摘要：断路器拒合是常见缺陷之一，会增大电网运行风险，因而对断路器拒合缺陷分析有着重要的意义。本文结合阿尔斯通35kVFP4025D型断路器弹簧操动机构动作原理分析某110kV变电站35kV断路器拒合的原因，并针对此类断路器提出相应的维护检修建议。
关键词：断路器；弹簧操动机构；拒合
高压断路器可以开断或闭合空载电流和负荷电流，且当系统发生故障时，可通过继电保护装置及自动装置快速切断短路电流，对电网系统运行起到控制和保护作用。35kVFP型断路器广泛应用在35kV出线、主变中压侧进线及电容器组间隔，35kVFP型断路器近几年发生过多起故障，增大了电网的运行风险。现结合FP4025D型断路器机构动作原理分析某110kV变电站35kV断路器拒合原因。
一、FP4025D型断路器弹簧操动机构介绍
FP4025D型户内35kV六氟化硫断路器，由苏州阿海珐开关有限公司生产，该型号断路器弹簧操动机构主要由储能电机、分合闸弹簧、分合闸挚子、分合闸手动旋钮、分合闸线圈等几部分组成。
（一）机构动作原理：
（1）储能：储能电机通电后转动,通过皮带带动传动轴和大链轮转动使链条转动给合闸弹簧储能，储能到位后通过与主轴同步的偏心轮带动辅助开关的转换而终止电机转动，储能到位；
（2）合闸：弹簧储能到位后，储能结束锁扣装置与合闸轴上的合闸凸轮紧扣保持储能状态，锁住机构动作，远方后台通过给合闸线圈动作信号（或手动进行合闸），顶开合闸挚子，合闸挚子动作带动储能结束锁扣装置逆时针转动，储能结束锁扣装置与合闸轴上的合闸凸轮脱扣，弹簧能量释放带动合闸凸轮顺时针转动，断路器合闸。
（3）分闸：合闸过程中，合闸凸轮带动合闸轴上的分闸拐臂顺时针转动，带动传动钢缆拉伸，给分闸弹簧储能（可进行一次分闸动作），当断路器合闸到位后，锁住机构动作，分闸弹簧能量由分闸挚子保持住，当远方后台通过给分闸线圈动作信号（或手动进行分闸），顶开分闸挚子，使分闸挚子与导臂上的滚轮脱扣，分闸拐臂带动合闸轴逆时针旋转，断路器分闸。
二、缺陷处理情况
（一）缺陷表象
变电站运行人员在操作该型号断路器合闸时未能正常合闸，后台保护装置发35kV断路器控制回路断线信号。
（二）缺陷检查及处理
检修人员拆下机构外罩检查，未发现明显异常现象，无脱落、损坏部件，但闻到一股烧焦气味，观察到合闸线圈表面有黑斑点，初步判定是合闸线圈烧毁，用万用表测量合闸线圈两端电阻值无穷大，证实合闸线圈已烧毁。现场更换合闸线圈，此时断路器后台保护装置控制回路断线信号消失，但进行电动合闸操作时发现机构仍不动作，检修人员分析认为断路器机构不动作可能是机构卡涩导致：
检查机构内部各传动部件及滚轮，未发现明显积灰、锈蚀、破裂现象，由于是备用间隔，机构长期不动作，可能导致各传动部件及滚轮存在卡涩，在机构各传动部件及滚轮上喷润滑剂未发现卡涩；
（2）可能机构在上一次合闸操作完由于合闸复位弹簧弹力不足，导致合闸挚子组件未能完全复归而引起机构卡死拒动，于是剪短合闸复位弹簧以增加弹力，但发现机构仍无法动作；
（3）检修人员结合FP型断路器机构合闸原理进行分析：在正常合闸过程中，合闸挚子动作使储能结束锁扣装置与合闸凸轮脱扣，但经检查发现合闸挚子连杆L型弯头处与分闸挚子组件卡死，合闸挚子无法动作，从而导致断路器机构拒动。
图1 分合闸挚子闭锁组件卡死无间隙
图2 分合闸挚子闭锁处理后间隙
