110 kV斷路器彈簧儲能機構故障探討

張曉博，高璐軒，周小燕

（1.國網陜西省電力公司檢修公司，陜西 榆林 719000；2.陜西省地方電力（集團）有限公司榆林電力分公司，陜西 榆林 719000）

0 引 言

隨著電力企業的不斷發展，配電中采用了更多科技型設備，以保證電力的平穩發展。根據電力行業多年情況來看，電力企業設備的發展向穩定化、安全化、自動化和優良化方向發展。經過對斷路彈簧儲能的應用可以看出，它的電磁機構運行穩定，體積較小，使其在電力系統配電中得到了廣泛應用。

1 概 述

斷路器彈簧儲能機構。斷路器是一個閉合開關，主要功能是儲能。儲能是指電機儲備能量，而儲備的能量是為了提供給合閘所需的能量。分閘中，有一個分閘彈簧，但這個彈簧的力度較小[1]。彈簧進行儲能和能量釋放花費的時間不長，正常情況下保持在10 s之內，而時間過長便會影響到速度。斷路器在合閘中的速度有一定的標準，要考慮彈簧應用疲勞問題。一般情況下，彈簧疲勞不會影響斷裂器的正常分合閘使用。

在我國110 kV配電線路中，斷裂器廣泛采用彈簧操動機構。彈簧的操動機構是指利用儲能的彈簧進行斷路器分合閘操作。彈簧操作機構因使用的彈簧類型不同，存在著各種各樣的形式，主要包括以下幾種：（1）盤簧式儲能彈簧操作機構；（2）扭簧式儲能彈簧操作機構；（3）拉伸彈簧操作機構；（4）壓縮彈簧操作機構。由于在使用中不需要專門的電源，使得應用的電機功率變小。它在交流電和直流電中都可以使用，擁有使用方便的優勢。隨著科學技術的進步，尤其是智能式滅弧技術的使用，一定程度上減少了斷路器的操作功能。假如將這一彈簧操作機構使用在高壓斷路器中，由于其結構復雜、零件較多、加工要求高和傳動環節多等，會出現使用故障頻發的現象。

2 彈簧儲能電機不啟動的故障分析

2.1 電源沒有接通

在一般故障排查中，經驗豐富的技術師都會首先排查電源問題，這是故障排除的基本步驟[2]。檢查時首先排查開關柜端子排上電源是否接入，儲能回路開關是否還在合閘位置，如果是電源問題，進行復位便可以使系統恢復正常。

2.2 儲能限位開關S1損壞

斷路器中，儲能限位開關的作用：（1）用S1開關控制電機啟動；（2）用S1開關控制電機停止；（3）S1開關可以接收通信信號回路[3]。在控制電機停止和啟用的，是S1開關并排使用的常閉接點。彈簧儲能完成后，會帶動一個與機械聯動的儲能限位S1開關動作，常閉接點會斷開，這時電源回路會被切斷，可以完成一次電機的儲能過程。在彈簧沒有儲能時，也就是彈簧在釋放完所儲存的能量后，正常情況下，儲能限位S1開關處在閉合狀態。要是在接通電機回路，彈簧可以正常儲能。進行檢修時，需要拔出航空插頭測量25～35號的插針回路電阻，檢查其阻值是否在標準范圍內。如果不在標準范圍，需要對常閉接點31和32、41和42進行例行檢查。在這些位置常會出現被燒毀現象，需要更換儲能限位開關，保證其正常工作。

2.3 電機碳刷磨損嚴重

在長期使用的斷路開關中，部件中的電機碳刷會發生磨損現象。當電機不能正常工作時，需要對該部件進行檢查。如果發現是因為磨損碳刷而形成的故障，更換碳刷便可排除故障，保證電機正常工作[4]。

2.4 儲能電機燒毀

檢測電機回路后，保證其正常的情況下，若故障還沒有排除，需要對電機的回路電阻進行檢查。如果在這個部位出現故障，需要測試儲能電機，看其是否有電機燒毀現象。如果已經燒毀，采取以下步驟進行更換：拔出連接導線，卸除電機的固定螺栓，取出電機，更換正常的電機，排除故障。

3 110 kV斷路器彈簧儲能機構不正常工作的現象分析

在110 kV斷路器彈簧儲能機構出現故障時，它的故障主要表現為以下幾種現象：（1）在進行自動合閘時出現不合閘現象，手動合閘拒絕合閘；（2）在自動合閘中，合閘脫扣器動作顯示回合無力，使自動合閘不成功，但手動合閘時能夠正常合閘；（3）在進行自動合閘過程中合閘拒合，這時的合閘脫扣器沒有反應。

