LTB245E1-BLK222型斷路器機構(gòu)缺陷的分析

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(1.國網(wǎng)瀘州供電公司，四川 瀘州 646002；2.國網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院，四川 成都 610041；3.國網(wǎng)眉山供電公司，四川 眉山 620010)

0 引 言

高壓斷路器作為電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，起著控制和保護的雙重作用。由于種種原因，斷路器往往出現(xiàn)故障,其性能會直接影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運行性以及供電的可靠性。LTB245E1型為北京ABB高壓開關(guān)有限公司生產(chǎn)的220 kV SF6斷路器，該型斷路器配置BLK222型彈簧操動機構(gòu)，目前廣泛應(yīng)用于四川電網(wǎng)中[1-3]。

LTB245E1型斷路器配置的BLK222型操動機構(gòu)具有體積小、安裝調(diào)試簡便、技術(shù)較為成熟等特點，是一種應(yīng)用廣泛的彈簧機構(gòu)。該型斷路器在四川電網(wǎng)中運行較為穩(wěn)定，但是在近些年的運行中也出現(xiàn)了一些問題[4-8]。下面結(jié)合一起典型的LTB245E1-BLK222型斷路器機構(gòu)缺陷，對檢修工作重點及對策進行了探討。

1 典型缺陷

1.1 斷路器概況

某220 kV變電站264斷路器為北京ABB高壓開關(guān)有限公司生產(chǎn)的 LTB245E1型斷路器，配裝機構(gòu)為BLK222，操作機構(gòu)型式為卷簧。在檢修過程中，通過機械特性測試發(fā)現(xiàn)該斷路器A相的分、合閘時間均合格，合閘速度合格但分閘速度均低于標準值。

1.2 測試結(jié)果

采用SA10特性測試儀對264斷路器進行機械特性測試，其中速度測試采用角位移傳感器。試驗采用外觸發(fā)模式，逐相操作測試。測試結(jié)果，如圖1、圖2所示。

圖1 264斷路器A相合閘時的測試結(jié)果

圖2 264斷路器A相分閘時的測試結(jié)果

從圖1、圖2中可以看出，A相合閘時間為26 ms，合閘速度為7.4 m/s；A相分閘時間為15.6 ms，分閘速度為7.7 m/s。在廠家提供的《北京ABB高壓開關(guān)有限公司LTB245E1-BLK222型斷路器維護與檢修工藝導(dǎo)則》中規(guī)定，斷路器的額定合閘時間不大于 28 ms，額定分閘時間為17±2 ms，額定合閘速度為7.2～7.8 m/s，額定分閘速度為7.8～8.7 m/s。經(jīng)多次測試并對比測試數(shù)據(jù)與標準值可知，264開關(guān)的分、合閘時間均合格，合閘速度也合格，但其分閘速度均低于標準值。

2 缺陷原因分析

2.1 BLK222型操動機構(gòu)工作原理

BLK222型操動機構(gòu)如圖3所示，可以看出該機構(gòu)主要由以下元件組成：1-分閘掣子；2-驅(qū)動拐臂；3-偏心拐臀；4-合閘掣子；5-主軸；6-合閘彈簧；7-儲能電動機；8-驅(qū)動器；9-限位開關(guān)；10-分閘彈簧；11-分閘緩沖器。

圖3 BLK222型操動機構(gòu)

機構(gòu)的儲能過程為：斷路器在初始位置(斷路器在分位，分、合閘彈簧均沒有能量)，打開儲能電源，限位開關(guān)接通儲能電動機回路，電動機啟動給合閘彈簧儲能。合閘彈簧旋轉(zhuǎn)儲能到位后，儲能指示盤上的擋塊壓下限位開關(guān)，斷開電動機回路。

斷路器接到合閘指令后，合閘線圈銜鐵撥動合閘掣子，釋放驅(qū)動拐臂，帶動偏心拐臂至合閘位置，同時將分閘彈簧壓縮儲能。在合閘行程的末段偏心拐臂被分閘掣子鎖定在合閘位置。驅(qū)動拐臂與偏心拐臂分離并返回初始位置。

斷路器接到分閘指令后,分閘線圈銜鐵撥動釋放分閘掣子，并由斷路器的分閘彈簧帶動偏心拐臂完成分閘操作，分閘運動尾段由分閘緩沖器進行阻尼。

2.2 原因分析

由BLK222型操動機構(gòu)工作原理可知，在機構(gòu)無卡澀等導(dǎo)常情況下，決定分閘速度快慢的主要因素是分閘彈簧的能量大小。分閘彈簧的能量由合閘彈簧提供，而分閘彈簧能量大小由分閘彈簧的壓縮量決定。

