
（2）处理方法
消除开关机构的半分半合的状态后，即可恢复正常。
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3、螺栓松动的原因及处理方法
（1）原因
螺栓松动的原因可能有两点：一是产品安装时就没紧固好或未打上标准力矩，且未涂厌氧胶，在开关动作过程的振动下，螺栓发生松动。二是此次C相机构出现半分半合，分闸弹簧未完全储能，使得合闸弹簧剩余的大部分力量都吃在整个传动系统，在强烈撞击和振动下，使得螺栓发生松动。
（2）处理方法
先在棘轮螺栓上涂厌氧胶，然后进行紧固，紧固时要调整合闸弹簧螺杆使其垂直，并保证压缩盘和合闸弹簧不碰触筒壁，同时应按标准打上力矩；确认连接轴销已连接可靠、定位片已入槽后，再将定位螺栓紧固到位。
4、控制回路不通的原因及处理方法
（1）原因
由于C相开关在半分半合状态，使得C相辅助开关的常开、常闭触点都处在打开状态，因此C相控制回路中的合闸回路、分闸回路和三相不一致回路均不通，导致开关无法正常分闸。
（2）处理方法
消除开关机构的半分半合的状态后，辅助开关的常开、常闭触点正常复位即可恢复正常。
5、分解产物超标的原因及处理方法
（1）原因
232开关在进行合闸操作时，开关还未合闸到位，开关动静触头之间存在气隙放电，产生高温电弧，SF6气体在高温电弧的作用下，发生分解反应而生成多种低氟硫化物。虽然开关的微水测试合格，但是实际上SF6设备中总含有一定量的空气、水分。低氟硫化物会与 SF6气体中的微量水分和氧气发生反应生成SO2，H2S等分解产物，从而导致该相开关气室SF6气体分解产物超标[2]。
（2）处理方法
先对气室进行气体回收，充氮清洗后打开吸附剂盖板，对罐体内部进行清洁和触头维护。再更换新的密封圈和吸附剂，相邻气室降半压后对该气室抽真空，注入合格的六氟化硫气体，气体静止测试。
6、机械特性不合格的原因及处理方法
（1）原因
开关在运行过程中，开关的分、合闸弹簧一直处在压缩状态，质量不佳的弹簧的劲度系数会变小，引起弹力不足，导致分、合闸速度都偏低。同时厂家在现场处理合闸不到位时，已对分、合闸弹簧的压缩量进行调整，通过增大合闸弹簧的弹力和减小分闸弹簧的阻力来提高合闸的作用力，也使得分闸速度变得更小，虽然合闸速度有所提高，但是合闸弹簧压得不够，合闸速度还是偏小。
（2）处理方法
考虑到合闸速度是受合闸弹簧和分闸弹簧共同影响，而分闸速度只受分闸弹簧影响，所以可以先压缩分闸弹簧使分闸速度达到8.0-8.8m/s，再进行合闸弹簧的压缩，使合闸速度满足3.0-3.6m/s的要求。
四、改进措施
1、对该型号开关机构内的储能部件和传动部件的螺栓及螺帽进行排查，有松动情况应进行紧固。由于棘轮的固定螺栓在合闸弹簧储能状态下，会被储能拉杆遮挡，无法进行排查，可结合停电检修时进行排查。
2、在进行该型号开关维护时，应对机构内的动作部件进行清理及涂抹润滑油，并检查合闸弹簧的螺杆是否倾斜。
3、定期对开关进行机械特性测试和凸轮间隙的测量，保证特性数据和间隙数据的合格。
4、建议厂家对分、合闸弹簧使用前，应先用弹力测试仪对弹簧进行测试和筛选，以免因弹簧本身质量不佳而导致弹力不足。
参考文献：
[1] 田瑞敏. SF6断路器弹簧操动机构合闸不到位问题原因分析及解决措施[J].电子世界.2013.
[2] 唐倩. SF6断路器气体分解产物含量的现状及潜伏性故障的判断[J].贵州电力技术 .2016.
论文作者:谢鹏,林思溢
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/17
标签：弹簧论文; 螺栓论文; 回路论文; 原因论文; 储能论文; 棘轮论文; 凸轮论文; 《电力设备》2017年第8期论文;