SF6高压断路器的弹簧、液压操作机构的比较应用

SF6高压断路器的弹簧、液压操作机构的比较应用
1 前言
高压断路器作为变电站主要保护和控制元件，其动作可靠性极为重要。

为此对高压断路器的操作机构提出了高可靠性的要求。

大功率液压操作机构的出现，对超高压SF6断路器的发展起了决定性的作用，而弹簧操作机构也由于它的安全可靠性在35kV及以上的SF6断路器中得到了广泛应用。

2 电机储能控制原理比较
2．1 弹簧操作机构(LW35-126型)的电机储能控制原理当断路器合闸后，储能位置开关sP
的1-2接点接通，从而储能控制延时继电器K4动作，其接点13-14又将电机控制接触器KM 线圈接通，电机回路接通对合闸弹簧储能。

储能到位时，机构传动轴上的凸轮将储能位置开关切断。

当机构储能
L+
DC220V／1
困
L—
DC／A
图1电机储能电路原理图
图2 电机储能电路原理图
系统发生故障时，电机运转时间过长(超过16S)，其储能控制
延时继电器的55-56接点动作，将电机储能控制回路切断，以
保护电机并向控制室发出报警信号。

见图1和图2。

2．2 液压操作机构(LW6—126型)的电机储能控制原理
当液压机构内部的油压下降至31．6MPa时，油压开关中的微动开关KP1的接点闭合，使磁力启动器KM的线圈带电，接点闭合，电动机启动，带动油泵打压储能。

当油压上升至32．6MPa时，微动开关KP1返回，KM失电返回，电机电源被切除。

当液压机构内部有机械性故障造成油泵电机过载时，对交流电机而言，热继电器的触点断开磁力启动器，使交流电机的电源切除。

当电机运转超过3~5分钟时，时间继电器KT的常闭延时分接点分开，切除电机电源，并由它的常开延时闭合接点给出打压超时信号(见图)。

当液压机构内部因机械性故障造成油泵电机(交流电机)过载时，磁力启动器内的热继电器起动，它的常闭接点切断磁力启动器，从而切除电机电源；此时如果因油压不足(KPI仍闭合)使时间继电器KT继续带电，(AC38OV,图3 电机储能控制回路图关点)其常开延时接点经过3-5rain的延时后闭合给出打压超时信号，故打压超时信号同时又可能是“机械性故障”信号。

当断路器和隔离开关同时在合闸位置运行时，发生因油压很低(低到贮压筒充气压力18．OMPa)，则由接点KL1给出油泵电机被闭锁而不能启动的信号。

此时当液压机构失压时，不能重新打压，避免断路器因重新打压而造成缓慢分闸。

3 操作机构优缺点比较
3．1 液压操作机构
优点：
(1)体积小，操作力大，需要控制的能量小，动作快，操作平稳无噪声。

液压操作机构的工作压力高，在不大的机构尺寸下就可以获得操作力而且控制比较方便。

(2)不需要直流电源，暂时失去电源时仍能操作多次；
(3)油具有润滑保护作用；
(4)容易实现自动控制与各种保护。

它特别适用于1lOkV及以上的高压和超高压断路器。

缺点：
(1)结构比较复杂；
(2)零部件加工精度要求高；
(3)油系统工作压力高，因此运动部件维修技术的要求
也高；
(4)价格比较贵。

3．2 弹簧操作机构
优点：
(1)要求电源的容量小；
(2)交、直流电源都可以用；
(3)暂时失去电源时仍能操作一次。

缺点：
(1)结构比较复杂；
(2)零部件加工精度要求高；
(3)零件数量较多；
(4)传动环节较多。

4 操作机构在运行中的注意事项
断路器的开断性能很大程度上取决于断路器的操动机
构，因此在生产运行中要注意巡视检查和维护。

4．1 日常巡视中注意检查以下内容
液压操作机构检查：
电机油泵组、继电器、端子排无烧焦痕迹，无冒烟、打火现
象；LW6型断路器的操作机构还需检查微动开关、分合闸线圈；
开关机构箱内的六氟化硫气体的压力表指示满足压力温
度关系曲线；
加压装置密封紧密、无锈蚀，箱内无异物、无渗油、漏油现
象，油箱油位正常，压力表指示正常；
检查驱潮电阻、驱潮保险完好；
液压机构低压油箱内的液压油正常时清洁而透明，如果
油变色或混浊，需换油；油面低于最低刻度时，需补油；
机构各管道、压力表与管道之间连接处、卸压阀应无渗、
漏油、漏气现象痕迹。

