10 kV真空断路器拒动故障分析与解决方案

李启本，俞 玲

(国网上海市电力公司松江供电公司，上海 201600)

1 设备故障情况

某新建110 kV变电站10 kV开关柜共52台KYN28A-12(Z)型空气绝缘开关柜，共分4段母线，其中出线柜(1 250 A/31.5 kA)32台，电容器柜(1 250 A～31.5 kA)6台，站用变(1 250 A/31.5 kA)2台，合计(1 250 A～31.5 kA)小电流断路器40台，分段断路器柜(4 000 A/40 kA)2台，主变进线柜(4 000 A/40 kA)4台,合计(4 000 A/40 kA)大电流断路器6台。

表1 现场断路器故障及处理情况

该变电站在安装调试过程中，多次发生了10 kV断路器合闸线圈烧毁故障，同时出现分闸电磁铁引出线脱落等异常情况,具体问题及处理情况见表1。

2 断路器机构动作原理

2.1 机构合闸操作原理

该站10 kV开关操作机构示意图如图1所示。储能电机(2)得电带动储能轴(1)旋转合闸弹簧被拉长储能，储能到位后滚子(4)靠在储能保持掣子(6)上，合闸电磁铁(12)得电后铁心顶出，铁心冲击合闸脱扣板(9)使得储能保持轴(7)逆时针转动，储能保持解除，合闸弹簧释放能量带动机构合闸。

2.2 手车底盘联锁原理

10 kV开关手车连锁机构示意图如图2所示。当手车处于试验位置或者工作位置时，联锁板(11)处于图1状态，联锁板(11)与连锁销分离脱开，此时断路器可以可靠合闸；当手车在摇进摇出的过程中，联锁板(11)处于图(2)状态，联锁板(11)勾住联锁销(10)，储能保持掣子(6)不能解除保持，断路器不能完成合闸操作[1]。

图2 10 kV开关手车连锁机构示意图

3 合闸电磁铁烧毁原因分析及整改方案

3.1 原因分析

断路器出厂试验时，因合闸扣接量偏大低电压合闸困难将储能保持擎子(6)向逆时针方向调整，扣接量调小，满足低电压合闸要求。

低电压试验后做手车摇进摇出操作(见图2)。手车在摇进摇出的过程中，连接底盘车的联锁弯板(11)在底盘车的作用下向上抬起，联锁弯板(11)勾住联锁板(8)上的联锁销(10)，正常情况应有间隙，因为调整合闸扣接量的原因，在调整过程中未注意该处间隙，使得联锁弯板(11)勾住联锁板(8)上的联锁销(10)，无间隙直接摩擦，手车到工作位置或试验位置后联锁弯板(11)未能勾住联锁板(8)上的联锁销(10)可靠复位，电动合闸时，储能保持掣子(6)未能可靠解除保持完成合闸动作，线圈长期通电造成合闸线圈烧毁[2]。出厂时未发现连锁卡滞问题。

3.2 整改方案

调整合闸脱扣板(9)和联锁弯板(8)角度，使得手车在摇进摇出过程中联锁弯板(11)的挂钩处与联锁销子有适当间隙，手车摇到工作位置或试验位置时联锁弯板(11)可以可靠复位，向住联锁板(8)上的联锁销(10)断路器可以可靠合闸。

现场整改完后，对整站开关柜断路器进行如下试验。

(1)在试验位置进行1次手动分合闸操作及1次电动分合闸操作，然后要到工作位置进行1次手动分合闸操作及1次电动分合闸操作，如此反复循环进行5次操作试验，在试验位置及工作位置均可进行手动及电动分合闸操作，未出现烧线圈情况，合格。

(2)手车从试验位置至工作位置过程中观察连锁板的间隙及运动情况，不卡滞且能灵活动作，合格。

4 合闸线圈烧毁原因分析及整改方案

现场查看故障断路器合闸时情况，发现断路器未合闸，铁心状态不能回复到原始位置，线圈已烧毁，如图3所示。

图3 线圈动作后未回复到自然状态

4.1 原因分析

拆卸线圈发现[3]，线圈铁心(1)及缓冲橡胶圈(2)上有胶状物质把缓冲橡胶圈(2)、铁心(1)及线圈金属骨架(4)粘到一起，使铁心不能回到原始状态。在被胶状物粘住后，合闸时因铁心行程不够，没有足够的惯性力撞击合联锁板(8)推动合闸半轴进行合闸，机构不能合闸，辅助开关不能切换，线圈长期带电烧毁线圈。该胶状物现场观察应为解决合闸线圈冒口松动的问题时，在排查过程中所使用螺纹密封胶未涂抹干净所留残物。

4.2 整改方案

(1)更换现场烧毁线圈。

(2)对所有断路器线圈进行排查，对于发现有胶状物的线圈进行更换。线圈上所用缓冲垫为三元乙丙橡胶圈，该材料由乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物,以Ethylene Propylene Diene Monomer(EPDM)表示，HX807混炼胶，主链由化学稳定的饱和烃组成，耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异，可作为静态密封及往复密封用。

5 结语

该厂家10 kV断路器操作机构调整后，经一万次分合闸试验，未再发现断路器合闸失败及合闸线圈烧毁的现象。经进一步验收检查后，本110 kV变电站已送电成功，送电过程和送电后运行到目前为止无异常情况。