LW9-72.5SF6斷路器原理及故障處理

LW9-72.5/31.5

瓷柱式六氟化硫斷路器的維護(hù)與故障處理吉林供電公司（一）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及原理1、特點：LW9—72.5/31.5瓷柱式高壓六氟化硫斷路器每極為單斷口結(jié)構(gòu)，每臺斷路器的三極裝于一個機(jī)構(gòu)箱上；滅弧室采用自能滅弧原理，每極包括滅弧室、支柱。產(chǎn)品配用一臺CT15型彈簧操動機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)設(shè)于本體的下側(cè)，三極所有的聯(lián)動部件都機(jī)械的連在同一個彈簧機(jī)構(gòu)上。二次控制可實現(xiàn)遠(yuǎn)方和就地的電動分、合閘。（一）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及原理2、優(yōu)良的開斷性能LW9-72.5斷路器的額定短路開斷電流達(dá)31.5kA，可以完成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各種開斷功能，其設(shè)計先進(jìn)的滅弧室，既可承受近區(qū)故障時苛刻的恢復(fù)電壓上升率，又能承受失步開斷時較高的恢復(fù)電壓峰值。在切合小感性電流時,無截流過電壓，在切合容性電流時，無復(fù)燃和重?fù)舸┈F(xiàn)象產(chǎn)生。

3、特強(qiáng)的載流能力LW9-72.5斷路器的觸頭均采用自力型觸頭，接觸可靠，接觸電阻小，導(dǎo)電率很高，而且以壓氣缸和支持件等兼做載流導(dǎo)體，截流截面大，通流能力強(qiáng)。4、可靠的絕緣性能產(chǎn)品外絕緣采用了能適應(yīng)我國大陸風(fēng)沙和工業(yè)污染的大小傘相間的瓷套傘裙結(jié)構(gòu)。內(nèi)絕緣在斷口間采用了良好的觸頭形狀設(shè)計，電場分布比較均勻。5、較長的電壽命設(shè)計由于滅弧室采用了主觸頭與弧觸頭分離的結(jié)構(gòu)，弧觸頭為銅鎢合金整體燒結(jié)，在保證滿容量不檢修連續(xù)開斷20次的情況下，仍能承載額定電流并且具有較小的溫升值。6、自能滅弧室

LW9-725采用自能滅弧原理，與一般壓氣式滅弧室相比，它有效地利用了電弧能量加熱SF6氣體，使壓氣缸內(nèi)建立起熄弧所必須的壓力。因此，在維持同等壓力的前提下，由于滅弧室中壓氣缸直徑減小，傳動系統(tǒng)運(yùn)動件的質(zhì)量減輕，分閘速度可以比壓氣式顯著地降低，從而使機(jī)構(gòu)的操作功明顯下降，使本產(chǎn)品可以配用結(jié)構(gòu)簡單輕巧，使用可靠性高，操作噪音小的彈簧操動機(jī)構(gòu)CT15。（一）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及原理（一）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及原理7、彈簧操動機(jī)構(gòu)彈簧操動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，分合閘操作采用兩個螺旋壓縮彈簧實現(xiàn)。儲能電機(jī)給合閘彈簧儲能，合閘時合閘彈簧的能量一部分用來合閘，另一部分用來給分閘彈簧儲能。合閘彈簧一釋放，儲能電機(jī)立刻給其儲能，儲能時間不超過15s（儲能電機(jī)采用交直流兩用電機(jī)）。運(yùn)行時分合閘彈簧均處于壓縮狀態(tài)，而分閘彈簧的釋放有一獨(dú)立的系統(tǒng)，與合閘彈簧沒有關(guān)系。這樣設(shè)計的彈簧操動機(jī)構(gòu)具有高度的可靠性和穩(wěn)定性，既可滿足O-0.3sec-CO-180sec-CO操作循環(huán)，又可滿足CO-15sec-CO操作循環(huán)，機(jī)械穩(wěn)定性試驗達(dá)10000次。（一）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及原理7、完善的二次控制和保護(hù)回路操動機(jī)構(gòu)箱內(nèi)，帶有完善的二次控制和保護(hù)回路，如儲能電機(jī)的過載，超時等保護(hù)信號，就地、遠(yuǎn)方操作選擇，自帶防跳回路及SF6氣體密度監(jiān)測系統(tǒng)，加熱器可根據(jù)溫、濕度自動投切。8、安裝簡單方便出廠時斷路器本體內(nèi)充有0.04Mpa的SF6氣體，因此，現(xiàn)場安裝時，只需將斷路器本體吊裝在支撐框架上，連好管路及傳動聯(lián)板，不需抽真空就可直接充氣。因此，現(xiàn)場安裝簡單方便，工作量非常小。9、運(yùn)行安全可靠，維護(hù)工作量小由于斷路器的設(shè)計合理，可靠性高，壽命長，處于國內(nèi)領(lǐng)先，國際先進(jìn)水平，所以，運(yùn)行安全可靠，使運(yùn)行維護(hù)工作量很小，檢修工作量也非常小。（二）滅弧室工作原理1、滅弧室原理:該型號斷路器采用的是自能式滅弧方式，斷路器分閘時，提升桿帶動壓氣缸高速運(yùn)動，運(yùn)動過程中，一方面壓氣缸內(nèi)的SF6氣體被壓縮增壓，另一方面，利用電弧產(chǎn)生的能量對壓氣缸內(nèi)的SF6氣體增壓。分閘過程中，高速的SF6氣體通過噴口吹向電弧，對電弧進(jìn)行冷卻。電弧在電流過零時熄滅，此后，只要SF6介質(zhì)的恢復(fù)強(qiáng)度大于斷口間的電壓恢復(fù)強(qiáng)度，電流就被成功開斷。其簡單的滅弧原理見下圖。滅弧室結(jié)構(gòu)

