沈豪華 韓彥微 蘇建枝 姜俊和 霍英南

摘 要：隨著社會(huì)用電量急劇增加，電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于戶外場(chǎng)所斷路器的數(shù)量越來(lái)越越多。隨著斷路器運(yùn)行年限增加，操作機(jī)構(gòu)為彈簧驅(qū)動(dòng)的戶外斷路器分合閘速度會(huì)有所降低，將會(huì)對(duì)斷路器的安全性能造成一定的影響，導(dǎo)致斷路器設(shè)備的健康存在隱患，最終對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行存在不可控制的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，本文對(duì)操作機(jī)構(gòu)為彈簧驅(qū)動(dòng)的戶外斷路器分合閘速度降低的原因進(jìn)行一定程度的分析，淺析其對(duì)設(shè)備及電網(wǎng)的危害。

關(guān)鍵詞：戶外斷路器;分合閘速度;原因分析;危害

0 引言

斷路器的分、合閘速度與其固有分、合閘時(shí)間及分、合閘同時(shí)間有著一定的聯(lián)絡(luò)。一些現(xiàn)場(chǎng)修試人員以為，固有分、合閘時(shí)間或分、合閘同期合格，斷路器的分、合閘速度就不會(huì)出問題，正本并非徹底如此。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作中的核算看出，斷路器的分、合閘時(shí)間一般合格，但它的分、合閘速度卻不合格。斷路器分、合閘速度不合格，如剛分或剛合速度偏低，會(huì)形成燃弧時(shí)間拉長(zhǎng)，這樣電弧高溫將使滅弧介質(zhì)碳化或電游離程度加大，使觸頭熔焊或焚毀。關(guān)于單相斷路器，速度的改動(dòng)對(duì)同期的影響不大，而關(guān)于三相由聯(lián)動(dòng)安排操動(dòng)的斷路器，速度的改動(dòng)一定致使斷路器同期的改動(dòng)。

1. 測(cè)量斷路器分合閘速度的意義

斷路器機(jī)械特性的某些方面是用觸頭動(dòng)作時(shí)間和運(yùn)動(dòng)速度作為特征參數(shù)來(lái)表示的，在機(jī)械特性試驗(yàn)中般最主要的是剛分速度、剛合速度、最大分閘速度、分閘時(shí)間、合閘時(shí)間、合一分時(shí)間、分——合時(shí)間以及分、合閘同期性等。在電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)中，合閘線圈是利用電磁力提供斷路器合閘動(dòng)力的，合閘動(dòng)力很大，線圈體積較大。合閘的同時(shí)給分閘彈簧儲(chǔ)能。分閘線圈較小，跳閘動(dòng)力來(lái)源于重力及儲(chǔ)能彈簧。

斷路器工作情況的好壞，與其分合閘速度有密切關(guān)系。如果分、合閘速度低，電弧熄滅的時(shí)間會(huì)增長(zhǎng)，斷路器觸頭就會(huì)燒傷，油的汽化增多，引起噴油或爆炸事故。如果觸頭開始閉合瞬間的速度低，將會(huì)引起觸頭振動(dòng)，甚至?xí)霈F(xiàn)停滯現(xiàn)象，而使觸頭燒粘起來(lái)。所以在現(xiàn)場(chǎng)工作中，對(duì)斷路器分合閘速度的測(cè)量尤其重要，保證分合閘速度在合格范圍內(nèi)，可有效保障設(shè)備的健康運(yùn)行。

2. 斷路器的正確測(cè)速

實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，斷路器分、合閘速度和剛分、剛合點(diǎn)的確定方法不統(tǒng)一，如剛分、剛合點(diǎn)有用超行程來(lái)確定 的，有用電氣斷開點(diǎn)來(lái)確定的。由于采用速度的定義及確 定剛分、剛合點(diǎn)方法的不同，必然導(dǎo)致同一測(cè)量結(jié)果的不 同，從而產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷。因此嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程，統(tǒng)一分、合 閘速度和確定剛分、剛合點(diǎn)的位置對(duì)正確測(cè)速十分必要。

2.1剛分、剛合速度測(cè)量方法

超行程在分閘速度曲線的波峰A點(diǎn)，如圖 1。取動(dòng)、靜觸頭剛分（合）后10 ms時(shí)間內(nèi)，動(dòng)觸頭移 動(dòng)的距離s1o（s1c）和動(dòng)靜觸頭剛分（合）前、后各5 ms內(nèi) 動(dòng)觸頭移動(dòng)的距離s2o（s2c），顯然相應(yīng)的剛分（合）速度 V1與V2不等。分、合閘過程中，速度隨動(dòng)觸頭的行程而變 化，因此兩種方法求得的剛分、剛合速度見表1，相差近 似20%，速度越高，其偏差越大。

3 斷路器分合閘速度降低的原因

（1）操作電源電壓過低。斷路器分、合閘的直接動(dòng)力是由操作電源提供，如若斷路器的操作電源電壓過低，在電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)中，合閘線圈的鐵芯動(dòng)作緩慢，直接導(dǎo)致合閘速度降低。彈簧機(jī)構(gòu)的彈簧儲(chǔ)能及液壓機(jī)構(gòu)油壓不足導(dǎo)致分、合閘速度下降。氣動(dòng)機(jī)構(gòu)中，如果合閘彈簧失效，合閘速度 自然降低。

