LTB245E1-BLK222型断路器机构缺陷的分析

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(1.国网泸州供电公司，四川 泸州 646002；2.国网四川省电力公司电力科学研究院，四川 成都 610041；3.国网眉山供电公司，四川 眉山 620010)

0 引 言

高压断路器作为电力系统中的重要设备，起着控制和保护的双重作用。由于种种原因，断路器往往出现故障,其性能会直接影响电网的稳定运行性以及供电的可靠性。LTB245E1型为北京ABB高压开关有限公司生产的220 kV SF6断路器，该型断路器配置BLK222型弹簧操动机构，目前广泛应用于四川电网中[1-3]。

LTB245E1型断路器配置的BLK222型操动机构具有体积小、安装调试简便、技术较为成熟等特点，是一种应用广泛的弹簧机构。该型断路器在四川电网中运行较为稳定，但是在近些年的运行中也出现了一些问题[4-8]。下面结合一起典型的LTB245E1-BLK222型断路器机构缺陷，对检修工作重点及对策进行了探讨。

1 典型缺陷

1.1 断路器概况

某220 kV变电站264断路器为北京ABB高压开关有限公司生产的 LTB245E1型断路器，配装机构为BLK222，操作机构型式为卷簧。在检修过程中，通过机械特性测试发现该断路器A相的分、合闸时间均合格，合闸速度合格但分闸速度均低于标准值。

1.2 测试结果

采用SA10特性测试仪对264断路器进行机械特性测试，其中速度测试采用角位移传感器。试验采用外触发模式，逐相操作测试。测试结果，如图1、图2所示。

图1 264断路器A相合闸时的测试结果

图2 264断路器A相分闸时的测试结果

从图1、图2中可以看出，A相合闸时间为26 ms，合闸速度为7.4 m/s；A相分闸时间为15.6 ms，分闸速度为7.7 m/s。在厂家提供的《北京ABB高压开关有限公司LTB245E1-BLK222型断路器维护与检修工艺导则》中规定，断路器的额定合闸时间不大于 28 ms，额定分闸时间为17±2 ms，额定合闸速度为7.2～7.8 m/s，额定分闸速度为7.8～8.7 m/s。经多次测试并对比测试数据与标准值可知，264开关的分、合闸时间均合格，合闸速度也合格，但其分闸速度均低于标准值。

2 缺陷原因分析

2.1 BLK222型操动机构工作原理

BLK222型操动机构如图3所示，可以看出该机构主要由以下元件组成：1-分闸掣子；2-驱动拐臂；3-偏心拐臀；4-合闸掣子；5-主轴；6-合闸弹簧；7-储能电动机；8-驱动器；9-限位开关；10-分闸弹簧；11-分闸缓冲器。

图3 BLK222型操动机构

机构的储能过程为：断路器在初始位置(断路器在分位，分、合闸弹簧均没有能量)，打开储能电源，限位开关接通储能电动机回路，电动机启动给合闸弹簧储能。合闸弹簧旋转储能到位后，储能指示盘上的挡块压下限位开关，断开电动机回路。

断路器接到合闸指令后，合闸线圈衔铁拨动合闸掣子，释放驱动拐臂，带动偏心拐臂至合闸位置，同时将分闸弹簧压缩储能。在合闸行程的末段偏心拐臂被分闸掣子锁定在合闸位置。驱动拐臂与偏心拐臂分离并返回初始位置。

断路器接到分闸指令后,分闸线圈衔铁拨动释放分闸掣子，并由断路器的分闸弹簧带动偏心拐臂完成分闸操作，分闸运动尾段由分闸缓冲器进行阻尼。

2.2 原因分析

由BLK222型操动机构工作原理可知，在机构无卡涩等导常情况下，决定分闸速度快慢的主要因素是分闸弹簧的能量大小。分闸弹簧的能量由合闸弹簧提供，而分闸弹簧能量大小由分闸弹簧的压缩量决定。