1、上接線端子

2、靜觸頭系統(tǒng)

3、滅弧室瓷套

4、動觸頭系統(tǒng)

5、絕緣拉桿

6、支持瓷套

7、直動密封

8、下接線端子（三）斷路器的操動機(jī)構(gòu)操動機(jī)構(gòu)是高壓斷路器的重要組成部分，它由儲能單元、控制單元、和力傳遞單元組成。LW9-72.5高壓SF6斷路器配用彈簧操動構(gòu)。彈簧操動機(jī)構(gòu)是一種以彈簧作為儲能元件的機(jī)械式操動機(jī)構(gòu)。彈簧的儲能借助電動機(jī)通過減速裝置來完成，并經(jīng)過鎖扣系統(tǒng)保持在儲能狀態(tài)。開斷時，鎖扣借助磁力脫扣，彈簧釋放能量，經(jīng)過機(jī)械傳遞單元使觸頭運(yùn)動。CT15型彈簧操動機(jī)構(gòu)（圖1、圖2、圖3）利用電動機(jī)給合閘彈簧儲能，斷路器在合閘彈簧的作用下合閘，同時使分閘彈簧儲能。儲存在分閘彈簧的能量使斷路器分閘。圖1所示狀態(tài)為開關(guān)處于合閘位置，合閘彈簧已儲能（同時分閘彈簧也已儲能完畢）。此時儲能的分閘彈簧使主拐臂受到偏向分閘位置的力，但在分閘觸發(fā)器和分閘保持掣子的作用下將其鎖住，開關(guān)保持在合閘位置。分閘操作（圖B）

分閘信號使分閘線圈帶電并使分閘撞桿撞擊分閘觸發(fā)器，分閘觸發(fā)器以順時針方向旋轉(zhuǎn)并釋放分閘保持掣子，分閘保持掣子也以順時針方向旋轉(zhuǎn)釋放主拐臂上的軸銷A，分閘彈簧力使主拐臂逆時針旋轉(zhuǎn)，動靜觸頭快速分離，斷路器分閘。合閘操作（圖2、3）

