高鐵變電所高壓斷路器的運行與維護-高壓斷路器操動機構工作原理及故障處理

高鐵變電所運行與維護（一次系統(tǒng)）項目二、高壓斷路器的維護與檢修任務6、高壓斷路器操動機構工作原理及故障處理2目錄一認識斷路器的操作機構二斷路器的操動機構的分類三操動機構的結構和工作原理四五操動機構常見故障及處理斷路器的操動機構的基本要求

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是驅使高壓斷路器進行分合閘，并在合閘后維持合閘狀態(tài)的機構。一、認識斷路器的操動機構2023/12/29一、認識斷路器的操動機構220KV斷路器操作機構箱（2*27.5）KVGIS柜斷路器操作機構箱3

二、斷路器的操動機構的分類

依斷路器合閘時所用能量形式不同，操動機構可分以下幾種。（1）手動機構（CS型）指用人力進行合閘的操動構。（2）電磁機構（CD型）指用電磁鐵合閘的操動機構。（3）彈簧機構（CT型）指事先用人力或電動機使彈簧儲能實現(xiàn)合閘的彈簧合閘操動機構。3

二、斷路器的操動機構的分類

（4）電動機機構（CJ型）用電動機合閘與分閘的操動機構。（5）液壓機構（CY型）指用高壓油推動活塞實現(xiàn)合閘與分閘的操動機構。

（6）氣動機構（CQ型）指用壓縮空氣推動活塞實現(xiàn)合閘與分閘的操動機構。3

當電極上電弧電流大于10kA時，陰極斑點受電磁力的作用相互吸引，使所有的陰極斑點集聚成一個運動速度緩慢的陰極斑點團(其直徑可達1～2cm)，形成單束大弧柱，且電極強烈發(fā)光，觸頭表面將出現(xiàn)熔坑，這種形態(tài)的電弧稱為集聚型電弧，這種電弧將難以熄滅。三、斷路器操動機構的基本要求

（1）具有足夠的操作功率。在操作合閘時，操動機構要輸出足夠的操作功，以克服機械力和電動力使斷路器可靠合閘，并保證有足夠的合閘速度。（2）具有維持合閘的裝置。由于操動機構需要很大的合閘功，所以操動機構是按短時間提供合閘能量來設計的。因此，操動機構中必須有維持合閘的裝置（3）具有盡可能快的分閘速度。操動機構應具備電動和手動分閘功能。當接到分閘命令后，斷路器應盡可能快速分閘，并能滿足滅弧性能的要求。3

當電極上電弧電流大于10kA時，陰極斑點受電磁力的作用相互吸引，使所有的陰極斑點集聚成一個運動速度緩慢的陰極斑點團(其直徑可達1～2cm)，形成單束大弧柱，且電極強烈發(fā)光，觸頭表面將出現(xiàn)熔坑，這種形態(tài)的電弧稱為集聚型電弧，這種電弧將難以熄滅。三、斷路器操動機構的基本要求

（4）具有自由脫扣裝置。所謂自由脫扣，是指在斷路器合閘過程中如操動機構又接到分閘命令，則操動機構不應繼續(xù)執(zhí)行合閘命令而應立即分閘。

（5）具有“防跳躍”功能。當斷路器關合有短路故障電路時，斷路器將自動分閘。此時若合閘命令還未解除，則斷路器分閘后將再次合閘，接著又會分閘。這樣，斷路器就可能連續(xù)多次合分短路電流，這一現(xiàn)象稱為“跳躍”?！疤S”對斷路器以及電路都有很大危害，必須加以防止。

（6）具有自動復位功能。斷路器分閘后，操動機構應能自動地回復到準備合閘的位置。（7）具備工作可靠、結構簡單、體積小、重量輕、操作方便、價格低廉等特點四、操動機構的結構和工作原理1-緩沖法蘭2-接線板3-合閘線圈4-輔助開關5-主轉軸6-分閘線圈7-分閘鐵心8鑄鐵支架9-外鐵筒 10-操作手柄11-合閘鐵心12-分、合閘指示牌13-復位彈簧 14-頂桿15-內圓筒1.電磁操動機構四、操動機構的結構和工作原理

電磁操動機構利用電磁力帶動斷路器合閘，優(yōu)點是結構簡單，體積小，但缺點是合閘電流較大，達到100A或更高，需要配備專門的大容量直流合閘電源，其應用將逐漸被彈簧操動機構代替。1.電磁操動機構

四、操動機構的結構和工作原理

彈簧操動機構是以彈簧儲能來實現(xiàn)斷路器分、合閘操作的一種機構。彈簧儲能（電動機或手動）合閘（同時將能量傳給分閘彈簧）行程開關的接點接通彈簧儲能電動機回路，合閘彈簧儲能

