浅谈弹簧操动型断路器常见故障

浅谈弹簧操动型断路器常见故障

杨璐冯洋

杨璐冯洋（国网中卫供电公司宁夏中卫755000）

摘要：对弹簧操动型断路器实际运行中出现的常见故障进行分析，提出故障解决方案。

关键词：弹簧操动型；断路器；故障；方案

1.引言近年来，随着电网的不断发展，各类用户对电压质量和供电可靠性提出了更高的要求。而10kV及以上断路器灭弧单元主要由SF6气体、真空等为主要灭弧绝缘介质，而弹簧操动型由于有以下三种特点：（1）不需要大功率的储能源，紧急情况下也可手动储能；（2）根据需要也可构成不同合闸功的操作机构；（3）动作时间比电磁机构快，体积小、维护简单的特点。所以在电力系统10kV及以上电压等级中被广泛采用，尽管弹簧操动型断路器已经普及应用在整个电力系统中，及时发现和消除其故障，可以防止越级跳闸和缩短停电时间，对提高供电的可靠性是必要的，也保证电网的安全运行。

2、弹簧操动型断路器的结构弹簧操动型断路器主要以合闸储能弹簧的结构形式分类，主要有压簧、拉簧、扭簧三种形式。操动机构功能上又可分为五个部分：合闸机构、保持机构、分闸机构、输出装置、辅助设备。

3.弹簧操动型断路器的常见故障、原因分析及其处理方法弹簧操动型断路器故障主要分为机构故障和灭弧室故障。其灭弧室故障根据我局环境无法得到正常的检修，所以我主要以机构故障分析。

3.1操动机构拒合、拒分的主要原因。

操动机构发生拒动现象时，一般先分析拒动原因，是弹簧储能故障、二次回路故障还是机械部分故障，然后进行处理。

a、中置式小车断路器手车位置不到位：手车只有在检修、试验和工作位置才能实现分合闸操作。所以工作前应当检查手车位置是否正确，保证手车到位。

b、控制回路接线松动或脱落：分合闸回路不通，无法实现合闸操作，每次工作后应当重新紧固所有的二次接线。

c、分合闸电压过低：电动分合闸时，电磁铁动作无力，手动分合闸正常，应检查回路接通时合闸电磁铁两端电压是否低于额定值的最低动作电压，若低于最低操作电压，则需检查控制电源及二次回路电压降。

d、分合闸线圈故障：检查合闸线圈的阻值是否符合标准，若有异常，则应予以更换。检查分合闸线圈时，应用断开控制电源并用万用表测分合闸线圈的电阻，如电阻偏离正常值过大或无电阻，则应更换分合闸线圈，若电阻正常，应当检查线圈有无松动和脱落的现象，如有松动脱落则应紧固，除此之外，还有可能是线圈铁心卡涩，此时应当抽出铁心，用酒精擦洗线圈内部和铁心上的污渍，然后观察铁心端部是否有弯曲现象，对其校正或更换。

e、合（分）闸滚子和合（分）闸挚子由于长期摩擦，表面有凹凸现象，使得合闸滚子与合闸挚子脱落时摩擦力增大。另外，合闸滚子或合闸挚子因缺油或灰尘等原因也会造成转动困难，难于实现合闸。此时应当检查合闸滚子和挚子表面有无裂痕或凹凸现象，合闸滚子滚动时有无卡涩现象，转动时卡涩则需对其清洗、注油，转动时偏心或表面有裂痕及凹凸现象应当更换部件。

f、分闸挚子与分闸滚子表面磨损量过大，或分闸挚子位置调整不当，使分闸滚子和分闸挚子间的扣入深度太少。当断路器进行合闸操作时，分闸滚子在主轴的带动下使分闸挚子抬起，而分闸挚子下落时产生的弹跳可能使分闸滚子在下落时失去支撑，造成断路器合闸失败。此时要对分闸挚子和滚子进行检查，用撬棍轻轻撬动断路器主轴至合闸位置，检查分闸挚子与滚子的扣入深度是否在1/2-3/5之间，分闸挚子的位置是通过调节螺丝来调整的，旋进则扣入深度减少，旋出则扣入深度增加，如果调节螺丝无法将扣入深度调节到上述范围内，则应当是分闸挚子或分闸滚子磨损量超标，必须更换。

g、分闸挚子组件的回转弹簧疲劳，或回转轴卡涩，在对断路器实行合闸时，分闸滚子使分闸挚子抬起，待触头闭合，分闸滚子回落到位时，分闸挚子因以上原因没有回转到位，使分闸滚子失去支撑，造成断路器跳闸，致使合闸失败，此时应当检查回转轴是否卡涩，如卡涩，应当清洗加润滑脂（建议在潮湿环境下应选用具有抗水性能强的润滑脂；在尘土较多的环境下选用浓稠的含有石墨的润脂；在含酸环境下则选用经基脂；如对密封有特殊要求，应选用钡基脂），如不卡涩，应当考虑分闸挚子组件的回转弹簧疲劳，更换回转弹簧。

3.2断路器在不明原因情况下动作跳闸（合闸）断路器在正常状态下，在没有外施操作电源及机械动作时，断路器不能动作。在确认没有进行误操作的情况下，检查二次回路及操动机构，问题一般由于二次回路接地或短路引起。在潮湿多雨的季节，多为机构防水不严而受潮、加热电源未投入而引起。检查所有可能漏水点并进行有效封堵；对机构进行有效地干燥处理；投入机构箱内的加热驱潮装置；更换损坏部件。

