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真空断路器故障分析诊断方法
2006年4月20日 10:38  来源:电厂论坛
  摘 要:用户在使用、维护、保养新型真空断路器时可能会感到棘手,特别是一旦出了故障,便可能束手无策。针对此现象,介绍了目前市场上最新型国产真空断路器的功能模块划分和故障诊断方法。

  真空断路器作为一种新型开关,与以往的少油断路器、磁吹断路器等相比具有许多新奇的地方,特别是近年来,国外最新型真空断路器的涌入和国内厂家不断地推陈出新,使真空断路器结构形式等与以往的相比,发生了较大的变化。其实无论何种形式的真空断路器,其基本工作原理均有相似之处,本文就真空断路器故障进行了分析并归纳整理,以使似乎纷繁复杂的故障排除变得有章可循。

  1 断路器的功能模块
  
  真空断路器作为电气开关的功能应当有:①准确无误地合闸,②使开关可靠地保持在合闸位置,③准确无误地分闸,④使开关可靠地保持在分闸位置,⑤正确执行操作程序和发出切换信号(包括指示信号、控制信号和连锁信号)。
  
  在进行真空断路器结构分析时,无论何种结构形式的断路器均可将其操作系统分为控制、动力和传动三部分。
  
  在对一个真空断路器进行结构分析时,基架框内按功能结构模块可划分为以下几个单元:
  
  (1) 储能机构单元
  
  该单元完成储能→合闸准备。
  
  真空断路器合闸动力不外乎两方面:储能弹簧或直流电磁机构。由于弹簧操作机构可使能量传递获得最佳匹配,并使各种开断电流规格的断路器通用同一种操作机构(仅仅是选用不同的储能弹簧),性能价格比最优。因此,国外较先进的断路器几乎全为弹簧操作机构。
  
  (2) 驱动机构单元
  
  本单元的功能是合闸→合闸保持(锁扣)→完成合闸动作;分闸→(脱扣)→完成分闸动作。
  
  驱动机构单元主要由四连杆机构或五连杆机构组成。
  
  (3) 主传动单元
  
  主传动单元主要包括断路器主传动轴、绝缘推杆、调节头、连板等。它是操作机构与真空灭弧室动导电杆之间动力传输的桥梁。
  
  (4) 辅助单元
  
  诸如分、合闸按钮,分、合状态指示,辅助开关,端子排及断路器必备的连锁装置等。
  
  需要说明的是上述各功能单元并非截然分开,而是相对独立,如连锁装置等。

  2 断路器故障诊断的方法
  
  真空断路器的触头开距小,操作所需能量小,冲击小,机构简单,故其很少发生故障。从故障发生率低和检修情况看,真空断路器是一种理想的断路器。这种断路器的故障发生部位对比见表1。
表1 真空断路器的故障发生部位对比  %
操作机构
 主回路部分
 控制部分
 其它
 
50
 34
 10
 6

  真空断路器是否有故障,可以根据其能否准确无误地合闸、分闸并使开关可靠地保持在合闸、分闸位置来判断。主回路方面的故障,可以从断路器例行的检修和维护中发现并排除,例如真空灭弧室真空度是否下降,用工频耐压法可以很容易地辨别。断路器合、分操作不正常,有时不易找出故障点,特别是一些综合性故障的辨别判断较为困难,但只要搞清了断路器的结构原理,从各功能模块入手分析排查,往往就能取得事半功倍的效果。
  
  断路器的基本操作过程可以简单地描述为:
  
  储能→合闸准备→合闸→合闸保持(锁扣)→完成合闸动作→分闸→(脱扣)→完成分闸动作。
  
  上述任何一个环节出问题,都将影响断路器的合、分操作。因此,分析故障点时,首先要分清各功能块,再采取分步排除法,逐个排查。
  
  故障1:储不上能
  
  储不上能是真空断路器较常见的故障之一,特别是棘轮、棘爪驱动的储能机构,故障几率较高。储能机构要完成储能动作,主要取决于储能电机、驱动机构、定位件这3个环节。紧紧抓住这3个环节,很容易找出故障的症结。
  
  故障2:无合闸动作
  
  发生无合闸动作故障主要与合闸电磁铁是否吸合、储能是否到位、定位件动作是否正常有关。
  
  故障3:空合
  
  有合闸动作但合不上闸称之为空合。在分析此类故障时,首先应从合闸保持(锁扣)入手分析,然后再分析是否与储能部分有关。
  
  故障4:不分闸
  
  在此需强调指出,在断路器发生拒动、空合等情况时于分析检修断路器主体之前,要充分判断一下原因是否出在控制及二次元件如辅助开关、端子排等方面,然后再进行断路器的分析诊断。

  4 结束语
  
  作为机电产品,真空断路器长期带电工作,对其考验是较严酷的,出现故障是难免的,但只要掌握了断路器的结构原理,充分搞清各功能单元间的相互关系,无论面对何种结构形式的断路器,只要按照程序分步排查,综合分析,找出故障点并予以排除是很容易的。
 
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