1、真空断路器操动机构脱扣装置的参数改进分析教程来源： 作者： 点击：222 更新时间：2008-12-16 14:15:57文 摘 以一种多次发生拒动故障的真空断路器的 弹簧操作机构为分析对象，通过现场实验研究，对该机构的结构特征及某些参数提出了改 进建议，并提出了防止拒动的措施。关键词 真空断路器 操动机构 脱扣装置 参数 机械故障是真空断路器故障的主要原因，而操动机构是机械故障的多发区。据1997 年华北电 力集团公司高压开关事故统计(见“华北电力集团公司直属电网 1997 年高压开关总结”)，1997 年，在全集团公司直属电网高压开关发生事故中，机构拒分事故占 33%，均为 10 kV 开
2、 关。在传动、调试中其他电压等级的断路器也有拒分、拒合现象；1997 年发生的 3次拒分障 碍也均在 10 kV 开关机构。 由此可见，高压开关操动机构拒分事故(故障)在整个高压开关事故(故障)中占有很 大的比例 。加强 10 kV 开关机构，特别是操动机构脱扣装置的维护管理，是一项十分重要的工作。近 年，特别是近 2 年来，我公司 10 kV 开关连续发生了几次由操动机构拒分而引起的越级掉 闸事故，发生了多次真空断路器操动机构拒动现象。为此，我们对有关真空断路器操动 机构进行了现场解体及试验，通过对试验结果及机械结构分析，对真空断路器操作机构的维 护及结构提出了改进方案。 1 实验过程 我们
3、对运行中发生过事故，在传动、试验中出现过拒动现象的真空断路器进行了机械特性及 机构分解检查。所选开关为 1996 年 6 月出厂、1997 年 3 月投运的 ZN-10 Q/1250 -25 型户内高压真空断路器(配专用弹簧储能操动机构)，其部分技术参数如下： 合闸时间：75 ms； 分闸时间：65 ms； 分合闸线圈额定电压/电流：DC 220 V/1 A； 过电流脱扣器：5 A； 超行程：41 mm； 触头开距：111 mm； 平均合闸速度(最后 6 mm)：0.90.3 m/s； 平均分闸速度(最后 6 mm)：1.10.2 m/s； 分合闸线圈采用直流螺管式线圈。 在进行分闸时间试验时
4、，加入 80%100 % 额定电压，出现脱扣器拒动或延时动作现象，在 总计试验次数中，出现几率约为 10 %。断路器延时动作波形如图 1。 2 实验分析及对策 如图 1所示： tt1t24.19313.193 (s) t00.065 s ttt03.128 (s) 式中 t-断路器实际分闸时间； t0-断路器正常最大分闸时间； t-断路器延时动作时间。 当机构发出掉闸信号，自跳闸压板发出跳闸信号，到断路器接点(I-DL)通流 时间，结合 DL 空接点动作时间分析比较，断路器比正常跳闸延时约 3.1 s 动作。通过对机构解体 试验 分析，发现分闸线圈动铁心虽动作，但不能立即撞开脱扣元件进行“清脆
5、脱扣”，而是动铁 心吸附一段时间后才解脱分闸掣子进行分闸，甚至不分闸。 检查机构各部位(目测)，均未发现机构本身有任何异常现象，但从结构分析看，分闸弹簧从 作用于主轴 至传动到开关导电杆的整个分闸过程需要经过 5 个轴销的转动(如图 2)，转动摩擦力消耗了 较大的分闸功，致使传动效率降低；同时，现场观测某些分闸线圈距离分闸掣子较近，造成 铁心空程小，没有足够的加速冲力也会造成脱扣元件不释放；由于没有对有关部位元件 进行静力测量，考虑到传动装置调整不当，几何误差较大，也是致使传送效率不高、造成机 构拒分的重要因素。 通过试验分析，针对上述可能引发故障的因素，我们对有关真空断路器的操作机构采取 了
6、以下措施： 图 1 断路器延时动作波形 图 2 分闸弹簧传动示意图 (1) 考虑到直流电磁铁起动吸力小的缺点，为提高弹簧分闸功，增加分闸铁心冲击力； 同时 为了配合二次回路防跳继电器的选择以及考虑电源电压的波动，以防止分闸线圈上压降过低 而造成拒分，将分闸线圈(参数：直流 220 V、电阻小于 175 ，电流小于 1.5 A)更换为 直流 220 V，电阻 88 ，电流 2.5 A 的螺管式直流线圈。 (2) 重新进行分合闸低电压动作试验。 (3) 对弹簧合、分闸机构做分解检修，检查各部位间隙、掣子扣入深度，紧固各 部位螺钉、各转动部位加润滑油等。 3 结论 真空断路器及其所配操作机构，由于其机构简单，维护简便，适于频繁操作等优点，深受广 大用 户的青睐。在采用分闸弹簧的真空开关操动机构中，虽然在分闸过程中，操动机构所作的功 不是很大，其主要能量只是消耗在脱扣机构上，但适应于断路器可靠动作的要求，并考虑到 国产弹簧机构的现状，断路器的脱扣机构在满足设计要求的同时应该留有充分的裕度，也可 采取安装 2 个脱扣器的方式，保证机构可靠脱扣；在使用维护方面，不宜实行某些厂家所 提倡的长周期、高次数维护甚至免维护允诺，而应及时开展日常维护及周期项目检修工作， 以防因机构的卡涩或调整的不当而引起断路器的拒动现象发生。