现场拆下分闸挚子闭锁组件并进行打磨，使合闸挚子连杆L型弯头处与分闸闭锁组件间距满足2-3mm，以保证在合闸过程中合闸挚子不被分闸挚子机械闭锁。缺陷处理完毕后，检修人员对断路器多次进行“分—合—分”操作，不论远方后台（或就地手动操作)，断路器动作均正常，分、合闸挚子闭锁组件位置始终保持不变。对断路器修后分合闸时间、不同期性及回路电阻进行测试，测试数据如下表所示：
表1 分合闸时间及不同期性
表2 低电压动作
该型断路器机械调整合格参数为：分闸时间36-55 ms，合闸时间65-95ms；相间分闸不同期性≤3ms，相间合闸不同期性≤5ms；低电压动作合格，断路器修后各项试验数据均满足要求,可投入运行。
（三）缺陷原因确定
综上所述：由于合闸挚子连杆L型弯头处与分闸挚子闭锁组件卡死，合闸线圈无法推动合闸挚子动作，储能结束锁扣装置与合闸凸轮无法脱扣，合闸回路长时间带电，使铁芯一直保持吸合状态，合闸线圈被烧毁。
三、FP断路器维护检修建议
FP型断路器往往都是安装在开关柜内，由于设计本身问题导致日常巡维无法观察机构内部结构，常规B修工作也难以对机构内部进行维护保养，因此一些潜在故障源无法及时识别、排除。为了保障FP型断路器可以长期安全可靠运行，有效避免此类断路器拒合缺陷发生，故提出以下维护检修建议：
（一）维护建议：
（1）根据《电力设备检修规程》要求每6年进行一次断路器机构B修工作；若操作较为频繁，且运行环境条件较差(如灰尘、潮湿、污染)建议缩短维护周期，每3年开展一次机构B修工作，一旦发现异常情况须立即处理；
（2）建议改进FP断路器机构箱门的密封，尽量减少灰尘对机构的影响，避免出现传动部件或滚轮积灰，而引发断路器机构卡涩拒动或分合闸不到位等问题。
（二）检修建议：
（1）检查机构内部各转动部件有无卡涩现象，锁扣装置元件是否转动灵活，挚子工作面是否光滑，若滚轮上润滑脂有干涸、积灰的现象应及时进行清洗并更换润滑脂，对于磨损或锈蚀滚轮应及时更换；
（2）取下分、合闸复位弹簧，观察弹簧有无生锈、变形或断裂现象，并进行拉伸观察弹簧的恢复能力，测量自然状态下弹簧尺寸是否发生伸长或缩短的变化；
（3）在FP型断路器B修工作中应使用塞尺对厂家规定的各个间隙尺寸进行复查；
（4）在检修过程中多次进行“分—合—分”操作，检查分合闸挚子组件位置是否变化，若出现合闸挚子连杆L型弯头处与分闸闭锁组件卡死现象应及时调整；
（5）观察合闸轴上的主凸轮是否出现变形，合闸弹簧储能到位后，与合闸挚子组件的闭锁位置是否正确；
四、结束语
断路器拒合是常见的缺陷，会增大电网运行风险，影响用户生产、生活，会造成一定范围经济损失。因此，对断路器拒合缺陷分析有着重要意义，本文以一起FP型断路器拒合缺陷进行浅析，延伸出上述各种维护检修建议，尽可能地降低FP型断路器拒合发生率，确保电网系统安全稳定运行，提高供电可靠性。
参考文献
[1] FP4025D型户内35kV六氟化硫断路器安装使用说明书[M].
[2]丁毓山.变电检修工[M].北京:中国水利水电出版社，2009.
[3]中国南方电网有限责任公司电力设备检修规程[S]. 2014.09.22.
论文作者:刘佳立,刘兵,李茂兵
论文发表刊物:《电力设备》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/18
标签：断路器论文; 机构论文; 弹簧论文; 动作论文; 线圈论文; 储能论文; 缺陷论文; 《电力设备》2019年第11期论文;