高壓斷路器偷跳原因及處理方法研究

米云峰

摘? 要：通過近年來在牽引變電所設備施工、檢修、試驗、故障處理過程中積累的經驗，重點闡述了牽引變電所27.5KV真空斷路器日常運營維護中常見故障及處理方法。高壓斷路器是軌道交通供電系統內非常重要的一個部分，它涉及供電系統的安全經濟運行。做好高壓斷路器的運行和檢修工作，是維持軌道交通安全運行的關鍵之一。

關鍵詞：真空斷路器;偷跳;分閘機構;分閘摯子;連桿

第1章? 緒論

高壓斷路器是軌道交通供電系統最重要的控制和保護設備。在正常運行時，根據需要接通或斷開負載電流。而當供電系統發生故障時，斷路器和保護裝置及自動裝置相配合，迅速、自動地切斷故障電流，將故障部分斷開，保證無故障部分的安全運行，以減少停電范圍，防止事故擴大。

第2章? 斷路器機械傳動原理

2.1 斷路器操作機構

操作機構動作原理圖

1.合閘彈簧? 2.手動搖把 3.儲能電機 4.凸輪 5.杠桿 6.連桿 7.油緩沖器 8.橡皮緩沖墊? 9.分閘電磁鐵 10.分閘掣子 11.主軸? 12.絕緣拉桿 13.關節軸承 14.真空滅弧室 15.輔助開關 16.合閘電磁鐵? 17.合閘掣子 18.分閘彈簧? 19.減速箱

2.2 高壓斷路器的作用和工作原理

高壓斷路器的主要作用：

控制作用，根據電力系統運行的需要，將部分或全部電氣設備，以及部分或全部線路投人或退出運行。

保護作用，當電力系統某一部分發生故障時，它和保護裝置、自動裝置相配合，將該故障部分從系統中迅速切除，減少停電范圍，防止事故擴大，保護系統中各類電氣設備不受損壞，保證系統無故障部分安全運行。

滅弧作用，高壓斷路器不僅能可靠的開斷空載電流和負荷電流，而且能可靠的開斷短路電流。

高壓斷路器工作原理：

操動機構主要由儲能機構、鎖定機構、分閘彈簧、開關主軸、緩沖器及控制裝置組成（見操作機構動作原理圖）。

儲能機構主體是一個外殼為鑄鋁的減速箱，減速箱內是兩套蝸輪蝸桿，儲能軸橫穿減速箱中，與蝸輪蝸桿無機械聯系。儲能軸上套一個軸套，此軸套用鍵連在大蝸輪上，軸套上有一軸銷，上面裝棘爪;在儲能軸的右端裝有凸輪，凸輪上有缺口，棘爪通過此缺口來帶動凸輪轉動。在儲能軸左端裝有曲柄，合閘彈簧一端掛在此曲柄上。

減速箱的軸銷上裝有一個三角形的杠桿，杠桿上裝滾針軸承，凸輪將合閘彈簧的能量傳給此軸承上。三角形杠桿的另一個孔，用軸銷連接連桿，該連桿的另一端裝在主軸拐臂上，形成四連桿機構，合閘力通過該機構傳給開關主軸。減速箱的軸銷上還裝有滾針軸承，作為鎖住合閘掣子用。

在開關主軸的拐臂上裝有分閘彈簧，主軸上還有三對拐臂，其中兩對分別作用在合閘橡皮緩沖器和分閘油緩沖器上，另一對拐臂上裝滾針軸承作為鎖住分閘掣子用。該產品的合、分閘掣子完全相同。

電動儲能：接通電動機電源，軸套由減速箱中的大蝸輪帶動轉動，當棘爪進入凸輪上的缺口時，帶動儲能軸轉動，合閘彈簧被拉起而儲上能，當合閘彈簧被拉到最高點后被合閘掣子鎖住，曲柄上的小連桿傳動 —小彎板壓下微動開關，電機電源被切斷，“儲能指示”顯示在面板孔中。整個儲能時間不大于15S。

手動儲能：將手搖把插入減速箱前方孔中，順時針轉約25圈棘爪進入了凸輪缺口帶動儲能軸轉動，繼續用力搖轉手把25圈，合閘彈簧儲能完畢，卸下手把。

合閘：接通合閘電磁鐵或用手按壓合閘按鈕（紅色），合閘掣子被解脫，儲能軸在合閘彈簧力的作用下反向轉動，凸輪壓在三角杠桿上的滾針軸承上，杠桿上的連桿將力傳給開關主軸，導電桿向上運動，主軸轉動約60度時被分閘掣子鎖住，開關合閘。在此過程中，分閘彈簧被儲上能，絕緣拉桿上的觸頭彈簧亦被壓縮，給觸頭施加了壓力。“合閘指示”顯示在面板上。

分閘：接通分閘電磁鐵電源或用手按壓分閘按紐（黑色），分閘掣子解脫，主軸在分閘彈簧和觸頭彈簧力的作用下反向旋轉，開關分閘。“分閘指示”顯示在面板上。

斷路器在合閘后，電動機立即給合閘彈簧儲能。

第3章? 高壓斷路器偷跳故障處理方法

高壓斷路器偷跳是指高壓斷路器在沒有操作、沒有繼電保護及安全自動裝置動作的情況下的跳閘，由于機械的無故動作，或其他種種原因導致非人為控制或非故障的跳閘，而使運行中的處于合位的斷路器跳閘切斷正常運行的線路，導致線路停電。

