張周文

摘 要：中壓斷路器是高壓電器的重要組成部分，在社會(huì)現(xiàn)代化建設(shè)的過(guò)程中，社會(huì)各行業(yè)領(lǐng)域也逐漸向信息化、科技化轉(zhuǎn)變，從而使得我國(guó)各行業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω邏弘娖髟O(shè)備的需求量不斷增高，給高壓電路器市場(chǎng)增加了絕大的壓力。中壓斷路器產(chǎn)品是高壓電配電裝換的重要關(guān)節(jié)，但是現(xiàn)階段，我國(guó)中壓斷路器產(chǎn)品有著一定的質(zhì)量問(wèn)題，從而影響產(chǎn)品的使用效果。鑒于此，本文根據(jù)筆者自身多年從事高壓電器設(shè)備相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)單的對(duì)中壓斷路器產(chǎn)品常見(jiàn)的問(wèn)題做簡(jiǎn)單的探討，并提出具有針對(duì)性的解決方案，以供參考研究。

關(guān)鍵詞：中壓斷路器；常見(jiàn)問(wèn)題；解決方案

中圖分類(lèi)號(hào)：TM56 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0.引言

隨著我國(guó)不斷地調(diào)整市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制，經(jīng)濟(jì)發(fā)展極為迅速繁榮，對(duì)電力資源的穩(wěn)定輸送要求也不斷提高，電網(wǎng)建設(shè)更加現(xiàn)代化。高壓電器設(shè)備被廣泛應(yīng)用在社會(huì)各行各業(yè)中，斷路器的可靠運(yùn)行是電力資源穩(wěn)定輸送，保證正常生產(chǎn)組織的重要基礎(chǔ)。目前，中壓斷路器還存在著一定的問(wèn)題，從而導(dǎo)致故障頻發(fā)，嚴(yán)重影響工業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ睢?/p>

1.真空斷路器常見(jiàn)機(jī)構(gòu)及特點(diǎn)

（1）電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)

電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)是中壓斷路器常見(jiàn)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，主要依靠電能為自身運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力。電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)常見(jiàn)的電磁線圈以及電磁鐵心為主要組成部分，并加上機(jī)械鎖扣以及分閘癱瘓組成。

電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)是，其自身的組成機(jī)構(gòu)極為單一，使得的其內(nèi)部的零部件數(shù)量不多，從而降低了造作成本的投入力度，并滿足中壓斷路器的使用。但是其自身同樣也具備著明顯的缺點(diǎn)，因?yàn)槠潆姶啪€圈對(duì)能量的消耗功率極大，需要配置一些容量極大的蓄電池，從而才能夠保障電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)作。這就使得電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的輔助成本較大，需要投入大量的維護(hù)成本，并且電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)備外形較為笨重，已經(jīng)逐漸消失在中壓斷路器的機(jī)構(gòu)使用過(guò)程中。

（2）彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)

彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)在中壓真空斷路器中被普遍采用，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件數(shù)量多，因此裝配工藝及過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，對(duì)零部件的加工精度要求也最高。通常由合閘保持部分、合閘驅(qū)動(dòng)部分、儲(chǔ)能部分、能量保持部分、以及分閘脫扣部分組成。

常見(jiàn)的彈簧操作機(jī)構(gòu)有伸縮式螺旋彈簧和蝸卷彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)，而伸縮式彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)使用較為普遍。采用伸縮式彈簧的操動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)部分多采用四連桿機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，彈簧的制作難度較小，有利于降低成本。國(guó)內(nèi)的VS1系列真空斷路器采用的就是伸縮式彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)。而蝸卷彈簧的操動(dòng)機(jī)構(gòu)較之對(duì)制作工藝的要求非常高，國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有能力提供能夠滿足足夠壽命的蝸卷彈簧，目前仍然需要從國(guó)外進(jìn)口原材料。但蝸卷彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠持續(xù)地提供恒定的驅(qū)動(dòng)力，加之通常與凸輪配合構(gòu)成驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可有效地獲得驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)預(yù)定運(yùn)動(dòng)曲線，斷路器的機(jī)械性能穩(wěn)定可靠。著名的ABB老VD4真空斷路器和廈門(mén)許繼的VX3采用的就是蝸卷彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)，VD4真空斷路器的性能早已獲得行業(yè)的認(rèn)可和贊譽(yù)。