3.1 故障原因分析

根據斷路器彈簧儲能的電機回路結構分析可以得出，在斷路器中，彈簧儲能電機要正常工作，需要滿足以下幾個方面的要求。

（1）在電機電源供給中，電源沒有任何故障，且在電源自動開關中8M處于閉合狀態，這時的接觸器（直流的）88M處在動態狀態。在接觸器88M中的接觸點在閉合狀態且在一個正常狀態下時，在斷路器彈簧儲能機構中的電機部件內部沒有任何故障。此外，在彈簧儲能電機的回路中，所有線路完整，沒有松動和接觸不良的現象。

（2）實際工作中，在電機的保護回路正常工作情況下，電機不會有故障發生。在忽略其他原因的情況下，斷路器儲能電機中，它的故障原因只有兩點。第一，直流的接觸器88M的觸點沒有閉合；第二，88M的觸點提前返回。對故障原因進行分析時可以得出，引起這一故障的原因主要是斷路器彈簧儲能中的一個部件出現故障，即限位開關觸點33HB發生損壞，導致啟動直流接觸器88M。實際工作中，這種理論性的故障在斷路器中出現的幾率非常小。

（3）實際工作中，斷路器自動合閘后出現直流接觸器，而88M的觸點也自動合閉。這個過程中，斷路器彈簧儲能電機會被接通。可能是儲能電機傳動機械的故障原因，也可能是直流接觸器88M的接觸點沒有在標準范圍內，才出現接觸不良的現象。這樣不能正常運行就會導致110 kV斷路器彈簧無法正常儲能。這種現象表現在電機的熱繼電器產生動作之后，輔助繼電器就會自動啟動，導致系統自動切斷儲能電機的回路，使電機不能正常工作。

3.2 該斷路器彈簧儲能電機不啟動事故處理的方法

觀察在斷路器中電機是否彈起在繼電器中的復位按鈕，如果按鈕有彈起現象，說明電機出現過載現象。對故障進行處理，需要將復位按鈕進行手動復位，將斷路器彈簧儲能電機進行電源斷電。如果通電的過程，電機能保持正常運轉，則故障排除。

4 彈簧儲能不到位

4.1 故障原因

進行合閘操作后，限位開關33HB閉合，再啟動直流接觸器88M。88M觸點閉合接通電機回路，然后對彈簧進行儲能。儲能結束后，通過機械凸輪打開限位開關，直流接觸器返回，電機停止工作。操作斷路器開關時，直流接觸器開始動作，并且這時啟動空氣延時觸點，使用20 s延時閉合。因此，要是儲能不到位，限位開關就會閉合，需要啟動輔助繼電器。這時，繼電器會打開常閉觸點，同時斷開直流接觸器，電機將發生儲能不到位的現象。造成故障的原因有兩種：（1）電機的出力降低會造成電機在延時中無法完成預期儲能計劃；（2）空氣延時觸點原因，實際延時小于固定值，且存在較大誤差，會造成在彈簧尚未完成儲能時就切斷儲能回路。

4.2 處理方法

要調整空氣延時觸點的整定值，保證儲能電機在規定的時間內完成儲能。最好留出充足的時間，但要保證時間適宜，具體可以通過以下操作完成。首先，要測出儲能電機要在多長時間內完成儲能，然后斷開輔助繼電器線圈和控制電源的連接。斷路器合閘時，輔助器的觸點會閉合，這時的時間限制儲能就會開始。斷路器的彈簧儲能完成時，觸點停表中33HBX觸點會閉合。在進行設備操作時，都在操動機構箱內的端子排上進行。進行這項操作時，測定所需的儲能時間后，要對空氣延時觸點進行相應調整，保證調整時間大于實際儲能所需時間，還要留足夠的時間，保證充足儲能。

5 結 論

在對110 kV斷路器使用中，造成其故障的不確定因素很多，導致故障情況復雜。因此，要保證供電的平穩性、緊迫性和安全性，需要加強對相關專業知識的不斷學習，掌握好技術知識，使配電工作順利進行。工作中，需要創新技術，要不斷改進與創新施工工藝，使新的技術更好地適應斷路器彈簧儲能工作，更好地推動該事業的發展。