弹簧操作机构检查：
电机交流电源空开、驱潮电源应在合闸位置；
分闸弹簧、合闸弹簧储能、释能指示与实际相符；
机构各管道、压力表与管道之间连接处、卸压阀应无渗、
漏气痕迹；
检查开关机构箱内的六氟化硫气体的压力表指示满足压
力温度关系曲线；
就地分闸、合闸按钮、断路器动作次数记录器完好；
一贮能电动机、热继电器、分闸脱扣器、合闸脱扣器、端子
排端子应无烧焦痕迹，无冒烟、打火现象；
一检查机构箱内加热电阻始终接通且清洁、完好，箱内有
无潮湿，照明灯正常亮；
机构箱内接地线及接箱体地线无松脱现象，接地排无锈
蚀。

4．2 断路器的操作机构在下列情况下应加强监视。

巡视次数
视具体情况定
4．2．1 新设备投运(72小时后方可转入正常巡视)；
4．2．2 气温急剧变冷或变热等突变气候；
4．2．3 高温季节的高温期间和高峰负荷期间；
4．2．4 液压机构有渗漏油、SF6气体泄漏等缺陷时；
4．2．5 重负荷运行。

4．3 断路器操作机构的正常维护要求
4．3．1 开关的操作机构箱内设备每周至少要用干燥且将
金属部分用绝缘胶布包好的毛刷或鸡毛扫等工具清扫一次。

4．3．2 机构箱内保持干燥，如发现有潮湿现象，应立即合
上加热器电源开关直至加热到干燥为止。

箱体有漏水现象的，
应立即设法堵好，并合上加热器电源开关加热到干燥。

5 操作机构在运行中易出现的故障及
处理方法
针对弹簧及液压操作机构的结构、原理特点进行分析，总结其在运行中出现的各种常见故障及其处理方法，见表1和表2
表1 液压操作机构常见故障及处理方法
常见故障可能原因处理方法
1)储压简的活塞密封或筒壁磨损，致使液压更换密封圈或处理简壁
油进入氮气中
2)控制停泵的微动开关失灵修复或更换微动开关
1、油压异常增高3)压力表失灵更换或修复压力表
4)接触器卡住，电源未断开处理接触器，使其动作灵活
5)机构箱内温度异常增加降温
1) 漏氮用肥皂水检漏并进行处理
2、油压异常降低2) 漏油液压油中有异物或密封圈损坏，
查出原因分别处理
1) 储雎筒的活塞杆密封不良更换密封圈
2) 各管路接头密封处漏油检查处理
3) 高压放油阀钢球密封不严用手锤垫紫铜棒敲打处理
3、液压泵起动频繁4) 高压安全阀密封不良检查漏油处，进行处理
5) 工作缸与活塞杆润滑动密封不良更换密封圈
6)液压泵逆止阀密封不良用手锤垫紫铜棒敲打处理
7)液压油不清洁过滤液压油
没有明显漏油环节，应检查下列几点：
1)过滤器被脏物堵住清除过滤器脏物
4 2)液压泵逆止阀密封不严用手锤垫紫铜棒敲打
、液压泵打压时间长3)缸座密封圈损坏检查
、更换密封圈
4)泵内有空气排气
5)高压油路有渗油找出渗漏部位并处理
1) 忘记关闭高压放油阀关闭高压放油阀
2) 低压滤油网堵塞清洗滤油网
5、液压泵打不上压3) 液压泵进液压管被堵塞清除进油管
4) 液压泵中有空气排气
5)液压泵出口逆止阀密封圈坏更换密封圈
1) 分、合闸线圈断线或匝问短路更换线圈
2) 分、合闸电磁铁顶杆卡滞或分、合闸阀针查明原因，针对处理
过短及弯曲
3)二次回路接触不良或辅助开关没有切换处理二次回路及辅助开关
6、拒分或拒合4) 管路堵塞检修管道
5) 储压筒压力太低造成电气回路闭锁查明原因并处理
6) 传动系统卡住检修处理
7)操作电源熔断器熔断更换熔断器
表2 弹簧操作机构常见故障及处理方法
常见故障可能原因处理方法
1)电源没电检查电源回路
1、合闸弹簧不能自动直接检查储能回路中的行程开
储能2)行程开关失灵关SP是否切换
3)电机损坏维修电机或更换电机
1)直接检查储能回路中的行程
2 开关SP是否切换
、储能到位后电机不行程开关失灵2)降低行程开关的安装弯板直
停止到挂簧拐臂与行程开关的滚轮
相碰
3、机构储能结束后，定位件调整不良
，
使弹簧储能后滚轮与定位调整脱扣板与定位件之间的拉
没有合闸命令即自行件不能可靠锁住杆长度，以保证滚轮扣接在定位
合闸件元柱面的中部
6 结束语
查看电网2003年至2006年的缺陷记录，发现断路器液压操作机构的缺陷远高于弹簧操作机构。

为此，弹簧操作机构的高运行可靠性使其在电网得到了广泛的应用。