（3）永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)

在科學(xué)技術(shù)不斷提高的當(dāng)下，斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)也在不斷地進(jìn)行革新，其中永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)就是現(xiàn)階段較為新型的一種中壓斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)。永磁機(jī)構(gòu)就是用永磁體實(shí)現(xiàn)合閘保持和分閘保持（有時(shí)只作合閘保持而不作分閘保持）的一種新型電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)。根據(jù)永久磁能所處于的保持位置可分為雙穩(wěn)態(tài)和單穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)。

其優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)是：自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，并且其零部件只有彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的40%左右，這使得永磁機(jī)構(gòu)的機(jī)械壽命很容易達(dá)到10萬(wàn)次，發(fā)生機(jī)械故障的概率幾乎為零，可靠性非常高。但也電容容量、永磁體壽命以及電磁兼容等等問(wèn)題，再加上該類(lèi)型的操動(dòng)機(jī)構(gòu)的價(jià)格比較高，在市場(chǎng)中的價(jià)格優(yōu)勢(shì)較差，該型機(jī)構(gòu)在社會(huì)中的普及度較低，使用效果還需要市場(chǎng)的檢驗(yàn)。

2.操作機(jī)構(gòu)常見(jiàn)故障及處理

斷路器作為電網(wǎng)中主要的保護(hù)和控制設(shè)備，其動(dòng)作的可靠性是極為重要的，要求斷路器在各種自然環(huán)境、各種線路條件下都能可靠地開(kāi)合電路。斷路器在線路需要其動(dòng)作時(shí)如不能正確動(dòng)作都會(huì)給電力系統(tǒng)帶來(lái)巨大的損失。據(jù)國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議的調(diào)查，操動(dòng)機(jī)構(gòu)是造成斷路器故障的主要原因，因此了解機(jī)構(gòu)常見(jiàn)故障及處理，可以在日常維護(hù)保養(yǎng)時(shí)加以關(guān)注以減少故障發(fā)生概率，在故障發(fā)生時(shí)可以快速排查和處理故障，實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)供電。

2.1 下面就以彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)拒合拒分故障為例進(jìn)行簡(jiǎn)單討論分析

斷路器發(fā)生拒合的情況時(shí)，基本上都是在合閘操作或重合閘操作過(guò)程中產(chǎn)生的，拒分則是發(fā)生在分閘操作環(huán)節(jié)里。拒合拒分故障危害性較大，例如在事故情況下需要故障回路中的斷路器及時(shí)分閘以避免事故擴(kuò)大，同時(shí)緊急投入備用電源時(shí)，如果斷路器此時(shí)拒絕分閘，則可能造成事故不能及時(shí)得到抑制，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致設(shè)備毀壞和人員傷亡，如果備用電源斷路器拒絕合閘，則事故影響會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

2.2 造成斷路器拒合或拒分的原因

（1）電氣回路和元件故障

處理斷路器拒合拒分故障時(shí)，應(yīng)首先對(duì)斷路器進(jìn)行手動(dòng)操作，如果斷路器手動(dòng)操作可正常合分，則上述電氣控制回路和元件存在故障，反之則斷路器存在機(jī)械故障。

如果已判定電氣控制回路和電氣元件存在故障，可對(duì)每一個(gè)回路和元件進(jìn)行逐一的排查，找到故障點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)。這一類(lèi)故障維修簡(jiǎn)單，恢復(fù)時(shí)間短。

