断路器弹簧储能机构常见缺陷原因分析与处理

（上接第204页）
摘要:随着电力企业的飞速发展，设备日趋更新，SF6和真空断
路器日益普及，弹簧储能机构也在电力系统得到了广泛应用。

弹簧储能机构不仅体积小，而且相对电磁机构运行稳定，
维护量小。

但随着运行年限的增加，日渐暴露出了一些常见缺陷，
严重的将影响设备的安全稳定运行。

如微动开关节点粘连、
烧毁，机构卡涩造成的拒分、拒合以及一合即分，储能弹簧调节不到位或弹性不足造成的合闸拒动
等。

本论文针对日常维护过程中所遇缺陷，
结合弹簧储能机构的工作原理，进行了详细的原因分析，并提出相应的检修方法和对策。

关键词:断路器操作机构缺陷原因分析处理
0引言
随着电力企业的飞速发展，设备日趋更新，SF6和真空断路器日益普及，110kV 及以下断路器大多采用弹簧储能机构，该机构在电力系统得到了最广泛的应用。

弹簧储能机构不仅体积小，而且相对电磁机构具有动作速度快、合闸电流小、储能电源容量小、交直流均可使用、运行稳
定、维护量小等优点。

但随着运行年限的增加，
该类型机构日渐暴露出了一些缺陷，严重的将影响设备的安全稳定运
行。

如微动开关节点粘连、烧毁，
机构卡涩造成的拒分、拒合以及一合即分，储能弹簧调节不到位或弹性不足造成的
合闸拒动等。

现就以CT-17型弹簧机构为例，结合笔者近几年在日常检修维护和缺陷处理过程中所遇到的问题，
以实例进行原因分析。

1机构箱密封不良,机构油泥严重,造成断路器拒动或一合即分
故障现象：2010年-2011年，晋中供电分公司变电检修工区所维护的三座110kV 变电站先后四次发生35kV 断路器不能合闸的缺陷，三座变电站均使用同一厂家且同
为CT-17操作机构的断路器。

且CT-14型机构也出现过该类缺陷。

检查过程：在现场检查过程中发现，
无论电动或手动合闸，均出现断路器一合即跳现场，因此可以排除合闸控
制回路的问题。

经过详细检查发现，
造成断路器一合即跳的原因是断路器电动合闸后分闸半轴不能回位，
相当于一直发出分闸命令，从而造成断路器合闸后不能有效保持合闸状态，在分闸弹簧的作用力下自行分闸。

再经仔细检查发现造成分闸半轴不能有效回位的原因是：扇形板运动不到位，与分闸半轴发生卡滞。

当用一个很小的外力向上作
用扇形板时，扇形板运动2-3mm，扇形板与分闸半轴卡
滞现场消失，断路器可合闸到位。

多次进行合分断路器，故障依然出现，可见不能根本消除该缺陷。

原因分析：经过多次现场处理分析以及与厂家售后人
员咨询，造成该故障发生的主要原因是：
箱内灰尘与机构内部件润滑油脂混合形成油泥，日积月累大量积存在扇形
板、分闸半轴、转动部位等处，
造成断路器机械卡涩，转动和滑动部位润滑不良。

分析其根本原因主要有以下几点：①机构箱密封设计不良，可通过中间传动箱进入灰尘；②
机构箱密封条年久老化，造成密封不严；③运行人员和维
护人员对机构除尘工作不重视。

处理方法：①在断路器处于检修状态下，
将弹簧能量释放，用干净抹布蘸汽油对扇形板、分闸半轴以及其他转动、滑动部位进行油泥清理，狭窄空间处可将抹布缠绕于螺丝刀上清除，清除后用机油枪重新加注润滑油脂。