（2）操作能量不足。隨著斷路器運(yùn)行年限增加，戶外斷路器操作機(jī)構(gòu)為彈簧驅(qū)動(dòng)的彈簧會(huì)由于彈簧疲累，造成彈簧儲(chǔ)能不足，導(dǎo)致分合閘速度會(huì)有所降低。

（3）操動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)整不良。在斷路器操作機(jī)構(gòu)為彈簧機(jī)構(gòu)的設(shè)備中，分閘彈簧彈力缺少或傳動(dòng)連桿卡澀，也會(huì)使斷路器分、合閘速度降低。在電磁機(jī)構(gòu)中，由于輔助開關(guān)切換過早，合閘保持信 號(hào)保持時(shí)間太短，兩個(gè)合閘線圈極性接錯(cuò)，合閘頂桿伸出 太短或合閘線圈發(fā)熱，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)卡澀及合閘鐵心動(dòng)作不靈 活等，均會(huì)引起合閘速度降低。彈簧機(jī)構(gòu)分閘速度降低， 是由于分閘彈簧彈力不足或傳動(dòng)連桿卡澀所造成。對(duì)液壓機(jī)構(gòu)，在操作電壓和油壓正常時(shí)，二級(jí)閥分閘瀉油孔偏 小，可導(dǎo)致分閘速度降低而合閘速度正常;合閘二級(jí)下錐 閥處節(jié)流墊內(nèi)孔太小，可導(dǎo)致合閘速度降低而分閘速度正常;工作缸與合閘油管處節(jié)流墊內(nèi)孔偏小，可導(dǎo)致分、合閘速度均偏低;如液壓機(jī)構(gòu)管路堵塞、二級(jí)閥活塞動(dòng)作不 靈活、安裝基礎(chǔ)使機(jī)構(gòu)和本體安裝不良或有卡澀，也會(huì)使 斷路器分、合閘速度降低。

（4）斷路器本體調(diào)整不良。斷路器的超行程偏大、觸頭壓力過大、觸指抱得過死將分閘速度降低;緩沖器效果不一樣、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)有卡澀等會(huì)影響斷路器的分、合閘速度。

（5）測(cè)量方法導(dǎo)致的誤差。在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，斷路器分、合閘速度和剛分、剛合點(diǎn)的確定方法不統(tǒng)一，如剛分、剛合點(diǎn)有用超行程來(lái)確定的，有用電氣斷開點(diǎn)來(lái)確定的。由于采用速度的定義及確定剛分、剛合點(diǎn)方法的不同，必然導(dǎo)致同一測(cè)量結(jié)果的不同，從而產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷。因此嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程，統(tǒng)一分、合閘速度和確定剛分、剛合點(diǎn)的位置對(duì)正確測(cè)速十分必要。

4. 斷路器分合閘速度降低的危害

分閘速度過慢，則不能快速切斷故障，特別是剛分閘后速度降低，容易使熄弧時(shí)間拖長(zhǎng)，導(dǎo)致觸頭燒損，斷路器噴油，滅弧室爆炸。若合閘速度過慢，又恰好斷路器合于短路故障時(shí)，斷路器不能克服觸頭關(guān)合電動(dòng)力，引起觸頭振動(dòng)或處于停滯，也將導(dǎo)致觸頭燒損，斷路器噴油，滅弧室爆炸的后果。分、合閘速度過快，將使運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及有關(guān)部件承受超載的機(jī)械應(yīng)力，可能會(huì)使各部件損壞或變形，造成動(dòng)作失靈，縮短使用壽命。如果斷路器的分、合閘速度不符合要求，應(yīng)分析不同原因，對(duì)斷路器加以調(diào)整。如果分、合閘速度同時(shí)減慢，其原因可能是運(yùn)動(dòng)部件裝配不當(dāng)或潤(rùn)滑不良，以致運(yùn)動(dòng)過程中出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象。此時(shí)應(yīng)重新裝配或注入潤(rùn)滑油脂。如果合閘速度減慢或加快，應(yīng)檢查和調(diào)整分閘彈簧、觸頭壓縮彈簧、合閘緩沖彈簧等。此外，合閘電壓對(duì)合閘速度也有影響。在實(shí)際檢修中，應(yīng)區(qū)別情況，找出原則，進(jìn)行調(diào)整。如果分閘速度減慢或加快，也應(yīng)檢查和調(diào)整分閘彈簧、觸頭壓縮彈簧、合閘緩沖器。斷路器的分合閘速度都應(yīng)在合格范圍內(nèi)，過快、過慢都會(huì)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)設(shè)備本體以及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行都是風(fēng)險(xiǎn)。在日常維護(hù)和檢修工作中，一定要及時(shí)關(guān)注斷路器的分合閘速度，以保證設(shè)備健康運(yùn)行。

5結(jié)語(yǔ)

在斷路器運(yùn)行一段時(shí)間后，操作機(jī)構(gòu)難免會(huì)存在一定的傳動(dòng)疲勞，分閘彈簧彈力缺少或傳動(dòng)連桿卡澀等等原因都會(huì)造成分合閘速度變化，從而影響斷路器的安全運(yùn)行。本文主要分析了斷路器分合閘速度降低的原因及其危害，在生產(chǎn)工作中要不斷加強(qiáng)對(duì)斷路器的維護(hù)管理，特別要關(guān)注斷路器的分合閘速度。下一步研究方向是在斷路器發(fā)生分合閘速度變化時(shí)，如何高效、安全地調(diào)整分合閘速度，從而提高電網(wǎng)設(shè)備、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性。

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