从断路器的行程曲线可以看出，整个曲线光滑无畸变点，说明机构无卡涩情况存在，所以分闸速度偏低的主要原因为分闸弹簧的预压缩量偏小。

3 缺陷处理

3.1 处理方法研究

根据对断路器分闸速度偏小原因的分析，处理缺陷的思路主要有2种：

1)增大合闸弹簧储能。通过调节储能盘的角度，调节储能弹簧的旋转角度，达到调整储能弹簧储能大小。增加储能弹簧的旋转角度，增大储能弹簧的输出能量，从而增大分闸弹簧的吸收能量，间接达到提高分闸速度的目的。调整方法是储能盘往左增加储能弹簧的旋转角度，往右减少储能弹簧的旋转角度，每一个孔调整角度为5°。调整好后，螺丝涂螺纹密封胶，紧固力矩为3.6 Nm。

2)增加分闸弹簧的预压缩量。可在合闸输出能量不变(对合闸速度的影响非常小)的情况下，增加分闸弹簧的储能大小，从而提高分闸速度。

3.2 处理方法选择

调节合闸弹簧储能大小，会同时影响分闸和合闸速度，适合于分、合闸速度均需要调整的机构调节处理。调节完合闸速度后，如分闸速度出现偏差，可能需要再次对分闸弹簧进行调整。增加分闸弹簧的预压缩量，仅影响分闸速度(对合闸速度影响极小)，调节影响面较小。适合分闸弹簧出力轻微降低时的机构调节处理。

本次264继路器弹簧操作机构A相合闸速度正常而分闸速度偏低，为节省调整时间减小停电影响，采用增大分闸弹簧的预压缩量的调节方法，只调整分闸弹簧的长度，即可简洁、准确地完成调整。

3.3 处理结果

针对实测分闸速度与额定值的差值，根据调试经验对分闸弹簧紧固螺母旋紧2～2.5圈。图4和图5为处理后的机械特性测试结果。

图4 264断路器A相调整后合闸时的测试结果

分闸弹簧调节后，复测合闸时间为25.9 ms，分闸时间为15.6 ms，符合要求；合闸速度为7.5 m/s，符合额定合闸速度7.2～7.8 m/s的要求；分闸速度为8.2 m/s，符合额定分闸速度7.8～8.7 m/s的要求。处理后的分、合闸速度均符合要求。

图5 264断路器A相调整后分闸时的测试结果

4 检修工作重点

通过对四川电网在运的LTB245E1型断路器的统计分析，发现该型断路器的缺陷和故障主要集中在操作机构及二次回路上，因此检修工作的重点也应在这两方面上。

1)操作机构检修

LTB245E1型断路器所配BLK222型弹簧操作机构具有很强的环境适应性，但是由于其操作功大、动作速度快，容易出现机械特性测试不合格、机构连杆松动、分合闸掣子磨损、缓冲器故障等问题。

因此，操作机构的检修工作主要包括：检查各连杆、拐臂螺栓是否紧固；检查分闸缓冲器有无变形；检查储能弹簧紧固螺栓标记有无错位，螺栓有无松动；用塞尺检查分、合闸挚子间隙是否为1 mm；完善机构箱封堵；检查除湿装置是否正常工作；按照规程开展相关机械特性测试等。

2)二次回路检修

作为断路器的重要组成部分，二次回路的缺陷(如控制回路电源及控制回路元件异常、分合闸线圈断线或匝间短路、相关继电器触点异常等)都会造成断路器动作异常或故障。故而在二次回路的检修工作中，应加强对电气元件的清扫，接线紧固；开展二次回路绝缘电阻测量；检查机构防跳功能是否正常等。

5 结 语

LTB245E1型断路器是一种运行状况相对较好的断路器，但该型断路器也出现了不少缺陷和故障，尤其是配用的BLK222型操动机构。

北京ABB高压开有限公司的《LTB245E1-BLK222型断路器维护管理导则》中规定的中期检修项目繁多，设备运维单位应加强对检修项目的督导检查，保证检修重点的落实，确保断路器状态良好，动作可靠准确，进而保障电力系统的安全稳定运行。