合閘信號使合閘線圈帶電，并使合閘撞桿撞擊合閘觸發(fā)器。合閘觸發(fā)器以順時針方向旋轉(zhuǎn)，并釋放合閘彈簧儲能保持掣子，合閘彈簧儲能保持掣子逆時針方向旋轉(zhuǎn)，釋放棘輪上的軸銷B。合閘彈簧力使棘輪帶動凸輪軸以逆時針方向旋轉(zhuǎn)，使主拐臂以順時針旋轉(zhuǎn)，斷路器完成合閘。并同時壓縮分閘彈簧，使分閘彈簧儲能。當(dāng)主拐臂轉(zhuǎn)到行程末端時，分閘觸發(fā)器和分閘保持掣子將軸銷A鎖住，開關(guān)保持在合閘位置。合閘彈簧儲能過程圖3所示狀態(tài)為開關(guān)處于合閘位置，合閘彈簧釋放（分閘彈簧已儲能）。斷路器合閘操作后，與棘輪相連的凸輪板使限位開關(guān)XK閉合，磁力開關(guān)ZJ1帶電，接通電動機(jī)回路，使儲能電機(jī)啟動，通過一對錐齒輪傳動至與一對棘爪相連的偏心輪上，偏心輪的轉(zhuǎn)動使這一對棘爪交替蹬踏棘輪，使棘輪逆時針轉(zhuǎn)動，帶動合閘彈簧儲能，合閘彈簧儲能到位后由合閘彈簧儲能保持掣子將其鎖定。同時凸輪板使限位開關(guān)XK切斷電動機(jī)回路。合閘彈簧儲能過程結(jié)束。二次控制部分操動機(jī)構(gòu)箱內(nèi)，帶有完善的二次控制和保護(hù)回路，如儲能電機(jī)的過載，超時等保護(hù)信號，就地、遠(yuǎn)方操作選擇，自帶防跳回路及SF6氣體密度監(jiān)測系統(tǒng)。合閘控制回路：斷路器處于分閘狀態(tài)，轉(zhuǎn)換開關(guān)接點接通，從端子5來的遠(yuǎn)方合閘操作信號，經(jīng)遠(yuǎn)近控制手柄的切換節(jié)點，通過分壓電阻和輔助開關(guān)的長閉節(jié)點進(jìn)入合閘線圈，SF6氣體密度繼電器ZJ4低氣壓閉鎖接點如果接通，使合閘線圈HQ受電，合閘電磁鐵動作，擊打合閘掣子，釋放合閘彈簧，斷路器合閘，斷路器合閘帶動轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換，切斷合閘回路，接通分閘回路。分閘控制回路：

斷路器處于合閘狀態(tài)，轉(zhuǎn)換開關(guān)接點接通，從端子7來的遠(yuǎn)方分閘操作信號，經(jīng)遠(yuǎn)近控制手柄的切換節(jié)點，通過分壓電阻和輔助開關(guān)的長閉節(jié)點進(jìn)入合閘線圈，SF6氣體密度繼電器ZJ4低氣壓閉鎖接點如果接通，使分閘線圈HQ受電，分閘電磁鐵動作，擊打分閘掣子，釋放分閘彈簧，斷路器分閘，斷路器分閘帶動轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換，切斷分閘回路，接通合閘回路。合閘彈簧儲能回路該型號斷路器的合閘儲能使用的是交流電機(jī)，其控制回路是直流控制。斷路器合閘操作后，限位開關(guān)XK閉合，磁力開關(guān)ZJ1得電，接通電動機(jī)回路，對合閘彈簧儲能，儲能到位，棘輪軸上凸輪將使限位開關(guān)XK打開,電動機(jī)停止運(yùn)行。保護(hù)一：電動機(jī)打壓時間過長，電動機(jī)時間繼電器SJ1的延時閉合觸點閉合，接通ZJ2繼電器回路，繼電器ZJ2動作，使ZJ1的常閉觸點打開，切斷電機(jī)回路，使電動機(jī)停轉(zhuǎn)。保護(hù)二：電動機(jī)過載保護(hù)，當(dāng)電動機(jī)出現(xiàn)過負(fù)荷時，熱繼電器RJ的常開觸點閉合，接通ZJ2繼電器回路，繼電器ZJ2動作，使ZJ1的常閉觸點打開，切斷電機(jī)回路，使電動機(jī)停運(yùn)。