②定期检查
机构箱密封情况，将电缆穿孔有效封堵，
密封条破损时应及断路器弹簧储能机构常见缺陷原因分析与处理
陈晓亮张卫平
高永鹏
（国网山西省电力公司晋中供电公司）
[2]Saroj l,Ashley Craig.A Critical Review of the Psy-choph ysiology of Driver Fatigue [J].Biological Psychology.2001,55:173-194.
[3]王玉化，朱守林，戚春华，高明星.基于脑电信号的草原公路驾驶疲劳研究[J].科学技术与工程，2014，27:286-290.
[4]房瑞雪，赵晓华，荣建，毛科俊.基于脑电信号的驾驶疲劳研究[J].公路交通科技，2009(S1):124-126+141.
[5]张诚.基于脑电信号的驾驶疲劳实时检测系统[D].北京工业大学，2010.
[6]郭孜政，谭永刚，马国忠，潘毅润，陈崇双.基于BP 神经网络的驾驶精神疲劳识别方法[J].哈尔滨工业大学学报，2014，08:118-121.
[7]郑培，宋正河，周一鸣.机动车驾驶员驾驶疲劳测评方法的研究状况及发展趋势[J].中国农业大学学报，2001，6(6):101-105.
[8]许少凡，李凯钿，狄红卫，刘卓健.基于瞳孔几何特征的驾驶疲劳检测嵌入式系统的设计[J].光学技术，2009，35(1):148-151.
[9]徐建君.基于人脸特征的列车司机疲劳驾驶检测与识别系统研究[D].成都:西南交通大学，2010:39-64.
[10]屈肖蕾，成波，林庆峰，等.基于驾驶员转向操作特性的疲劳
驾驶检测[J].汽车工程，
2013(9):803-807.[11]Friedrichs F,Yang B.Drowsiness monitoring by steering
and lane data based features under real driving conditions[C]
//Proceedings of the European Signal Processing Conference,Aalborg,Denmark.2010:23-27.
[12]朱淑亮.基于视频图像分析与信息融合的驾驶员疲劳检测技术研究[D].山东大学，2011.
[13]薄纯娟，徐国凯，宋鹏，李忠楠.疲劳驾驶检测方法研究综述[J].大连民族学院学报，2013，03:266-271.
[14]王连震，裴玉龙.基于贝叶斯网络的驾驶疲劳程度识别模型[J].城市交通，2014，03:66-74.
[15]牛清宁.基于信息融合的疲劳驾驶检测方法研究[D].吉林大学，2014.
[16]成波，冯睿嘉，张伟，李家文，张希波.基于多源信息融合的驾驶人疲劳状态监测及预警方法研究[J].公路交通科技，2009(S1):13-18.
[17]汪澎，刘志强，仲晶晶.驾驶员注意涣散检测技术研究[J].中国安全科学学报，2010，07:82-88.
[18]/qcbk/aqfz/aqzb/1209/2149462.html.
作者简介:
汪宴宾(1988-),男,四川安岳人,西南交通大学交通运输与物流学院硕士研究生,研究方向:交通运输安全工程。

205
. All Rights Reserved.
时更换。

③定期用吸尘器或皮老虎清理机构箱内灰尘。

2储能不足造成断路器拒动,烧毁合闸线圈
故障现象：运行人员在进行断路器远方操作时，
断路器不能有效合闸，随即运行人员报告合闸指示红灯灭。

检查过程：检修人员打开断路器机构箱时，闻到一股
强烈的导线烧焦味道，随即检查合闸线圈，
电阻小于正常值或开路，拆卸后发现合闸线圈已经烧毁。

随即对断路器机构进行详细检查，发现如下图片所示情况：
弹簧调整螺栓卡片
卡片已脱落
弹簧调节螺栓因震动自行旋转脱出，造成弹簧拉力不足锁母松动
故障断路器储能弹簧
正常断路器储能弹簧原因分析：保证弹簧调整螺栓不能松动的卡片因为断
路器多次的分合震动自行脱落，
在断路器分合运动及弹簧拉伸运动下，弹簧调整螺栓自备锁母也发生松动，
造成调整螺栓日久自行旋转，导致该侧弹簧储能时不能到位，
出力不足。

处理方法：
①重新调节弹簧调整螺栓拧入深度，并备紧锁母，
加工制作锁片安装，保证调整螺栓不能自行松动，
故障消除；②定期或有停电时检查断路器储能弹簧拉伸情况，对处理不足或弹性降低的弹簧及时进行更换。