2.彈簧操動機構分閘2.彈簧操動機構

四、操動機構的結構和工作原理

2.彈簧操動機構

四、操動機構的結構和工作原理

42.彈簧操動機構四、操動機構的結構和工作原理

彈簧操動機構的優(yōu)點是速度快，工作穩(wěn)定，其儲能過程中電動機電流不大(幾個安培)，因此對直流電源要求不高，不需配備專門的合閘電源。比較適合自動化操作的要求，因此應用很廣。彈簧機構結構較復雜，零部件數(shù)量較多（約為200個），維修工作量大，成本較高。故目前一種新型的操動機構——雙穩(wěn)態(tài)永磁操動機構正得到運行部門的重視、應用。四、操動機構的結構和工作原理利用高壓壓縮氣體(氮氣)作為能源、液壓油(10#航空油)作為傳遞能量的介質，經特定的油路和閥門注入帶有活塞的工作缸中，推動活塞往復運動，驅使斷路器分、合閘的機構，稱為液壓操動機構。

3.液壓操動機構

3.液壓操動機構

儲能元件：蓄能器、電機與油泵。液壓機構的壓力由油壓開關監(jiān)視，壓力下降到規(guī)定數(shù)值時電機起動，壓縮儲能器中上部的氮氣儲能。控制閥由分、合閘線圈控制。合閘時，控制閥使高壓油進入工作缸活塞的左側，使活塞向右側運動，通過操動桿驅使斷路器合閘；分閘時，控制閥使工作缸活塞左側的高壓油泄至低壓油箱，高壓油進入工作缸活塞右側，通過操動桿驅使斷路器分閘。四、操動機構的結構和工作原理

五、操動機構常見故障及處理：

故障現(xiàn)象原因及處理1、機構拒動:(1)拒分(2)拒合1、電氣回路故障：(1)直流電源故障,失壓或電壓過低；(2)分合閘回路元件接觸不良.，如接觸器按鈕,繼電器,斷路器輔助聯(lián)動結點等；(3)分合閘線圈斷線,層間短路或極性接反；(4)二次控制回路接線錯誤；(5)值班人員操作不當。2、機械故障：（1)分合閘接觸器卡滯,不能復位而拒動；(2)CD型機構拒合或合不上：①合閘鐵心行程小如,合閘鐵心頂桿太長或太短，鋼套卡滯；②機械卡滯致使脫扣機構未復歸到（高于）死點位置；③維持托架卡滯,不能復歸到預備合閘位置；④止釘(頂桿)位置過高,使脫扣機構三連桿不能復歸到死點位置；(3)CY機構拒合：①微動行程開關接觸不良,不能啟動油泵，使油壓降至合閘閉鎖繼電器動作值；②合閘電磁閥故障：如合閘閥自保持油路堵塞；合閘逆止閥、合閘二級閥活塞漏油；合閘電磁鐵頂桿行程短(折斷)或卡滯；③合閘高壓油管道、工作缸合閘側及建立高壓油的各部分漏油嚴重；(4)CD機構拒分：①脫扣機構三連桿死點位置過低(止釘位置過低)；②分閘鐵心頂桿卡滯,脫落或折斷；(5)CY機構拒分：①微動行程開關接觸不良,不能啟動油泵,使油壓降低至分閘閉鎖繼電器動作值；②分閘電磁閥故障，如：分閘電磁鐵頂桿長度調整不當、行程偏短(折斷)或卡滯；③分閘放油管道堵塞.；故障現(xiàn)象原因及處理2、機構分合閘接觸器動作后不返回原因：(1)接觸器本體滅弧罩安裝不當,使觸頭卡住或粘連；(2)二次控制回路故障導致接觸器線圈始終受電。3、CY型操動機構油泵頻繁啟動原因：(1)機構高壓油系統(tǒng)(如電磁網(wǎng),輸油管接頭處等)有漏油現(xiàn)象；(2)油泵本身故障；處理：向電力調度報告,做好記錄,超過每天額定啟動次數(shù),應申請退出,派人檢修。4、CY型操動機構手動慢合、慢分不成功原因：(1)用調節(jié)桿操動慢動作拒動,與機構打不上油壓原因相同；(2)如果機構能打上油壓則是本身拒動,有地方卡死了。5、CY.手動快合拒動原因：(1)合閘一級閥閥針未頂開球閥；(2)合閘保持逆止閥裝反；(3)中間腔座內腔某處密封失效；(4)閥桿的錐閥密封失效。（5）合閘控制油路有堵塞。五、操動機構常見故障及處理：故障現(xiàn)象原因及處理6、

CY手動快分拒動原因：(1)分閘一級閥球閥未打開，分閘電磁鐵行程短；(2)閥桿卡死。7、CY電操作拒動原因：(1)如果電磁鐵動鐵心動作,但打不開一級閥,則說明電磁鐵行程調整不當,沖程小,力量不夠,電磁鐵應往上調；(2)如果動鐵心無動作，則為操作電源斷路或電磁鐵線圈斷線,應用電表測試,查出故障部位。8.、

CY操動壓降大操動壓降是分合閘過程中放掉了一部分高壓油造成的。(1)分閘壓降大：.主要是控制閥動作過程中在滑閥密封階段泄漏過多造成的；其中主要是一級閥桿。二級閥動作過程中漏油增多主要原因是閥桿開距大或滑閥的配合間隙過大，閥桿動作遲緩,裝配時不靈活或分閘一級閥打開后排油不通暢；(2)合閘壓降大：主