高壓斷路器合閘緩沖器故障分析論文
摘要：針對一起５００ｋＶ斷路器合閘緩沖器滾輪碎裂案例，從斷路器儲能，到合閘命令完成，最終到剩余動(dòng)能釋放，對整個(gè)合閘過(guò)程進(jìn)行分析，明確造成合閘緩沖器滾輪碎裂的主要原因是彈簧儲能離合裝置的過(guò)沖角度過(guò)大，而手動(dòng)按儲能電機接觸器進(jìn)行儲能是造成儲能離合器過(guò)沖角度過(guò)大的最根本原因，在后期的檢修過(guò)程中嚴禁手動(dòng)按儲能電機接觸器儲能，并增加對儲能離合裝置過(guò)沖角度檢查環(huán)節。
關(guān)鍵詞：合閘；合閘緩沖器；過(guò)沖角度
引言
合閘緩沖器作為斷路器的重要部件，在斷路器合閘結束時(shí)可吸收斷路器合閘彈簧的剩余能量，保護斷路器機構免受太大的沖擊。合閘緩沖器一旦故障就會(huì )造成緩沖效果減弱或失去，斷路器合閘后的剩余動(dòng)能將作用于斷路器機構本身，對斷路器的特性造成影響，為斷路器的正常運行埋下隱患。
１案例背景
�。玻埃保纺�，某５００ｋＶ變電站進(jìn)行主變Ｃ級檢修后，驗收發(fā)現其中一個(gè)開(kāi)關(guān)機構箱底部散落少量金屬碎片，疑似某部件碎裂。通過(guò)與圖紙對比，判斷金屬碎片由合閘緩沖器滾輪碎裂后形成。發(fā)生異常的是某公司型號為３ＡＰ２－ＦＩ的斷路器，該斷路器為三相交流斷路器，帶絕緣噴嘴滅弧室，雙斷口，采用彈簧機構分相操作，于２００９年１１月投運。當日，進(jìn)行主變檢修驗收時(shí)，打開(kāi)其中一個(gè)開(kāi)關(guān)機構箱后門(mén)，發(fā)現少量碎片和圓柱狀金屬短桿，疑似斷路器機構某部件碎裂。查看該機構外觀(guān)，未見(jiàn)明顯異常，判斷該部件原本位置應在斷路器機構內部，碎裂后掉出。由于斷路器機構構造緊密，現場(chǎng)人員無(wú)法對機構內部進(jìn)行查看，因此不能確定損壞部件具體位置。查看該型號斷路器操作手冊并與廠(chǎng)家聯(lián)系后確認，碎裂部件為斷路器機構內與合閘緩沖器相連的一個(gè)滾輪，如圖１中１８．４１．１所示。由于Ｃ級檢修時(shí)，開(kāi)關(guān)特性試驗和二次傳動(dòng)工作都會(huì )對開(kāi)關(guān)進(jìn)行多次分合閘操作，因此無(wú)法判斷具體是何時(shí)造成該滾輪的.碎裂。
２原因分析
此類(lèi)型斷路器采用彈簧機構，在完成合閘命令后還有部分剩余動(dòng)能需要釋放。滾輪的作用即是在斷路器完成合閘后，聯(lián)合合閘緩沖器將合閘完成后剩余的動(dòng)能緩慢釋放。具體動(dòng)作過(guò)程為：在合閘過(guò)程的結尾，合閘緩沖器１８．４１上的滾輪１８．４１．１沿凸輪１８．１９運動(dòng)并傳遞其剩余動(dòng)能到合閘緩沖器１８．４１，如圖２所示。最后，滾輪１８．４１．１跳至凸輪１８．１９后，防止儲能軸１８．１４回擺，如圖３所示。該滾輪碎裂會(huì )導致合閘緩沖器啟動(dòng)時(shí)間延遲，造成緩沖效果減弱。斷路器合閘后的剩余動(dòng)能作用于斷路器機構本身，久而久之會(huì )對斷路器特性造成影響，對斷路器的正常運行埋下隱患。造成滾輪碎裂最主要的原因為合閘彈簧儲能結束時(shí)，由于電機本身慣性，在彈簧儲能到位后，儲能離合裝置還有一個(gè)過(guò)沖角度。這個(gè)過(guò)沖角度在一定范圍內（小于１２０°）對于斷路器機構來(lái)說(shuō)都是安全的，但當過(guò)沖角度過(guò)大時(shí)，合閘彈簧下次儲能時(shí)會(huì )造成凸輪反打，對合閘緩沖器滾輪造成一定損壞。儲能離合器的工作原理如圖４所示，儲能軸１８．１４在儲能電機１８．１和齒輪１８．２的驅動(dòng)下轉動(dòng)，合閘彈簧儲能。儲能離合器１８．３使儲能軸１８．１４上的凸輪轉動(dòng)，直至其停在上中心點(diǎn)。儲能結束時(shí)，固定在基座上的凸輪１８．２０將儲能離合器１８．３從儲能軸１８．１４上解開(kāi)。由此儲能軸１８．１４與齒輪１８．２分離，電機自動(dòng)停機，傳動(dòng)裝置停轉，如圖５所示（ａ角即為儲能離合器過(guò)沖角）。造成離合器過(guò)沖角度過(guò)大一般有以下原因：設備本身原因，導致電機沒(méi)有在正確位置停轉，造成過(guò)沖角度過(guò)大；直接用手按壓儲能電機接觸器來(lái)儲能，依靠目測來(lái)判斷儲能到位與否，易使電機停轉滯后，造成過(guò)沖角度過(guò)大。經(jīng)確認，二次傳動(dòng)過(guò)程中發(fā)生過(guò)開(kāi)關(guān)機構無(wú)法正常儲能情況，現場(chǎng)檢修人員采用了手動(dòng)按壓儲能電機接觸器的違規操作方式來(lái)儲能，這是合閘緩沖器滾輪發(fā)生碎裂的最可能原因。
３結語(yǔ)
由于合閘緩沖器滾輪碎裂無(wú)法更換，因此需更換整個(gè)斷路器機構。更換該斷路器機構后，特性試驗和二次傳動(dòng)試驗均合格，主變得以順利復役。這次事故表明：檢修工作中，嚴禁直接頂儲能電機接觸器來(lái)進(jìn)行儲能；可增加儲能離合器過(guò)沖角度檢查項目，過(guò)沖角度大于１２０°時(shí)應及時(shí)聯(lián)系廠(chǎng)家進(jìn)行處理。