3行程开关节点故障故障现象（一）：运行人员报告断路器不能合闸或中央
控制屏显示控制回路断线、
弹簧未储能信号。

以2011年3月23日发生的故障为例，晋中供电分公司云山变电站运
行人员报371（1#电容器）断路器机构不能电动合闸，
控制回路断线。

现场过程：检修人员到达现场后，
检查断路器机构箱，操作电源正常，量取合闸线圈电阻正常，箱内无异味，弹簧
储能正常。

随即进行就地电动合闸操作，
发现断路器合闸线圈无反应，控制回路断线信号仍然告警。

断开操作电源，进行手动合、分闸试验，断路器正常合、
分，因此判断故障发生在机构箱内控制回路部分。

原因分析：断路器合闸控制回路中，串有一对行程开关
常开节点（弹簧未储能状态下）
，当弹簧储能正常后，该节点动作闭合，接通断路器合闸回路。

其电气图如下：
+KM SA
DL HQ
ST -KM SA———合闸命令发出，由机构本体内合闸按钮、保护装置开关和后台机命令部分组成，此处用一个按钮代表；DL——
—为断路器辅助开关节点，合闸回路中使用常闭节点（断路器在分闸状态时的位置，断路器合闸后该节
点断开）。

ST——
—行程开关节点，合闸回路中使用常开触点，此节点串入合闸回路的目的就是保证弹簧再未储能或储能
不到位的情况下，回路不能发出合闸命令，
保证合闸动作的正确性。

此次故障出现就是因为行程开关节点运行年限长，
在闭合或切断回路电流时烧坏，
接触不良造成，弹簧虽已储能，但该节点不能有效接通，合闸回路中出现断开点，
故后台机会发出控制回路断线信号。

处理方法：①更换断路器微动开关；②遇停电时检查行程开关节点闭合情况。

故障现象（二）：某站运行人员报告，10kVXX 断路器合
闸后开关柜内发出异响，且不间断，
随即停运该断路器。

现场检查：检修人员到达现场后，
对断路器进行检查，该断路器为VS1+型，配备JS 型弹簧储能操作机构。

检查时弹簧处于储能状态，合上储能电源时，
机构内即发出清脆的响声，检修人员根据经验立即判断该响声为储能电机运行响声。

由于运行人员经验缺乏且断路器运行时网门处
于闭合状态不能准确判断故障声响。

断开操作电源后，
响声消失。

根据断路器使用说明书，
储能电机回路中直接入空气开关、行程开关和电机，且弹簧已处于储能状态，
因此判断故障点即为行程开关。

原因分析：行程开关固定螺栓在出厂时未能紧固到
位，在断路器日常运行过程中，
因分合震动逐渐松动，在弹簧拐臂作用下向后发生位移。

处理方法：
①检查断路器行程开关固定螺栓松紧；
②检查行程开关动作情况，
节电是否准确动作。

通过对以上几种类型缺陷的原因分析，
我们发现弹簧储能操作机构虽然具有多项优点，
但在日常运行过程中可能由于人为或产品质量等原因，
故障已日渐显现。

因此要保证弹簧机构在运行过程中能够正常稳定的工作必须做
到以下几点：一是加强运行人员的业务素质，
掌握对各种故障的准确判断能力，为检修人员提供正确的故障信息；
二是加强该类型操作机构的日常维护和检查，
特别要重视机构箱的密封情况和除尘工作；
三是对机构主要部件达到运行年限的要及时进行更换；
四是在检修维护过程中加强检修人员的责任心，严格按照检修工艺对机构各部件进行详细检修，保证检修质量，确保不出现人为性的故障。

参考文献:
[1]平高集团有限公司，ZW30-40.5型户外高压真空断路器安装使用说明书，2007年7月.
[2]梁爽.SF_6断路器运行维护与故障处理研究[D].华北电力大
学，2008-12-10.
[3]蒋超伟.断路器弹簧储能机构故障分析与处理[J].农村电气
化，2009-01-10.
作者简介:陈晓亮(1979-),男,山西晋中人,毕业于长春工程学
院,研究方向:变电检修。

206
. All Rights Reserved.。