3.3机构合（分）闸不正常断路器合闸时不可靠，断路器合闸后弹簧机构在储能过程中靠弹簧力的拉力合闸。该故障的原因是从设备运行地区风沙大，机构内出现风沙，加上机构生产厂家的材质差，传动部分容易出现锈蚀，造成弹簧机构传动不灵活，通常按卡涩现象来处理。对此断路器弹簧机构传动部件进行润滑及垂直拉杆进行调整后，能够进行正常合闸，这种现象可以看出，该故障是由机构内卡涩或锈蚀造成此断路器不能正常合闸。但是，有些机构在这样处理后，可以正常操作几次，但是多次操作之后又不正常了，在重新更换新的合闸弹簧后，断路器能够正常分合，说明是合闸弹簧存在问题，就其原因主要有，弹簧的材质存在问题和弹簧疲劳，因为材质直接影响弹簧的质量从而影响其拉力，其次无论断路器是在分位还是合位，合闸弹簧都处在拉伸位置，长期拉伸导致弹簧疲劳。对于这种故障，就要对机构进行清洗润滑，更换机构合闸弹簧，保证设备运行环境良好，并准备相应的弹簧备件。组装时保证铁芯在各个位置都不卡滞；对合闸杆进行校正、润滑。

分闸不正常也是同样地道理。

3.4储能完毕及自行合闸断路器储能完毕后，在没有合闸命令和不明原因情况下动作合闸。

主要原因是合闸轴的扣锁扣合量变小或合闸扣轴弯曲变形，使扣锁位置发生变化而锁不住，调整扣合量或更换变形的合闸扣轴。

3.5储能电机不能自动储能断路器储能电机不动作，弹簧无法储能。

常见故障有：电源没电，储能行程开关损坏，储能电机损坏，二次线松动。检查电源是否有电，检查储能开关是否损坏，如损坏则更换。检查储能行程开关是否切换正常，不正常则对其进行调整或更换。

储能电机长时间处在潮湿的环境中，将会导致电机受潮而损坏，此时应更换电机；并检查开关柜的加热驱潮装置是否正常。当机构储能部件卡涩时，将会导致电机阻转而使电机烧毁，此时应更换电机，并处理储能传动部件。检查二次线，紧固松动线头；将电机接线拆下，检查其电阻是否正常，如坏则更换或拆解下来，检查其内部是否有线圈烧断，如无则打磨电机碳刷后量取电阻是否正常。

3.6断路器机构储能后，储能电机不停断路器在合闸后，操动机构储能电机开始工作，但弹簧能量储满后，电机仍在不停运转。

主要的故障原因多为行程开关失灵或受潮短路引起。直接检查储能回路中的行程开关是否切换好，对其进行调整或更换；对机构进行有效地干燥处理，开启机构箱内的加热驱潮装置，更换损坏部件。

3.7断路器机械位置正常但闭锁功能不复归闭锁分为低气压闭锁、电机保护闭锁、防跳跃闭锁，其功能不复归多为闭锁继电器卡涉或受潮引起。此时应检查其断路器的分合机构位置，弹簧是否有能量，如弱分闸弹簧没有能量，可对其进行电机不储能的方式进行检修或更换其时间继电器或储能继电器；断路器合闸回路或分闸回路是否存在短路，导致其一直在向断路器发出合或分的命令；低气压闭锁时检查其气压是否处于闭锁状态，压力正常时，校验密度继电器是否合格，如合格检查其闭锁继电器回路是否正常，如不正常则更换。

3.8断路器直流电阻增大触头接触电阻过大在载流时触头容易发热，不利于导电和开断电路，所以接触电阻值必须符合出厂说明书要求。以下两方面原因会造成接触电阻值的逐渐增大：一方面是触头磨损或连接面氧化比较厉害。另一方面原因是断路器弹簧疲劳，造成触头开距发生变化。此时需更换弹簧或加大弹簧力度；或者调节主拉杆的长度来控制其直流电阻，如这些均不能解决其故障，则需要对其进行解体，打磨接触触头。

3.9断路器非全相运行动作断路器无法三相合闸或分闸，即只有其中的一相或两相合闸或分闸。

这类故障多发生在三相分体式的断路器上，且故障点躲在储能回路和各个机构内部的操作回路。这种故障可以按照断路器拒分、拒合和无法储能的处理方法进行故障排除。

4.结论弹簧操动型断路器作为新一代的、先进的开关设备逐步得到广泛应用。但随着其应用增多，也不可避免出现了缺陷率和故障率升高的现象。目前弹簧操动型断路器的故障多种多样，除了以上一些常见故障以外，在日常使用中还可能会发生一些新问题，在实际工作中，弹簧操动型断路器故障往往是几种常见故障的组合，这时我们需要根据故障的实际情况，进行综合分析，找出具体原因后，及时有效地进行故障处理和制订措施，将故障带来的损失降到最低，保证弹簧操动型断路器能可靠正常工作，提高设备健康水平，确保修试质量，不能对运行中的弹簧操动型断路器掉以轻心，避免事故发生。

参考文献：[1]《电力系统故障分析》.王显平.中国电力出版社.2008年.[2]《断路器故障与监测》.方可行.中国电力出版社.2010年[3]《变电检修》.中国电机工程学会城市供电专业委员会.2006年