針對機械原因產生的斷路器偷跳，以彈簧操作機構高壓斷路器為例，總結出以下處理步驟：

3.1 第一步：調整連桿、分閘摯子頂絲

（1）當斷路器出現偷跳時，機械合上斷路器，觀察分閘掣子與分閘滾針軸承的扣接量，是否在分閘掣子的1/3-2/3之間。

（2）當分閘掣子的扣接量不滿足要求時，應先考慮通過調整連桿長度，調整分閘掣子扣接量。

a、當扣接量小于分閘掣子的1/3時，應增加連桿長度，即將連桿鎖緊螺母松開，逆時針進行調整即可。

b、當扣接量大于分閘掣子的2/3時，應縮短連桿長度，即將連桿鎖緊螺母松開，順時針進行調整即可。

c、特別注意在調整連桿時，應在斷路器合閘情況下進行調整，并要保證連桿杠桿與凸輪之間應有1-3mm空隙。

（3）當通過調整連桿長度扣接量仍不能滿足要求時，可以通過調節分閘掣子高度調整扣接量。

a、當扣接量小于分閘掣子的1/3時，應降低分閘掣子高度，即將分閘機構頂絲鎖緊螺母松開，逆時針進行調整即可。

b、當扣接量大于分閘掣子的2/3時，應增加分閘掣子高度，即將分閘機構頂絲鎖緊螺母松開，順時針進行調整即可。

3.2 第二步：更換扭力彈簧

當通過第一步，將分閘掣子扣接量調整到1/3-2/3之間時，斷路器仍出現偷跳現象，且扣接量在每次分合閘時都存在明顯的變化，說明分閘機構老化、分閘機構扭力彈簧彈力不足，此時可通過更換扭力彈簧消除問題。具體更換扭力彈簧方法如下：

（1）拆除分閘機構

a、使用內六角扳手拆除前面板。

b、在分閘狀態下，將分閘機構上部固定螺栓從機構箱背面拆除。

c、使用撬棍將斷路器閉合，再將斷路器內部分閘機構下部固定螺絲拆除。然后松開撬棍，使斷路器分閘。

d、拆除分閘機構時，可臨時將分閘線圈本體二次接線拆除（注意要做好記錄）

（2）拆除分閘掣子扭力彈簧

a、拆除掣子擋板，如圖：

b、拆除側面彈簧卡片

使用尖嘴鉗拆除彈簧卡片，并拉出軸銷，注意拆除前要記錄掣子軸銷兩端零部件安裝位置，拆除脫口擋板拉力彈簧。

（3）安裝掣子扭力彈簧

a、將扭力彈簧與掣子搭配。

b、將搭配好的掣子從右側開始，先安裝掣子和扭力彈簧，然后再安裝其他備件。

c、將扭力彈簧直頭側從斜側面掰到正面。

d、使用尖嘴鉗將扭力彈簧掰正并套入軸銷。

e、裝上扭力彈簧內附套。

f、通過閉鎖銷兩端對接的方式，從左向右將其他墊片和附套依次裝入軸桿。

g、安裝掣子擋板，只安裝下部的一個固定螺絲。

h、使用尖嘴鉗將扭力彈簧直頭端掰到掣子擋板處，再將擋板搭在扭力彈簧直頭端上部，緊固掣子擋板。

i、開始安裝，安裝好后，先用撬棍撬動主軸，使斷路器合閘，檢查掣子扣接面積，（1/3< 扣接面積<2/3），符合要求后使用開關特性測試儀測量低壓跳閘情況，要滿足65%的額定電壓可靠分閘，80%的額定電壓可靠合閘。能正常動作后，加正常工作電壓，連續分合20次應無偷跳現象。

3.3 第三步：在分閘機構與斷路器外殼間加裝墊片

當通過第一步、第二步調整后，斷路器仍出現偷跳現象，應考慮斷路器分閘機構內分閘掣子是否在長期分合閘過程中磨損超限或者分閘掣子長度設計缺陷（分閘掣子略短），致使與斷路器主軸上的滾輪扣接力不足。可以通過在分閘機構與斷路器外殼間加裝墊片，以增加分閘掣子長度，消除缺陷。具體方法如下：

（1）拆除分閘機構

a、使用內六角扳手拆除前面板。

b、在分閘狀態下，使用內六角扳手將分閘掣子上部固定螺栓從機構箱背面拆除。

c、使用撬棍將斷路器閉合，再將斷路器內部分閘掣子下部固定螺絲拆除。然后松開撬棍，使斷路器分閘。

（2）加裝墊片

在分閘機構與斷路器固定外殼間增加2mm墊片，且只在上部兩個固定螺栓孔增加，這樣既保留了分閘掣子調整裕度，增加了分閘掣子長度，又調整了分閘掣子的高度。

加裝方法如下圖：

（3）安裝分閘機構，并將分閘掣子扣接量調整到1/3-2/3之間后，使用開關特性測試儀測量低壓跳閘情況，要滿足65%的額定電壓可靠分閘，80%的額定電壓可靠合閘。能正常動作后，加正常工作電壓，連續分合20次應無偷跳現象。

結論：

本文已高壓斷路器日常運行中由于機械原因產生的偷跳故障為例，分析討論了處理方法，通過在實際工作中的應用，此方法能有效處理由于機械原因產生的斷路器偷跳故障。

參考文獻

[1]林永順，牽引變電所.北京：中國鐵道出版社.

[2]宗建，曾德君，廖澤龍， 變電檢修.北京：中國電力出版社.

[3]何其光，陳容平， 電力及牽引變電所試驗.北京：中國鐵道出版社.