（2）機(jī)械故障

機(jī)械故障是指在運(yùn)行期間，斷路器處于合閘且長(zhǎng)期靜止的狀態(tài)，每一個(gè)機(jī)械零部件均承載了靜態(tài)的負(fù)載，在這種情況下有可能導(dǎo)致結(jié)合部位的咬合效應(yīng)，就會(huì)在第一次或第二次操作時(shí)，導(dǎo)致斷路器無(wú)法正常分閘，但是在經(jīng)過(guò)多次操作以后又恢復(fù)或不能恢復(fù)的現(xiàn)象。

當(dāng)然，機(jī)械零部件的變形、移位、干涉或斷裂等情況是導(dǎo)致斷路器拒分拒合的主要因數(shù)。簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)件用戶可直接進(jìn)行更換，對(duì)于機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈關(guān)鍵零部件的更換，必須由原生產(chǎn)廠家或經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的人員實(shí)施。通常更換了機(jī)構(gòu)的斷路器要求重新進(jìn)行特性的調(diào)試和測(cè)試。

（3）潤(rùn)滑脂

潤(rùn)滑脂極易受環(huán)境的影響，尤其是溫度。長(zhǎng)期的高溫會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油出現(xiàn)揮發(fā)干涸，低溫下潤(rùn)滑脂會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)，污穢的外界環(huán)境潤(rùn)滑脂會(huì)加速老化，潤(rùn)滑脂出現(xiàn)上述情況其潤(rùn)滑效果會(huì)急劇下降，甚至成為操作機(jī)構(gòu)正常動(dòng)作的阻礙。

值得一提的是一般情況斷路器所采用的潤(rùn)滑脂只能在滿足40℃～-15℃的環(huán)境溫度下使用，而我國(guó)東北、內(nèi)蒙、新疆等高緯度地區(qū)的冬季溫度遠(yuǎn)低于該溫度。因此，在這些地區(qū)安裝的斷路器站內(nèi)必須有保溫設(shè)施，斷路器建議采用低溫潤(rùn)滑脂。之前有發(fā)生過(guò)引文低溫時(shí)潤(rùn)滑脂凝結(jié)，導(dǎo)致批量的斷路器出現(xiàn)拒合拒分的事故。

（4）粉塵

在一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)所，例如煉鋼廠和磨煤廠環(huán)境中，充斥著大量的粉塵顆粒，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，粉塵會(huì)進(jìn)入斷路器操作機(jī)構(gòu)箱內(nèi)，并吸附在零部件的表面，從而導(dǎo)致零部件動(dòng)作時(shí)出現(xiàn)卡滯、停滯，導(dǎo)致斷路器出現(xiàn)拒合拒分或合、分不到位的情況。

針對(duì)以上問(wèn)題，定期維護(hù)保養(yǎng)是較為有效的辦法。一般情況下，生產(chǎn)廠家會(huì)給出產(chǎn)品的維護(hù)保養(yǎng)周期和實(shí)施細(xì)則，使用者應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)的要求對(duì)斷路器進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng)，才能減少斷路器出現(xiàn)機(jī)械故障的概率，獲得預(yù)期的使用壽命。

結(jié)論

總而言之，在社會(huì)現(xiàn)代化建設(shè)的過(guò)程中，電器設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使得中壓斷路器產(chǎn)品的質(zhì)量成為社會(huì)各界極為關(guān)注的問(wèn)題。現(xiàn)階段中壓斷路器產(chǎn)品有著一定的故障問(wèn)題，例如拒合和拒分故障、機(jī)械特性值超差等等，影響著中壓斷路器的使用壽命以及使用質(zhì)量。因此，積極地對(duì)中壓斷路器常見(jiàn)故障問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單的闡述，并提出相對(duì)應(yīng)的解決方案，加強(qiáng)對(duì)中壓斷路器產(chǎn)品的定期維護(hù)以及檢修，以此提高中壓斷路器產(chǎn)品的使用效果，提升中壓斷路器的生產(chǎn)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

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