LTB245E1型斷路器合后即分故障分析

張恭源，鄭易谷，陳曦，馬宏明，程志萬，馬儀，錢國超

（1.云南電網有限責任公司，昆明 650011；2.云南電網有限責任公司電力科學研究院，昆明 650217）

0 前言

高壓斷路器是電力系統中重要的一次設備，它擔負著控制和保護的雙重任務。其性能的好壞是決定電力系統安全穩定運行的重要因素[1-3]。高壓斷路器的操作機構型式主要有氣動機構、彈簧機構、液壓機構。目前252 kV及以下電壓等級的高壓斷路器主要采用彈簧操作機構。主要是因為：彈簧機構結構簡單、可靠性高、維護工作量小；基本不受氣候條件（如環境溫度）的影響；自能式滅弧室的發展，彌補了彈簧操作功相對較小的劣勢[4-5]。

LTB245E1型斷路器采用的BLK222型彈簧操作機構，其技術較為成熟，應用也比較廣泛。但近幾年有報道或文獻顯示，其在合閘過程中可能會發生合后即分故障[6-8]，云南電網也先后發生多起合后即分故障。為確保設備的安全穩定運行，結合機構的原理和高速攝像技術，對合閘過程進行仔細分析，查找出其故障原因，并提出整改措施。

1 工作原理及故障原因初判

BLK222彈簧操作機構合閘過程為：合閘線圈釋放合閘掣子（4）即可立即關合斷路器，合閘拐臂（2）帶動分閘拐臂（3）至合閘位置。同時將分閘彈簧（A）儲能。在合閘行程末端分閘拐臂（3）被分閘掣子（1）鎖定在合閘位置，由于分閘拐臂（3）與合閘拐臂（2）為偏心結構，合閘拐臂（2）與分閘拐臂（3）脫離并返回到初始位置。

圖1 合閘過程

通過合閘動作過程可知，合后即分原因很可能是由于在合閘行程末端分閘拐臂（3）未被分閘掣子（1）鎖定在合閘位置，導致斷路器分閘。

因此，需要重點檢查合閘過程中，分閘拐臂與分閘掣子的鎖定情況。

2 高速攝像檢測情況

斷路器操作過程中，操作機構傳動部件運動速度過快，肉眼無法識別，利用高速、高分辨率攝像機捕捉斷路器合、分閘過程傳動部件的運行狀況。

多次操作存在隱患的斷路器，進行故障重現，同時利用高速攝像機對操作機構進行拍攝，捕捉合后即分具體過程。

BLK222型彈簧機構的分閘掣子結構如圖2所示。

圖2 分閘摯子結構圖

從高速攝像結果來看，造成合后即分現象的主要是：由于合閘過程中的振動導致銜鐵向右運動并碰撞到鎖桿，鎖桿運動導致舌片失去閉鎖，最終導致斷路器分閘。即該項斷路器合后即分故障與振動有關。其故障原因可分為外因和內因。外因：異常情況（合閘速度過高、機構箱體振動大等）造成合閘過程中振動過大；內因：分閘掣子抗沖擊能力不足。

3 實例分析

3.1 合閘速度過高導致合后即分

某變電站244斷路器送電操作時發生合后即分（三相不一致動作），檢查發現B相合閘不能保持。

B相分閘掣子檢查未發現異常，清潔、潤滑后，合后即分情況未消除，出現概率約為7次合閘中出現1次合后即分。將備用的分閘掣子更換至244斷路器B相后，合后即分情況仍未消除,出現概率基本一致。

利用SA10斷路器動作特性測試儀進行分、合閘速度測試，發現其合閘速度（規定值：7.4～7.8 m/s）超過規定值，后增加分閘彈簧壓縮量，加大分閘彈簧輸出功后（分、合閘速度均合格），合后即分情況消失。

由此可判斷，造成該斷路器B相合后即分的直接原因是其合閘速度過快。

3.2 分閘掣子抗沖擊不足導致合后即分

某變電站265斷路器跳閘，根據調度命令，強送該回線，強送不成功。檢修人員對265斷路器進行多次檢查操作，發現該斷路器有一定概率發生合后即分故障。

經排查未發現速度超標、地基沉降或開裂、斷機構箱支撐構架螺栓松動等異常情況。

利用高速攝像機對斷路器合閘過程進行檢測，發現在合閘過程中，舊版分閘掣子銜鐵、鎖桿存在較大的晃動，且有一定概率造成銜鐵向右運動并碰撞到鎖桿，鎖桿運動導致舌片失去閉鎖，導致斷路器分閘，即出現合后即分故障。

舊版分閘掣子更換為新版分閘掣子。更換后經多次操作，未再發生合后即分故障。升級改造后的新版分閘掣子，其抗沖擊能力明顯提升，主要表現在異性彈簧、鎖桿恢復彈簧、舌片恢復彈簧性能增強。其中異性彈簧的直徑由1 mm增大為1.2 mm；鎖桿恢復彈簧更換為其他材質的彈簧，且直徑加粗；舌片恢復彈簧匝數增多，且直徑加粗。利用高速攝像機，多次拍攝合閘過程中新版掣子的狀態，發現：新版分閘掣子的銜鐵、鎖桿也存在不同程度的晃動，但其幅度明顯低于舊版掣子。

由此可見，造成該斷路器A相合后即分的直接原因是舊版分閘掣子抗沖擊能力不足。

4 結束語

利用高速攝像機對LTB245E1型斷路器合后即分故障進行分析，其故障原因可分為外因和內因。外因：異常情況（合閘速度過高、機構箱體振動大等）造成合閘過程中振動過大；內因：分閘掣子抗沖擊能力不足。

現場故障分析時，應綜合考慮內、外因的影響。為徹底解決該隱患，需對該型斷路器進行速度測試，并更換新版分閘掣子。針對更換新版分閘掣子，可采取的措施有下兩種：直接更換新版分閘掣子；采用輪替工廠檢修的方式，逐步修理舊版分閘掣子。