一例出口断路器弹簧储能故障分析

王志宇

（大唐碧口水力发电厂，甘肃陇南746412）

近些年来，断路器弹簧储能故障频繁发生，不仅对电力系统的正常运行产生极大的影响，甚至对人们日常生活、工作以及生产的用电也将产生影响，对此必须采取有效的改进措施。本文主要结合一例断路器弹簧储能故障以及相应的改进措施进行分析。

1 涡卷式弹簧操动原理

断路器弹簧储能故障对变电站以及电力系统的正常运行都会产生直接的影响，本文主要以涡卷式弹簧为例进行分析。涡卷式弹簧操动原理如下。

涡卷式弹簧做断路器合闸的过程中，首先要完成对分闸弹簧的储能［1］。一般情况下，涡卷弹簧主要装在弹簧盒内，而且，在内端和外端都设有钩环，其主要作用是实现主轴以及弹簧盒之间更好的连接，同时，在弹簧盒外端也会设有齿轮，避免在运行过程中，弹簧盒出现滑动的现象。涡卷式弹簧操动储能时，弹簧的主轴定位不动，合闸挚子闭锁时，涡卷式弹簧储能继电器的纤维开关将会执行切断储能回路的动作；另外，在涡卷式弹簧操动合闸线圈接收到合闸命令之后，执行脉冲动作并让合闸挚子脱扣。与此同时，合闸驱动轴也将通过合闸弹簧的能力来带动与此连接的驱动拐臂，继续经驱动拐臂传递来使牵引偏心拐臂将能量传递至断路器的合闸弹簧以及拉杆上，从而实现断路器的合闸操作，然后开关站的电机继续实施弹簧储能操作，与之前的操动相同。

2 一例断路器弹簧储能故障分析

随着社会经济的不断发展，电力行业的发展也极为迅速，变电站的建设数量也越来越多，为人们提供可靠的电能，如，35 k V、110 k V、220 k V变电站的建设和运行，为社会提供可靠的用电环境［2］。但是，在电力系统正常运行的过程中，开关站却存在一定的断路器弹簧储能故障，严重影响到电力系统供电的可靠性。

例如，在相关厂家组织技术人员对220 k V开关箱进行解体的过程中发现，储能位置处辅助接点的继电器功能保持着正常运行的状态，但是，该位置的储能限位挡板却存在很大的不足，如，偏离原来的轨迹、位置未能达到指定的位置等，严重影响到220 k V开关箱的正常运行［3］。经过多名厂家技术人员对设备解体发现，合闸弹簧之间的衬垫出现严重变形，使得弹簧并未达到相应的弹力要求，未能将储能限位挡板推到相应的位置处，致使220 k V开关站出现断路器弹簧储能故障。

另外，某电厂220 k V开关站2201DL合闸弹簧未储能不发信号也是断路器弹簧储能故障之一，虽然该故障的发生机率较小，但也是影响到开关站正常运行的主要故障之一。引起220 k V开关站2201DL合闸弹簧未储能不发信号的原因大多是C相行程开关常闭接点SP不可靠而引发的（如图1所示）。

图1 C相行程开关常闭接点SP不可靠状态

如果开关合闸之后SP未实现闭合的话，那么，SPX就不能励磁，这样就会导致C相弹簧出现储能未成功的现象，同时SPX的常开接点也不能按照正常的闭合操动，信号发出失败就会引发弹簧未储能不发信号的故障（如图2所示）。

图2 SPX的常开接点也不能按照正常的闭合操动现状图

3 对此例断路器弹簧储能故障的改进意见

断路器弹簧储能故障的影响极大，正如以上对一例断路器弹簧储能故障的分析一样，如果发生这类故障，那么断路器弹簧储能不能正常进行，变电站的正常运行也将受到影响，对此，作者主要提出以下几方面的改进措施。

3.1 时间继电器和信号回路接触器的安装改造

通过以上对该例断路器弹簧储能故障的分析得知，断路器弹簧储能故障很少见，一旦发生必将对断路器的正常运行造成极大的影响，因此，必须采取有效的改进措施，避免断路器弹簧储能故障的再次发生［4］。通过长期对断路器的分析和调查，以及对该例断路器弹簧储能故障的现场调查发现，一般情况下，电动机储能多采用一个三常开接点的接触控制器，而且，在使用过程中接点也将全部使用，这样就不会存在预留的接点或是备用的接点，在更换电动机接触器时，不能对箱体进行重新打孔，更换接触器极为困难，而且，还要对新换上的接触器与原回路匹配程度进行审核，整个更换过程不仅消耗大量的人力、物力，甚至会导致更换的接触器与原回路不匹配的现象。针对这一例断路器弹簧储能故障的分析，作者建议重新安装信号回路接触器以及相应的时间继电器，来实现对断路器信号回路的改造。

3.2 其他改进方案

除了以上提到的改进方案以外，还可以通过以下方式来对断路器弹簧储能实施改进［5］：①可以在超时运转时间上进行整定，将储能超时回路运转时间整定为3分钟，这样可以避免断路器弹簧储能出现延迟的现象；②可以将每个经过改造的开关段子箱到220 k V开关机构箱之间敷设一根电缆，电缆的指标要满足实际使用情况，一般选择4×1.5的规格；③可以安装备用时间继电器以及接触器，避免储能信号出现超时的现象，作者建议在每个开关机构箱内加装一个时间继电器和三个接触器，将二者的作用充分的发挥出来，实现对储能信号超时故障的弥补作用，从而有效地避免断路器弹簧储能故障的发生。另外，针对这一例断路器弹簧储能故障问题，可以将其故障原因反映至厂家，并给生产厂家提出相应的改进建议，让生产厂家对断路器等设备进行完善和改造，调整相关的参数，有效避免断路器储能故障问题的发生。

在对断路器弹簧储能故障进行改造的过程中需要注意的是，要尽量在开关机构箱内加装白钢背板，并将经过改造的时间继电器以及接触器固定到白钢背板上，将原有的线路以及设备进行隔开，避免新改造的线路与原回路以及相应的线路之间出现混乱的现象，同时也更方便后期的维护保养工作，从而有效地避免和降低断路器弹簧储能故障的发生率［6］。

4 总 结

综上所述，断路器运行过程中，弹簧储能环节极为重要，而弹簧储能环节却可能受到内部和外部因素的影响，致使断路器弹簧出现信号超时或发不出去的现象，严重影响到断路器的正常运行。通过对一例断路器弹簧储能故障的分析，作者结合自身多年的工作经验，以及对这例断路器弹簧储能故障的了解，提出几点改进措施，提升了断路器弹簧储能运行的质量。

［1］ 刘滨涛，肖建华，黄 倩.一起断路器弹簧储能故障分析与处理［J］.电气技术，2013，（01）：68-69.

［2］ 詹风琴.开关弹簧储能机构在运行中应注意的问题［J］.电力安全技术，2001，（06）：13.

［3］ 钟自勤.弹簧储能机构断路器控制回路反措［J］.继电器，2000，（06）56-57.

［4］ 张福平.断路器弹簧储能异常信号情况分析及处理方案［J］.华电技术，2009，（02）：48-49.

［5］ 龚景森，潘继良.弹簧储能机构断路器二次控制回路的改进［J］.电力建设，2014，（01）：51-52.

［6］ 刘滨涛，肖建华，黄 倩.一起断路器弹簧储能故障分析与处理［J］.电气技术，2013，（01）：68-69