移动式手车断路器动静触头改进

白锋

国网山东省电力公司单县供电公司

移动式手车断路器动静触头改进

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本文从KYN28系列中置柜为出发点，通过分析其移动式手车断路器动静触头接触不良引发的事故，进而分析事故发生的原因，逐步提出了10kV开关柜移动式断路器触头改进建议和方案。

开关柜；断路器；触头；改进

1 引言

KYN系列开关柜凭借其良好的五防性能，较小的空间占位，较高的防护等级，简单的操作方式及灵活的出线方式等优点逐渐被广大的电力用户所采用。本文对KYN28-12型开关柜最重要的部分——断路器室内设备进行认真的研究，从运行中发现的缺陷入手，对移动式手车断路器动静锄头提出改进意见和建议。

2 现有10kV移动式开关柜断路器触指缺陷分析

2.1 事故案例一

在110kV×变电站1＃主变10kV侧101开关检修试验时发现其手车断路器动触头B相梅花触指接触面有灼伤痕迹，对其灼伤电进行处理后，经过接触电阻测量合格后准许投入运行。在工作结束恢复送电时，操作人员按照操作票所列项目进行操作。当在操作“将1＃主变10kV侧101开关由检修转运行”的操作时，在手车开关摇进的过程中，动静触头接触时发生了事故，手车室内有弧光产生，大量黑色烟从手车室内冒出，造成#2主变低后备Ⅱ段过流保护Ⅰ时限动作，断开10kV分段开关，切除10kVⅠ段母线所带负荷。

在停电后进行事故处理时发现手车室内A、B相动、静触头损伤严重。手车开关B相动触头梅花触指箍紧弹簧断裂。

事故发生后我们认真检查设备损伤情况，对该手车未烧坏的动触头进行认真的解剖分析，请开关柜厂家技术人员对触指开展接触压力测试，发现其接触压力已经不能满足运行要求，存在安全隐患。

2.2 事故案例二

公司某大客户35kV变电站10kV0103出线开关在负荷高峰期发生爆炸事故，引起该用户站全站停电。变压器低后备保护动作，跳开主变10kV侧进线开关，造成用户变电站全站停电的重大事故。

经过现场仔细观察和检查，发现0103开关上导电臂动静触头（母线侧），明显好于下导电臂动静触头，真空管虽然经过高温，但表面基本完好，未发生爆炸；而0103开关下导电臂的动静触头部分，几乎已经全部烧毁，经过对0103开关下导电臂A、B、C三相短路接地点的烧伤严重程度，进行了比对后，发现0103开关A相下导电臂动静触头处和相邻的柜体的烧损最为严重，重点检查该部位，根据现场情况推断，最初故障点为0103开关A相下导电臂动静触头处，其原因可能是由于导电臂动静触头存在严重的接触不良，而事故发生前10kV负荷较大，导致接触点严重发热，使动触头的触指箍紧弹簧失去弹性或烧断，触指失去弹簧的束缚力而脱落，造成0103开关A相下导电臂动静触头处自行断开，形成拉弧，首先对前柜体放电，造成前柜体上有一个明显的放电孔洞。

2.3 事故分析

手车室是一个封闭的环境，其内部触头接触情况不可观察，红外测温达不到位置，动静触头有效接触面不良不能够及时发现，造成触头发热，触指压接弹簧烧断，最终导致事故发生。

动触头梅花触指使用中存在以下问题：因接触点比较少，要得到比较小而且稳定的接触电阻，就需要增加接触点的压力，这样就容易因接触点压力大而造成镀银层的磨损。因梅花触指和触座之间的压力要靠弹簧箍紧产生，在实际生产中，由于可能出现一组梅花触指的外形尺寸不一致的情况，特别是弹簧与导电杆表面的相对距离，影响弹簧对触指产生的压紧力，假如相邻的3片触指中，两边的触指距离比中间的触指距离大，将会导致中间的触指和弹簧接触不良甚至是接触不上，则中间触指上产生的压紧力比两边的小。这样就会造成事故一中的情况，梅花触指和静触头接触面压力小的点有灼伤痕迹。由于我们作为用户单位，受条件限制不具备开展弹簧接触压力测试的能力，往往对灼伤点处理的方法是，用砂纸打磨灼伤部位，而后进行回路电阻测量，合格方可运行，这种情况下很难发现造成灼伤的真正“元凶”，箍筋弹簧压力不够。另外，在设计触指的形状时也应该考虑其装配后的稳定性，在电连接上的一组梅花触指，有接触不好的情况时，就会造成电阻增大-发热-再增大的恶性循环。

3 改进建议

现有动静触头为弹簧结构简单，体积小、用料省、成本低；接触点分布合理、导电性优良、电动及热稳定性好；每个接触点的接触压力不高；其镀银层在分合闸操作时具有良好的耐磨性；压缩变形量大，对机械加工精度要求不高，对加工误差和装配误差有较大的适应性，适合大规模生产。其缺点：手车断路器触指压力完全来源于箍紧弹簧的束缚力，当弹簧在过电流过温升等条件下断裂时，动触头触指便完全失去对静触头的压力，导致动静触头不能有效接触产生热效应，最终导致接触部位热损。

经过多次试验和验证最终确定了对原有结构改良的方法，在既能保持原有动静触头优点的情况下，又能有效的解决其缺点。即：在接触部位增加另外一种接触方式以保证在弹簧触指失效的情况下仍能有效接触是一种行之有效的方法。在目前移动式开关柜动静触头梅花式触指中心处加装辅助触指，将手车摇入开关柜时可以引导动静触头快速准确地投切到位；运行时，可以增加有效接触面，并可以防止动触头触指弹簧断裂导致动静触头失去有效接触面或有效接触面不够而导致发热甚至放电爆炸的危险。

根据这个原则我们形成了最终的改造方案如图1。

图1 说明：1、动触头触臂，2、栅，3、弹簧，4、梅花触指，5、辅助触指，6、静触头，7、动触头。

4 结束语

由于目前所有移动式开关柜（中置柜）断路器导电臂动、静触头接触形式只采用了单面接触的方式，接触效果差。在经过我们研究改进后，将动静触头单面接触的方式改变为内外互相接触的方式，实现动静触头的全方位多点接触。通过更合理的接触形式使断路器在运行过程中的通流能力、热稳定能力得到有效改善，该成果已获得实用新型专利授权。今后我们将进一步对手车断路器进行研究，希望能发明出准确反映手车断路器动静触头接触情况的可视设备，确保动静触头接触良好。

[1]李健.浅析弹簧触指在GIS中的应用.《高压电器》.2007年12月

[2]梅花触头设计规范.高压开关柜厂家技术资料