從斷路器的行程曲線可以看出，整個曲線光滑無畸變點，說明機構(gòu)無卡澀情況存在，所以分閘速度偏低的主要原因為分閘彈簧的預(yù)壓縮量偏小。

3 缺陷處理

3.1 處理方法研究

根據(jù)對斷路器分閘速度偏小原因的分析，處理缺陷的思路主要有2種：

1)增大合閘彈簧儲能。通過調(diào)節(jié)儲能盤的角度，調(diào)節(jié)儲能彈簧的旋轉(zhuǎn)角度，達到調(diào)整儲能彈簧儲能大小。增加儲能彈簧的旋轉(zhuǎn)角度，增大儲能彈簧的輸出能量，從而增大分閘彈簧的吸收能量，間接達到提高分閘速度的目的。調(diào)整方法是儲能盤往左增加儲能彈簧的旋轉(zhuǎn)角度，往右減少儲能彈簧的旋轉(zhuǎn)角度，每一個孔調(diào)整角度為5°。調(diào)整好后，螺絲涂螺紋密封膠，緊固力矩為3.6 Nm。

2)增加分閘彈簧的預(yù)壓縮量。可在合閘輸出能量不變(對合閘速度的影響非常小)的情況下，增加分閘彈簧的儲能大小，從而提高分閘速度。

3.2 處理方法選擇

調(diào)節(jié)合閘彈簧儲能大小，會同時影響分閘和合閘速度，適合于分、合閘速度均需要調(diào)整的機構(gòu)調(diào)節(jié)處理。調(diào)節(jié)完合閘速度后，如分閘速度出現(xiàn)偏差，可能需要再次對分閘彈簧進行調(diào)整。增加分閘彈簧的預(yù)壓縮量，僅影響分閘速度(對合閘速度影響極小)，調(diào)節(jié)影響面較小。適合分閘彈簧出力輕微降低時的機構(gòu)調(diào)節(jié)處理。

本次264繼路器彈簧操作機構(gòu)A相合閘速度正常而分閘速度偏低，為節(jié)省調(diào)整時間減小停電影響，采用增大分閘彈簧的預(yù)壓縮量的調(diào)節(jié)方法，只調(diào)整分閘彈簧的長度，即可簡潔、準確地完成調(diào)整。

3.3 處理結(jié)果

針對實測分閘速度與額定值的差值，根據(jù)調(diào)試經(jīng)驗對分閘彈簧緊固螺母旋緊2～2.5圈。圖4和圖5為處理后的機械特性測試結(jié)果。

圖4 264斷路器A相調(diào)整后合閘時的測試結(jié)果

分閘彈簧調(diào)節(jié)后，復(fù)測合閘時間為25.9 ms，分閘時間為15.6 ms，符合要求；合閘速度為7.5 m/s，符合額定合閘速度7.2～7.8 m/s的要求；分閘速度為8.2 m/s，符合額定分閘速度7.8～8.7 m/s的要求。處理后的分、合閘速度均符合要求。

圖5 264斷路器A相調(diào)整后分閘時的測試結(jié)果

4 檢修工作重點

通過對四川電網(wǎng)在運的LTB245E1型斷路器的統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)該型斷路器的缺陷和故障主要集中在操作機構(gòu)及二次回路上，因此檢修工作的重點也應(yīng)在這兩方面上。

1)操作機構(gòu)檢修

LTB245E1型斷路器所配BLK222型彈簧操作機構(gòu)具有很強的環(huán)境適應(yīng)性，但是由于其操作功大、動作速度快，容易出現(xiàn)機械特性測試不合格、機構(gòu)連桿松動、分合閘掣子磨損、緩沖器故障等問題。

因此，操作機構(gòu)的檢修工作主要包括：檢查各連桿、拐臂螺栓是否緊固；檢查分閘緩沖器有無變形；檢查儲能彈簧緊固螺栓標記有無錯位，螺栓有無松動；用塞尺檢查分、合閘摯子間隙是否為1 mm；完善機構(gòu)箱封堵；檢查除濕裝置是否正常工作；按照規(guī)程開展相關(guān)機械特性測試等。

2)二次回路檢修

作為斷路器的重要組成部分，二次回路的缺陷(如控制回路電源及控制回路元件異常、分合閘線圈斷線或匝間短路、相關(guān)繼電器觸點異常等)都會造成斷路器動作異?；蚬收稀９识诙位芈返臋z修工作中，應(yīng)加強對電氣元件的清掃，接線緊固；開展二次回路絕緣電阻測量；檢查機構(gòu)防跳功能是否正常等。

5 結(jié) 語

LTB245E1型斷路器是一種運行狀況相對較好的斷路器，但該型斷路器也出現(xiàn)了不少缺陷和故障，尤其是配用的BLK222型操動機構(gòu)。

北京ABB高壓開有限公司的《LTB245E1-BLK222型斷路器維護管理導(dǎo)則》中規(guī)定的中期檢修項目繁多，設(shè)備運維單位應(yīng)加強對檢修項目的督導(dǎo)檢查，保證檢修重點的落實，確保斷路器狀態(tài)良好，動作可靠準確，進而保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。