探讨220kV出线断路器及隔离开关检修

探讨220kV出线断路器及隔离开关检修

吴忠平

国网随州供电公司  湖北省  随州市  441300

摘要：20kV出线断路器及隔离开关日常检修情况直接影响断路器及隔离开关性能的实现。断路器及隔离开关的隐藏小缺陷会严重影响电网的稳定性，本文通过对220kV线路断路器及220kV出线隔离开关故障案例，分析引起异常的原因，并提出了检修意见。

关键词：220kV；断路器；隔离开关；检修

1、220kV出线断路器案例及检修策略

1.1设备缺陷情况

220kV某变电站220kV某出线断路器（配以弹簧操动机构，三相独立控制形式）合闸后，断路器储能机构无法正常储能并闭锁合闸，现场发现该断路器B相储能电机空转；运行人员立即对断路器分闸，断路器A、C相分闸正常，B相断路器闭锁分闸，随在分闸线圈处出现火花以及有烧焦气味，分闸线圈烧毁。运行人员立即退出该断路器控制电源，将断路器转为检修状态。

由测量数据对比可以看出，断路器B相的合闸弹簧压缩量较A、C相偏小。

进行手动按压机构脱扣器分闸，A、C相可正常分闸、B相不能分闸。而打开储能电源，此时该断路器三相均可正常储能。

再对B相进行手动按压机构脱扣器分闸，此时B相可以正常分闸。

进行释能后，检查断路器机构各元器件的状况，现场更换烧损的B相断路器机构分闸线圈及储能行程断路器的二次线。

完成复装B相机构分闸线圈及储能断路器的二次线。对该断路器进行机械特性测试，曾多次测试结果均在合格范围，如表3所示。但在继续测试期间，再次发生该断路器B相合闸不到位，断路器储能机构无法正常储能，电机一直空转，手动按压机构脱扣器不能分闸的情况。

通过调整B相机构的合闸储能弹簧的预压缩量，同时配合机械特性测试结果进行调试。调整合闸弹簧比原来压缩进2.5mm后，合闸提升杆距离5mm，进行约30次合、分闸操作，同时对该断路器进行机械特性测试，均正常，摘录部分测试数据如表3所示。

1.2缺陷原因分析

该断路器采用弹簧操动机构，为三相独立控制形式，弹簧操动机构在合闸时弹簧能量一部分转为分闸弹簧能量储存起来，一部分转化为机械能输出，经过过输出杆、拐臂、传动连杆、活塞杆等零部件，带动断路器的动触头运动，使动触头与静触头可靠接触，实现断路器的可靠合闸。

经分析，初步确定该断路器缺陷原因为断路器B相机构异常造成断路器B相合闸不到位，导致操动机构的棘轮盘不到位，棘爪无法登踏棘轮，从而引起储能主轴的不到位，主轴未能与储能输出杆咬合，由于一合闸即触发储能指令，储能电机便一直空转的现象，机构无法正常储能。由于机构没有合闸到位，所以断路器分闸脱扣不满足分闸条件，不能分闸，分闸指令下发后，分闸线圈长时间通电，导致线圈烧毁。

根据该类型断路器的结构特点，造成合闸不到位可能由以下几个原因造成：

（1）机构传动部件问题

机构传动部件是指从机构输出轴至断路器灭弧室内部动触头活塞杆之间的传动单元。传动部件中拐臂、连板等零部件如出现变形、销孔变形等问题，则会导致断路器出现合闸不到位现象。结合厂内断路器机械特性试验结果、现场交接试验特性试验结果和现场目视检查机构传动部件，外观完好，无锈蚀、无裂纹或变形的现象，可确认该断路器出现的合闸不到位现象与机构传动部件无关。

（2）机构问题或机构调试不当

机构自身如卡滞、弹簧性能降低等，或安装时机构调试不当，如合闸弹簧尺寸、预缩量调整不当使得合闸操作输出功不足等，均会导致断路器合闸不到位。调整断路器B相的合闸弹簧前，发生了可以正常储能、分合闸和再次不能储能、不能分闸的现象，而调整合闸弹簧预压缩量，并经多次分合操作测试后均正常工作，断路器出现的合闸不到位现象与合闸弹簧的预压缩量有关。根据现场检修情况来看，现场调整增加合闸弹簧预缩量2.5mm后，机构分合闸正常。

从现场检修过程及机构原理上来看，出现合闸不到位主要是由于合闸弹簧预压缩量处于临界状态，机构合闸弹簧预压紧力不够，合闸弹簧释放能量末期瞬时释放能量不足以使得断路器动触头合闸到底。出现了合闸不到位现象后，机构无法正常储能，电机保护回路切断电源回路。合闸弹簧此时仍处于压缩状态，始终存在使断路器本体活塞杆向上的推力，在该力的作用下断路器活塞杆会缓慢向上，直至合闸到位。故此，一段时间后重新投入电机回路，机构能正常储能。

