常用戶外斷路器分合閘速度降低的原因分析和危害

沈豪華 韓彥微 蘇建枝 姜俊和 霍英南

摘 要：隨著社會用電量急劇增加，電力系統的迅速發展，廣泛應用于戶外場所斷路器的數量越來越越多。隨著斷路器運行年限增加，操作機構為彈簧驅動的戶外斷路器分合閘速度會有所降低，將會對斷路器的安全性能造成一定的影響，導致斷路器設備的健康存在隱患，最終對電網的安全穩定運行存在不可控制的安全風險。因此，本文對操作機構為彈簧驅動的戶外斷路器分合閘速度降低的原因進行一定程度的分析，淺析其對設備及電網的危害。

關鍵詞：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、合閘時間及分、合閘同時間有著一定的聯絡。一些現場修試人員以為，固有分、合閘時間或分、合閘同期合格，斷路器的分、合閘速度就不會出問題，正本并非徹底如此。根據現場工作中的核算看出，斷路器的分、合閘時間一般合格，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，會形成燃弧時間拉長，這樣電弧高溫將使滅弧介質碳化或電游離程度加大，使觸頭熔焊或焚毀。關于單相斷路器，速度的改動對同期的影響不大，而關于三相由聯動安排操動的斷路器，速度的改動一定致使斷路器同期的改動。

1. 測量斷路器分合閘速度的意義

斷路器機械特性的某些方面是用觸頭動作時間和運動速度作為特征參數來表示的，在機械特性試驗中般最主要的是剛分速度、剛合速度、最大分閘速度、分閘時間、合閘時間、合一分時間、分——合時間以及分、合閘同期性等。在電動操作機構中，合閘線圈是利用電磁力提供斷路器合閘動力的，合閘動力很大，線圈體積較大。合閘的同時給分閘彈簧儲能。分閘線圈較小，跳閘動力來源于重力及儲能彈簧。

斷路器工作情況的好壞，與其分合閘速度有密切關系。如果分、合閘速度低，電弧熄滅的時間會增長，斷路器觸頭就會燒傷，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，將會引起觸頭振動，甚至會出現停滯現象，而使觸頭燒粘起來。所以在現場工作中，對斷路器分合閘速度的測量尤其重要，保證分合閘速度在合格范圍內，可有效保障設備的健康運行。

2. 斷路器的正確測速

實際工作中發現，斷路器分、合閘速度和剛分、剛合點的確定方法不統一，如剛分、剛合點有用超行程來確定 的，有用電氣斷開點來確定的。由于采用速度的定義及確 定剛分、剛合點方法的不同，必然導致同一測量結果的不 同，從而產生錯誤判斷。因此嚴格執行規程，統一分、合 閘速度和確定剛分、剛合點的位置對正確測速十分必要。

2.1剛分、剛合速度測量方法

超行程在分閘速度曲線的波峰A點，如圖 1。取動、靜觸頭剛分（合）后10 ms時間內，動觸頭移 動的距離s1o（s1c）和動靜觸頭剛分（合）前、后各5 ms內 動觸頭移動的距離s2o（s2c），顯然相應的剛分（合）速度 V1與V2不等。分、合閘過程中，速度隨動觸頭的行程而變 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，在電磁操動機構中，合閘線圈的鐵芯動作緩慢，直接導致合閘速度降低。彈簧機構的彈簧儲能及液壓機構油壓不足導致分、合閘速度下降。氣動機構中，如果合閘彈簧失效，合閘速度 自然降低。

（2）操作能量不足。隨著斷路器運行年限增加，戶外斷路器操作機構為彈簧驅動的彈簧會由于彈簧疲累，造成彈簧儲能不足，導致分合閘速度會有所降低。

（3）操動機構調整不良。在斷路器操作機構為彈簧機構的設備中，分閘彈簧彈力缺少或傳動連桿卡澀，也會使斷路器分、合閘速度降低。在電磁機構中，由于輔助開關切換過早，合閘保持信 號保持時間太短，兩個合閘線圈極性接錯，合閘頂桿伸出 太短或合閘線圈發熱，傳動機構卡澀及合閘鐵心動作不靈 活等，均會引起合閘速度降低。彈簧機構分閘速度降低， 是由于分閘彈簧彈力不足或傳動連桿卡澀所造成。對液壓機構，在操作電壓和油壓正常時，二級閥分閘瀉油孔偏 小，可導致分閘速度降低而合閘速度正常;合閘二級下錐 閥處節流墊內孔太小，可導致合閘速度降低而分閘速度正常;工作缸與合閘油管處節流墊內孔偏小，可導致分、合閘速度均偏低;如液壓機構管路堵塞、二級閥活塞動作不 靈活、安裝基礎使機構和本體安裝不良或有卡澀，也會使 斷路器分、合閘速度降低。

（4）斷路器本體調整不良。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、機械傳動系統有卡澀等會影響斷路器的分、合閘速度。

（5）測量方法導致的誤差。在實際工作中發現，斷路器分、合閘速度和剛分、剛合點的確定方法不統一，如剛分、剛合點有用超行程來確定的，有用電氣斷開點來確定的。由于采用速度的定義及確定剛分、剛合點方法的不同，必然導致同一測量結果的不同，從而產生錯誤判斷。因此嚴格執行規程，統一分、合閘速度和確定剛分、剛合點的位置對正確測速十分必要。

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，容易使熄弧時間拖長，導致觸頭燒損，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，斷路器不能克服觸頭關合電動力，引起觸頭振動或處于停滯，也將導致觸頭燒損，斷路器噴油，滅弧室爆炸的后果。分、合閘速度過快，將使運動機構及有關部件承受超載的機械應力，可能會使各部件損壞或變形，造成動作失靈，縮短使用壽命。如果斷路器的分、合閘速度不符合要求，應分析不同原因，對斷路器加以調整。如果分、合閘速度同時減慢，其原因可能是運動部件裝配不當或潤滑不良，以致運動過程中出現卡阻現象。此時應重新裝配或注入潤滑油脂。如果合閘速度減慢或加快，應檢查和調整分閘彈簧、觸頭壓縮彈簧、合閘緩沖彈簧等。此外，合閘電壓對合閘速度也有影響。在實際檢修中，應區別情況，找出原則，進行調整。如果分閘速度減慢或加快，也應檢查和調整分閘彈簧、觸頭壓縮彈簧、合閘緩沖器。斷路器的分合閘速度都應在合格范圍內，過快、過慢都會存在一定的風險，對設備本體以及電網安全穩定運行都是風險。在日常維護和檢修工作中，一定要及時關注斷路器的分合閘速度，以保證設備健康運行。

5結語

在斷路器運行一段時間后，操作機構難免會存在一定的傳動疲勞，分閘彈簧彈力缺少或傳動連桿卡澀等等原因都會造成分合閘速度變化，從而影響斷路器的安全運行。本文主要分析了斷路器分合閘速度降低的原因及其危害，在生產工作中要不斷加強對斷路器的維護管理，特別要關注斷路器的分合閘速度。下一步研究方向是在斷路器發生分合閘速度變化時，如何高效、安全地調整分合閘速度，從而提高電網設備、電力系統安全穩定性。

參考文獻;

[1]杜志強，高壓斷路器速度降低原因分析及正確測試[J]高電壓技術，2002，28（5）：56-57

[2] 斷路器分合閘速度降低原因[J]. 蔣超偉.? 農村電氣化. 2008（10）

[3] 斷路器機械特性參數調試探討[J]. 王韌，彭兆裕，白廣三，李文彬，何宗雷，趙亞光.? 電工技術. 2020（05）