機(jī)構(gòu)箱內(nèi)裝有空間加熱器SH，當(dāng)空氣濕度較大或環(huán)

境溫度在5℃以下時，自動投入加熱器。SF6密度保護(hù)斷路器本體內(nèi)的SF6氣體密度降低至報警壓力時，密度控制器ZJ4的報警觸點動作，發(fā)出報警信號，提請值班運(yùn)行人員對斷路器補(bǔ)充SF6氣體；若SF6氣體密度繼續(xù)降低至閉鎖壓力時，密度繼電器ZJ4的閉鎖觸點打開，切斷分、合閘控制回路，使斷路器不能進(jìn)行分、合操作。同時，發(fā)出SF6低氣壓閉鎖信號。加熱器回路（四）配彈簧機(jī)構(gòu)的斷路器在運(yùn)行中的故障處理分類不正常現(xiàn)象估計主要原因調(diào)查事項及對策關(guān)合動作的異常1..不能電氣合閘1.1電源不良檢查控制電壓U>80%Ue1.2電氣控制系統(tǒng)不良控制線斷線,端子松,合閘線圈故障,輔助開關(guān)接點故障1.3SF6氣體壓力不足,壓力開關(guān)動作閉鎖補(bǔ)氣到額定壓力1.4彈簧未儲能故障電機(jī)回路電源故障，檢查回路電壓U>85%Ue電機(jī)過流或儲能過時報警電機(jī)或機(jī)械系統(tǒng)故障1.5其它手動關(guān)合合閘電磁鐵,合閘,檢查電磁鐵間隙2.不能電氣分閘2.1電源不良檢查控制電壓U>60%Ue2.2電氣控制系統(tǒng)不良控制線斷線,端子松,分閘線圈故障,輔助開關(guān)接點故障2.3SF6氣體壓力不足,壓力開關(guān)動作閉鎖補(bǔ)氣到額定壓力2.4其它手動關(guān)合分閘電磁鐵,分閘,檢查電磁鐵間隙配彈簧機(jī)構(gòu)的斷路器在運(yùn)行中的故障處理分類不正常現(xiàn)象估計主要原因調(diào)查事項及對策氣壓控制系統(tǒng)異常3.SF6氣體壓力下降,63GA發(fā)出補(bǔ)氣報警漏氣補(bǔ)氣至額定壓力,參考充氣作業(yè)要領(lǐng),查找漏氣點,消除漏點儲能機(jī)構(gòu)異常操動機(jī)構(gòu)不能自動儲能1、電動機(jī)控制回路低壓空氣開關(guān)未合閘2、電壓過低3、電動機(jī)出現(xiàn)故障1、檢查低壓空氣開關(guān)能否正常合閘2、檢查電源電壓值3、更換電動機(jī)常見故障分析1、不儲能：1）、2003年7月6日，哈達(dá)灣一次變電站66kV哈炭甲線定檢時發(fā)現(xiàn)該斷路器不儲能，經(jīng)查，熱繼電器動作后未復(fù)歸，處理后恢復(fù)正常。2）、2004年10月，城西變一次電站66kV西灣甲線定檢時發(fā)現(xiàn)斷路器不儲能，經(jīng)查，該斷路器電機(jī)接線端子斷線，處理后恢復(fù)正常。2、儲能不止：2004年7月，哈達(dá)灣一次變電站66kV哈炭乙線定檢時發(fā)現(xiàn)該斷路器儲能不止，經(jīng)查，該斷路器儲能控制回路限位開關(guān)XK松動，不能控制XK接點動作。常見故障分析3、拒合閘2005年7月14日，城西一次變電站西灣甲線線路故障，12時27分?jǐn)嗦菲鞅Ｗo(hù)跳閘，重合不良，運(yùn)行人員自行查找故障，未發(fā)現(xiàn)異常，進(jìn)行遠(yuǎn)控合閘，合閘不良；運(yùn)行人員再次查找故障，仍然未發(fā)現(xiàn)異常，19時20分再次遠(yuǎn)控合閘，合閘不良。22時報檢修公司。搶修人員到達(dá)后將遠(yuǎn)近控制手柄打至近控位置，近控電動合閘拒動。測量