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10kV真空开关缺陷的处理
查看:611  发稿日期:2016-03-31

        目前,电力系统中10 kV真空开关已大量使用,但有一部分真空开关的安装和改造,存在着不合理或不完整之处,严重威胁着电力系统的安全运行。我局有一部份真空开关是由运行多年的GG-1A型开关柜内的SN10-10型少油断路器改造成的,配用原少油断路器的CD10型操动机构的ZN28A-10型开关,现逐渐出现了一些异常情况。

   1 异常现象及原因分析

  运行人员在对110 kV青山变电所进行夜间巡视变电设备时,发现10 kV朱村222线开关A、C相真空包发出淡黄色光,进而仔细查看发现固定A、C相真空开关的导向板的螺丝经过对开关的10 kV操动机构的仔细分析认为由于操作机构和断路器的的传动方式不配合是引起前面所述异常问题的原因所在。该开关CD10型操动机构主轴上的传动拐臂H2臂长为80 mm,CD10型操动机构合闸时传动的总转动角度β为90°,如图1所示,根据数学计算,它输出行程的理论值为113 mm,ZN28A-10型断路器的传动主轴上的传动拐臂H1长度也为80 mm,而真空断路器由分至合总转动角α为58±1°,它所需传动行程H1(即垂直拉杆行动行程)根据数学计算约为78 mm。可见电磁操动机械和真空断路器的传动机构行程不配合。也就是说,由于机械传动的限制,当真空断路器由分至合时,总转动角度α达58°,断路器由分至合所需传动行程H1只需78 mm时,操动机构主轴总转角β仅为60°左右,远小于它规定的90°总转动角的要求,致使操动机构合闸功输出特性改变,也必然使合闸铁芯上顶杆与连杆机构合闸滚轮之间空冲程变大,空冲程过大,毫无疑问将使断路器合闸起始阶段冲击力很大,使断路器产生特别大的震动。由于断路器的震动,使导向板的螺丝逐渐松动,直至掉落,导向板没有了固定螺丝,在分合开关时,操动机构作用于动触头的作用力因导向板位移而位移,从而使灭弧室的动、静触头在合闸时接触的位置移位,使触头磁场分布不均匀,而发热产生淡黄色。这就是产生前面所述异常问题的原因所在。同时由于传动机构部分配合不当还容易使开关产生下列问题。 



  由于操动机构主轴总转动角β只有60°左右,而操动机构配用的辅助开关是按90°角设计的,当操动机构主轴实际总传动角β为60°时,分、合闸回路接点就不能正常切换;满足了合闸回路接点切换就满足不了分闸回路接点切换,反之亦然,形成了顾此失彼的局面,由此引发的运行中断路器烧分、合闸线圈的事时有发生。如果试图调节辅助开关的传动拐臂长度,但受到拐臂长度的限制,很难使接点转换角度达到90°的要求,最多只能做到在分、合闸静态位置能使接点可靠接通或断开,而不能改变辅助开关动作过程中接点切换时间上的配合,CD10型操动机构主轴总转动角小于90°是根本原因。

  在结构布置上,由于断路器主轴拐臂与CD10型操动机构主轴拐臂在分合闸过程中相互之间弧形运动不在一个平面上,而是互成90°,当垂直拉杆长度小于700 mm,在动作过程中拉杆两端叉形接头与拐臂之间将产生严重卡滞现象,它必将损耗掉大量分合闸功,影响断路器的合分闸速度。

   2 处理方法

  (1)对上述问题的改进方法如下:将ZN28A-10型所配的CD10型电磁操动机构的主轴传动拐臂臂长M2由80 mm减少至60 mm,当真空断路器的主轴的传动行程H1为78 mm时,操动机构主轴的总转动角度β为90°。操动机械拐臂输出行程H2,理论值为84 mm,实际值为78 mm左右(因为水平传动主轴在受力后约有5 mm行程损失)。

  (2)断路器主轴上的传动拐臂与垂直拉杆连接孔内必须装设滚珠可调装置,在分合闸过程中自动转向调节,减小运动过程中的扭损耗。

  (3)改造后的断路器特性测试结果表明ZN28-10型真空断路器配用CD10型操动机构按上述方法改进后,触头开距、超程、不同期时间、触头弹跳时间、分合闸时间等均可方便地调整在标注的合格范围内。

   3 真空断路器运行中应注意的问题

  (1)运行人员在运行巡视真空开关时应加强对螺丝等机械部分的观察。检修人员在对真空开关检修时,应特别重视对机械部分的检查,操动传动机械润滑是否良好,运转是否灵活,有无卡死,特别注意检查传动拐臂有无死角,分闸弹簧螺丝是否松动等,发现问题及时调整。

  (2)装于GG-1A型开关柜内使用,并配用CD10型操动机构的真空断路器,其主轴传动拐臂由分至合所需行程,必须与CD10型机构主轴上传动拐臂在总转动角为90°情况下实际输出的行程相匹配。

  (3)CD10型操动机构主轴总转动角必须在90°左右,辅助开关的总转动角应能保证分合闸回路接点都能可靠切换,动作过程中接点切换时间能够与继电保护自动装置动作时间配合。

  (4)断路器安装后,应进行各项特性数据测试,电磁操动机构的最低合闸电压、最低分闸电压的测试,特别是分合闸速度和触头合闸时弹跳时间的测试。

  (5)将ZN28-10型断路器主轴M1传动拐臂臂长由80 mm增加至120 mm,而不调整CD10型操动机构的拐臂,这样也能使传动机构部分行程配合,但因力臂大,操动机构传送的合闸功大,真空断路器受到的合闸功大,容易使真空断路器受到过大的震动,降低灭弧室的使用寿命,在刚开始进行10kV开关无油化改造时,由于受经验技术的限制,也有一部分开关是采用这种方法的。相比较而言,不调整断路器主轴的拐臂M1而调小操动机构主轴的拐臂M2将能使真空断路器更优化地运行。 

  (6)CD17型电磁操动机构是专门为ZN28A-10型开关所配的操动机构,新建或开关无油化改造时,如应用CD17型开关将能使真空断路器更优化地运行。,

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