（3）断路器本体阻力增大

断路器直动密封部位密封垫对活塞杆抱紧力增大，也可能造成合闸不到位。断路器直动密封位置阻力增大可能原因有：直动密封润滑脂流失，润滑失效；直动密封垫变形等。

使用慢分慢合工装工具，手动分、合该断路器A、B、C三相机构，分合过程将缺陷相（B相）与其他两相进行比对，其本体分、合过程不存在卡阻现象，较正常相（A、C相）也不存在阻力增大的情况。

1.3预防措施

（1）为保证弹簧机构更加可靠，建议在满足断路器机械特性的条件下合闸弹簧预压缩量应保证在生产厂家规定的范围（该类型断路器的合闸弹簧预缩量标准未20mm以上）。

（2）测量断路器活塞杆端部与断路器轴密封黄铜法兰之间的距离，并记录在案。由于断路器本体及机构的装配误差，活塞杆与机构之间的连板存在差异，故此每相机构测量结果可能存在差异，后期在运行过程中定期（每半年或一年）对该尺寸进行复核，当尺寸变化超过3mm时应当及时对机构进行检查。

（3）关于弹簧调试尺寸范围，在调试断路器时应首先考虑调整电磁铁间隙的办法来调整断路器机械特性，其次考虑调整合闸弹簧压缩量。合闸弹簧压缩量应避免处于调整上下限位置。

（4）严把电力设备验收质量关，保证设备投入运行前每一项参数均合格，重视在验收过程中偶然性发生的问题，彻查原因，确保电力设备可靠运行。

2、220kV出线隔离开关案例及检修策略

2.1设备现状

某变电站220kV隔离开关，型号为GW16-252型，运龄15年左右，正常检查维护外，无大修经历。

2.2故障情况

在操作隔离开关时出现分闸不到位现象，经现场检查隔离开关在半分半合状态从上导电臂底部有很多水流出，由此判断上导电臂防雨罩可能存在密封不严进水后导致隔离开关分合不到位。

2.3故障原因分析

GW16-252型隔离开关合闸过程是由两部分复合而成，即折叠运动和夹紧运动，如果这两个传动部位出现卡滞就会直接造成拒分拒合。

停电后先进行手动分合，每次隔离开关都处在半分半合状态，工作人员采用排除法进行处理，首先将上导电部分拆除进行检修，使其各个转动部位灵活，回装后再进行分合操作，隔离开关仍然处在半分半合状态，不能复位（正常为垂直状态，现为倾斜状态）。

导电部分分为上导电和下导电，下导电部分主要作用是给上导电部分提供动力，它是靠一个转动座固定在支柱瓷瓶上，与转动座之间是一个轴相连接来完成。上导电臂已经处理完毕，而隔离开关仍处在半分半合状态，那么问题就出在下导电臂上，下导电臂是由导电管、齿轮箱、平衡弹簧、操作杆、导向滚轮和齿条组成，这些部件基本上都安装在导电管内，齿轮箱密封严密，一般不会出现异常，所以没必要进行大修处理。经过多次分合操作和工作人员的精心观察和判断，最终发现下导电臂与转动座相连接的转动轴上的固定涨销与固定螺栓之间出现卡滞，造成隔离开关分合不到位。

由于隔离开关长时间运行，传动轴内部未得到润滑出现卡滞，在隔离开关运行一半时该固定轴销与固定螺栓撞击，分不开隔离开关。

2.4处理经过

处理经过：由于该固定涨销过长，在隔离开关分到一定位置时与固定螺栓发生碰撞，而造成拒分，在处理时直接把固定涨销与螺栓碰撞的部位切割掉，使其在运动过程能顺利通过六个螺栓的内径，避免碰撞。处理后手动及电动分合一切正常，消除缺陷。

2.5建议

（1）严格按照厂家要求执行小修和大修工作，使其经常处在一个良好的运行状态。

（2）改变220kV母线隔离开关运行方式，不能一个隔离开关长时间处在分闸、另一台处在合闸状态运行，编制一套合理的运行方式，使其两组母刀一定时间内能相互运行，避免长时间处在一个状态造成传动部位卡滞，降低运行可靠性。

3、结语

总而言之，就220kV出现断路器以及隔离开关故障来讲，必须要迅速找到且科学处理，从而确保这些设备可以正常运行，这样能够提高供电系统的安全性以及稳定性。因此，作为电力企业，必须要对其有更加深层次的认识，主动探究检修与维护工作，而且为保证电网稳定运行打下坚实的基础。

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